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数字城市三维建模数据处理研究

作　者: 祁向前
导　师: 张锦
学　校: 太原理工大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 3D UGIS 单体建筑物模型 CSG/B-rep 空间关系 OpenGL
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 528次
引　用: 8次
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内容摘要

三维城市模型是城市地理信息系统(UGIS)研究的一个重要方向，也是数字地球的重要部分，已引起地理信息系统(GIS)学术界和应用部门的广泛关注。构造城市实物模型是三维城市地理信息系统(3D UGIS)解决的关键问题之一。本文对数字城市研究体系中三维城市模型进行分析的基础上，对数字城市建筑物的构造实体几何(CSG／B-rep)混合建模方法进行了研究。着重对单体建筑物模型数据处理及实体间内部空间关系进行研究。首先，通过对建筑模型抽取和建筑图形对象的分析，总结了一组描述建筑模型的建筑CSG体元；揭示了建筑模型CSG体元之间的组合形态；再对边界法(B-rep)进行描述；总结了CSG／B-rep混合建模方法；提出一种基于CSG／B-rep混合建模方案来构造三维建筑模型；总结了单体建筑物的数据获取方法；并通过最小二乘法对单体建筑物数据进行处理；在此过程中提出了一些实体中或实体间的空间约束关系；然后在此模型基础上描述了单体建筑模型内部空间关系；简要介绍了建筑模型太原理工大学硕士研究生学位论文的体装配方法;最后利用OpenGL技术在VisualC++下实现了太原理工大学教学楼及办公楼的建模实现;通过模型的对比，验证了单体建筑物建模时对数据处理的必要性;通过数据处理，降低建模的复杂性，提高了模型的可靠性和实用性。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
第一章概述  8-24
  1 研究背景及意义  8-10
  2 数字城市  10-17
    (1) 数字城市的概念  10-12
    (2) 数字城市的研究体系  12-14
    (3) 数字城市的三维模型  14-15
    (4) 三维建模技术  15-17
  3 国内外研究现状  17-21
    (1) 3D GIS数据模型及数据结构研究现状  17-20
    (2) 城市单体建筑物三维建模的研究现状  20-21
    (3) 单体建筑物空间关系的研究现状  21
  4 本文研究的必要性  21-22
  5 研究目标与主要内容  22-24
第二章单体建筑物建模方法  24-37
  1 数字城市单体建筑物  24-25
    (1) 描述建筑物的基本概念  24
    (2) 单体建筑物几何模型  24-25
  2 单体建筑物的CSG建模方法  25-29
    (1) 实体造型技术  25-26
    (2) CSG(Constructive Solid Geometry)概述  26-27
    (3) 单体建筑物的CSG基本体元及组合  27-29
  3 单体建筑物的边界表示法  29-31
  4 建筑物CSG／B-rep混合建模  31-37
    (1) 单体建筑物的CSG／B-rep建模  31-33
    (2) 单体建筑物三维建模的特点  33-34
    (3) 单体建筑模型的CSG／B-rep混合表达  34-35
    (4) 建筑物CSG体元尺寸数据  35-37
第三章单体建筑物数据的获取  37-45
  1 城市单体建筑物建模的数据源  37-42
  2 城市单体建筑纹理数据获取  42-44
  3 单体建筑属性数据获取  44-45
第四章单体建筑物数据空间关系  45-66
  1 单体建筑物数据的空间约束条件  45-61
  2 单体建筑物模型装配描述  61-66
    (1) 建筑CSG体的装配概念  62
    (2) 单体建筑装配体的表示模型  62-66
第五章基于OpenGL单体建筑物CSG／B-rep建模  66-82
  1 Open GL的概述  66-70
    (1) Open GL的基本功能  66-67
    (2) Open GL的工作流程  67-69
    (3) Open GL图形操作步骤  69
    (4) Open GL工作结构  69-70
  2 Open GL中三维图形的显示  70-75
  3 基于Visual C++的Open GL程序设计  75-78
  4 单体建筑物建模实例分析  78-82
第六章结论与建议  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目及发表的论文  88

数字城市三维建模数据处理研究

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