GIS空间数据库(65)三维空间数据模型

常见的三维空间数据模型如下表所示:

面模型(facial model)

  • 不规则三角网(TIN)
  • 格网(Grid)
  • 边界表示模型(B-Rep)
  • 线框(Wire Frame)或相连切片(Linked slices)
  • 断面-三角网混合(Section-TIN mixed)
  • 多层DEMs

基于面模型的构模方法侧重于3D空间实体的表面表示,如地形表面、地质层面、构筑物(建筑物)及地下工程的轮廓与空间框架。

基于采样点的TIN模型和基于数据内插的Grid模型,通常用于非封闭表面模型; B-Rep模型和Wire Frame模型通常用于封闭表面或外部轮廓模拟;Section模型、Section-TIN混合模型及多层DEM模型通常用于地质构模。

通过表面表示形成3D空间目标轮廓,其优点是便于显示和数据更新,不足之处由于缺少3D几何描述和内部属性记录而难以进行3D空间查询和分析。

体模型(volumetric model)

(1)规则体元

  • 结构实体几何(CSG)
  • 体素(Voxel)
  • 八叉树(Octree)
  • 针体(Needle)
  • 规则块体(Regular Block)

(2)非规则体元

  • 四面体格网(TEN)
  • 金字塔(Pyramid)
  • 三棱柱(TP)
  • 地质细胞(Geocellular)
  • 非规则块体(Irregular Block)
  • 实体(Solid)
  • 3D Voronoi图
  • 广义三棱柱(GTP)

体模型基于3D空间的体元分割和真3D实体表达,体元的属性可以独立描述和存储,因而可以进行3D空间操作和分析。

规则体元包括CSG-tree、Voxel、Octree、Needle和Regular Block共5种模型。规则体元通常用于水体、污染和环境问题构模。 Voxel、Octree模型是一种无采样约束的面向场物质(如重力场、磁场)的连续空间的标准分割方法;
Needle和Rugular Block可用于简单地质构模。

非规则体元包括TEN、Pyramid、TP、Geocelluar、Irregular Block、Solid、3D-Voronoi和GTP共8种模型。非规则体元均是有采样约束的、基于地质地层界面和地质构造的面向实体的3D模型。

混合模型

  • TIN-CSG混合
  • TIN-Octree混合或Hybrid模型
  • Wire Frame-Block混合构模
  • Octree-TEN混合

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作者:,GIS爱好者。
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