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三维GIS中海量空间数据可视化研究

作　者: 汤杨华
导　师: 郭新成
学　校: 长安大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 三维地理信息系统海量空间数据八叉树消隐
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 447次
引　用: 6次
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内容摘要

三维地理信息系统(GIS)是二维GIS在三维空间上的扩展,以其能表达三维现实和再现现实环境的优势备受重视。由于其管理与组织海量空间数据的能力,社会经济管理以及科研等领域对其需求日益强烈。但是,三维GIS的理论与技术不够成熟,应用的范围和程度都有限,相对于一般三维辅助设计,三维GIS的海量数据、实时可视化、空间分析等特征,反映出三维GIS中一些基础性的问题还远未很好地得到解决,其中包括海量空间数据可视化。为构建一个海量可视化的研究环境,本文以空间数据为基础,研究了基于体和基于面的三维空间模型以及相关矢量、栅格数据结构。以提高海量空间数据可视化的效率为目标,探讨了八叉树空间索引的原理、方法,实现了相关查询、插入和删除空间对象等索引算法。为高效显示三维图形,本文研究了基于八叉树的三维消隐处理方法。该方法是在八叉树空间索引的基础上,分析空间对象在八叉树中的层次位置,判断其是否应该隐藏。最后利用VC++6.0开发语言,结合OpenGL图形API,实现了三维场景的实时更新。本文做了大量工作,建立起了一个处理海量空间数据可视化的原型,提供了研究可视化问题的模型、算法以及效率评价的环境。实践证明了八叉树索引可以充分利用存储空间,并且结构有序,对物体的消隐处理有效。基于八叉树的消隐处理,降低了消隐算法中计算相交的运算量,提高了消隐算法的效率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景以及意义  9-12
    1.1.1 GIS的发展和趋势  9-10
    1.1.2 三维GIS的研究内容  10-11
    1.1.3 海量空间数据可视化  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 本文主要研究内容  14-15
第二章海量空间数据可视化管理体系  15-28
  2.1 海量空间数据的特点  15-16
  2.2 海量空间数据组织  16-20
    2.2.1 空间数据模型  16-20
  2.3 空间数据结构  20-23
    2.3.1 矢量数据结构  20-21
    2.3.2 栅格数据结构  21-22
    2.3.3 矢量-栅格结合的数据结构  22-23
  2.4 海量空间数据可视化  23-28
    2.4.1 空间数据库  23
    2.4.2 空间索引  23-24
    2.4.3 三维GIS可视化绘制  24-28
第三章八叉树空间索引  28-41
  3.1 八叉树概述  28-30
  3.2 八叉树数据结构定义  30
  3.3 构建八叉树空间索引  30-35
  3.4 维护八叉树空间索引  35-41
    3.4.1 建立虚拟八叉树  35-36
    3.4.2 查询空间对象  36-39
    3.4.3 插入空间对象  39-40
    3.4.4 删除空间对象  40-41
第四章基于八叉树的消隐处理  41-51
  4.1 消隐处理的必要性  41
  4.2 消隐算法  41-44
    4.2.1 物体空间消隐算法  42-43
    4.2.2 图像空间消隐算法  43-44
  4.3 基于OpenGL隐藏线和隐藏面的消除  44-51
    4.3.1 OpenGL概述  44-45
    4.3.2 隐藏线消除算法描述  45-48
    4.3.3 隐藏面消除算法描述  48-51
结论与建议  51-53
  结论  51
  建议  51-53
参考文献  53-56
致谢  56

三维GIS中海量空间数据可视化研究

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