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上篇 三维地质建模篇3

1 绪论3

1.1 引言3

1.2 三维地理信息系统4

1.2.1 地理信息系统4

1.2.2 三维地理信息系统6

1.2.3 三维地理信息系统若干思考9

1.3 三维空间数据模型10

1.3.1 空间数据模型10

1.3.2 三维空间数据模型10

1.3.3 各种模型优缺点14

1.3.4 三维空间数据模型研究中的若干问题思考14

1.4 三维空间数据可视化15

1.4.1 科学计算可视化15

1.4.2 空间数据可视化16

1.4.3 三维空间数据可视化19

2 基于改进三棱柱的三维地质模型24

2.1 TIN模型与TEN模型概述24

2.1.1 TIN模型与其数据结构24

2.1.2 TEN模型与其数据结构26

2.2 基于改进三棱柱的数据模型28

2.3 基本数据结构29

2.4 拓扑关系描述33

3 三维地质模型建模算法40

3.1 典型建模方法概述40

3.1.1 基于TIN模型的建模方法40

3.1.2 基于TEN模型的建模方法42

3.1.3 本书提出的两种建模方法42

3.2 针对连续体与连续体中止问题的建模方法43

3.2.1 连续体边界面的三角剖分（TIN）43

3.2.2 垂直连体45

3.3 针对连续体、连续体中止及连续体错断问题的建模47

3.3.1 连续体边界面的三角剖分（TIN）47

3.3.2 垂直连体47

3.3.3 关于断层处理的几点说明49

3.4 拓扑关系的建立50

3.4.1 点与线、线与三角形的拓扑关系建立51

3.4.2 三角形与三棱柱的拓扑关系建立51

4 三维地质模型可视化与应用53

4.1 模型的可视化形式53

4.1.1 真三维显示53

4.1.2 真实感显示54

4.1.3 动态显示55

4.1.4 多种模式显示55

4.1.5 其他可视化形式56

4.2 模型的几何变换57

4.2.1 平移58

4.2.2 旋转58

4.2.3 放缩58

4.3 模型切割59

4.3.1 切割定义59

4.3.2 切割原理60

4.3.3 切割算法流程62

4.3.4 算法描述63

4.4 模型应用63

4.4.1 切片63

4.4.2 虚拟钻探65

4.4.3 虚拟漫游68

4.4.4 透明切片与透明钻探69

4.5 直接三维交互的实现70

4.5.1 直接三维交互原理71

4.5.2 几何变换的三维交互71

4.5.3 切割及应用的三维交互72

4.6 可视化空间数据挖掘76

4.6.1 可视化与空间数据挖掘76

4.6.2 可视化在空间数据挖掘中的应用79

4.6.3 可视化空间数据挖掘实例82

5 三维地质模型可视化系统设计与实现83

5.1 三维地质模型可视化相关软件83

5.1.1 国内外相关软件83

5.1.2 存在的问题84

5.2 系统开发环境85

5.2.1 Visual C++85

5.2.2 三维图形开发库OpenGL86

5.3 系统总体设计87

5.3.1 系统总体流程87

5.3.2 系统框架88

5.4 数据库结构设计88

5.4.1 原始数据88

5.4.2 数据表设计89

5.5 系统功能模块91

5.5.1 系统功能模块概述91

5.5.2 模块设计92

5.6 系统界面设计96

5.6.1 界面设计依据96

5.6.2 主体界面描述97

5.7 三维地质模型可视化系统应用结果101

5.7.1 总体模型101

5.7.2 多种模式的模型展示101

5.7.3 多种应用的模型展示102

参考文献107

下篇 虚拟树木建模篇115

6 面向空间特征的树木三维建模方法115

6.1 研究背景和意义115

6.2 虚拟树木建模研究进展118

6.2.1 虚拟树木模型118

6.2.2 虚拟树木建模方法120

6.3 树木形态结构特征分析124

6.3.1 树木主要构件及其形态参数124

6.3.2 形态结构特征分析126

6.4 面向对象的矢栅混合树木模型129

6.4.1 模型描述130

6.4.2 模型数据结构131

6.4.3 拓扑结构描述138

6.5 基于规则的三维树木建模方法139

6.5.1 典型树木建模方法140

6.5.2 建模规则与策略142

6.5.3 基于规则的建模算法145

6.5.4 树木模型校正150

7 树木群体三维建模及其空间化处理156

7.1 树木群体空间结构156

7.2 研究方法156

7.3 树木群体三维模型157

7.3.1 模型描述157

7.3.2 建模方法158

7.3.3 树木群体拓扑结构描述161

7.3.4 结果与分析163

7.4 基于八叉树的树木空间剖分164

7.4.1 树木空间化处理164

7.4.2 八叉树基本原理165

7.4.3 八叉树在树木空间剖分中的应用166

7.4.4 结果与分析169

7.5 三维模型空间计算方法171

7.5.1 模型形态结构参数计算171

7.5.2 基于三维模型的参数计算173

8 树木冠层光合有效辐射分布模拟184

8.1 冠层辐射分布模型研究进展184

8.1.1 指数递减模型184

8.1.2 基于三维模型的辐射分布模拟185

8.2 冠层辐射分布研究方法186

8.3 太阳辐射空间化模型187

8.3.1 太阳辐射概述188

8.3.2 太阳辐射位置参数190

8.3.3 太阳辐射空间化模型191

8.4 光线跟踪技术在辐射传输中的应用分析195

8.4.1 光线跟踪与辐射度的比较195

8.4.2 光线跟踪基本原理196

8.4.3 应用分析197

8.5 基于正向光线跟踪的辐射传输模型198

8.5.1 模型假设198

8.5.2 冠层辐射传输过程198

8.5.3 叶片光学特征199

8.5.4 模型建立203

8.6 树木冠层PAR分布模拟结果检验与分析209

展望212

1．三维地质模型研究展望212

2．虚拟树木模型研究展望213

参考文献214