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目录1

第一部分 三维空间数据获取1

第一章 三维空间数据及其获取方法分类2

1.1三维空间数据及其信息2

1.2三维空间数据特性3

1.2.1时间特性4

1.2.2空间特性4

1.3三维空间信息获取技术5

1.2.3尺度特性5

1.3.1点方式数据获取技术6

1.3.2面状方式数据获取技术12

1.3.3图／像扫描数字化技术14

1.4现代三维空间数据获取的主要特征19

第二章 激光测量技术21

2.1激光技术起源21

2.2激光单点测量技术23

2.2.1全站仪简介23

2.2.2全站仪作业模式及流程25

2.2.3全站仪作业流程26

2.2.4无反射棱镜全站仪28

2.2.5测量机器人简介29

2.2.6卫星定位和全站仪集成技术30

2.3激光扫描测量技术31

2.3.1激光扫描技术的发展31

2.3.2激光扫描技术的原理及其应用35

2.3.3CYRAX2500激光扫描系统42

2.3.4LD激光自动测量系统45

2.3.5激光扫描数据中建筑物特征提取研究介绍49

3.1.1多传感器集成的理论56

第三章 多传感器集成空间信息获取技术56

3.1多传感器集成空间信息获取的理论、形式与发展56

3.1.2多传感器集成空间数据采集系统的分类60

3.1.3多传感器集成技术的发展趋势64

3.2地面车载测量系统65

3.2.1地面车载测量系统的产生与概念65

3.2.2车载测量系统的集成及其关键技术66

3.2.3地面车载移动测量系统的功能及应用76

3.2.4地面车载移动测量系统产品81

3.3.1机载激光扫描集系统的集成及关键技术83

3.3机载激光扫描集系统83

3.3.2机载激光扫描系统精度分析86

3.3.3系统产品介绍89

3.3.4机载激光扫描系统展望91

3.4星载测图系统92

参考文献94

第二部分 三维空间数据模型与三维GIS96

4.1空间实体分类及其表示98

4.1.1三维空间实体分类98

第四章 三维空间实体与三维GIS98

4.1.2三维空间实体定义100

4.1.3空间目标的三维表示101

4.2三维GIS软件与应用102

4.2.1三维GIS的主要研究内容102

4.2.2三维GIS软件的综述103

4.2.3三维GIS应用105

4.3三维GIS对空间数据模型的要求106

4.3.1GIS中的数据模型特性106

4.3.2三维GIS对三维数据模型的基本要求107

5.1三维空间数据模型概述109

第五章 三维空间数据模型109

5.2三维空间数据概念模型112

5.3基于体的三维空间数据模型113

5.3.1基本的二维及三维模型113

5.3.2八叉树模型115

5.3.3八叉树模型的编码方法116

5.3.4八叉树模型的生成119

5.4基于表面的三维空间数据模型123

5.4.1基本的三维矢量模型123

5.4.2四面体格网127

5.4.3TEN模型与数据结构129

5.4.4TEN模型的生成131

5.5混合结构的三维空间数据模型143

5.5.1八叉树与TEN的混合模型143

5.5.2八叉树与TIN的混合模型146

5.6三维空间拓扑关系148

5.6.1空间实体的关系148

5.6.2三维拓扑数据模型149

5.6.3三维FDS模型149

5.6.4简化的空间模型（SSM）150

5.7三维空间数据模型讨论151

6.1面向对象模型的基本概念153

第六章 面向对象的三维空间数据模型153

6.2OO3D模型的概念模型154

6.3OO3D模型的逻辑模型157

6.4OO3D模型的形式化描述160

6.5基于OO3D模型的三维目标重建161

6.5.1面模型的三维重建161

6.5.2体模型的三维重建163

6.6OO3D模型与其他模型的比较165

7.1空间数据模型集成的概念168

第七章 三维空间数据模型集成168

7.2几种基本的模型集成方法169

7.2.1边界表示与CSG模型169

7.2.2TIN与CSG的集成模型174

7.2.3矢量栅格集成的三维空间数据模型176

7.3数字城市三维模型179

7.4地形模型与地物模型的无缝集成183

7.4.1地形模型与地物模型183

7.4.2地形模型和地物模型的集成184

7.4.3混合模型构造的主要步骤185

7.4.4混合模型的数据存储结构186

7.4.5三角网的存储结构187

7.5数字城市模型的数据管理188

7.5.1建筑物模型的数据管理188

7.5.2道路模型的数据管理189

参考文献191

第三部分 三维空间信息可视化194

第八章 三维模型的可视化196

8.1三维图形生成的原理196

8.1.1三维图形生成流程196

8.1.2坐标变换197

8.1.3投影变换原理198

8.1.4投影空间和投影变换201

8.2光照模型原理与算法205

8.2.1明暗效应处理205

8.2.2光照模型207

8.2.3光线跟踪209

8.3纹理模型与纹理映射216

8.4三维可视化开发工具和几个典型的软件218

8.4.1OpenGL218

8.4.2DirectX220

8.4.3Vega221

9.1.1概念223

第九章 LOD模型的动态可视化223

9.1LOD模型的概念、意义223

9.1.2LOD模型的分类224

9.2LOD模型的研究进展225

9.2.1LOD模型的建立225

9.2.2LOD模型的构造算法226

9.3基于三角网结构的LOD模型算法229

9.3.1进度格网模型的构造231

9.3.2进度格网模型算法的流程示意图231

9.4.1基于三角形二分树结构LOD模型的算法233

9.4基于格网结构的LOD模型算法233

9.4.2基于四叉树结构LOD模型的算法236

第十章 动态多分辨率模型的构造与可视化238

10.1多分辨率地形模型的构造与实现238

10.1.1基于视点的混合数据结构LOD模型的算法240

10.1.2LOD模型的误差分析和计算246

10.1.3LOD模型构造中缝隙的修正处理249

10.1.4实验结果250

10.2多分辨率影像模型的构造与实现252

10.2.1多分辨率纹理模型的建立254

10.2.2多分辨率纹理模型的生成算法255

10.2.3纹理模型与几何模型间的映射256

10.2.4实验分析259

10.3三维模型快速动态可视化算法的设计与实现261

10.3.1空间索引的建立与应用261

10.3.2基于空间索引结构的三维模型剪切263

10.3.3实验结果267

第十一章 三维模型构造与可视化原型系统269

11.1系统应用背景269

11.2系统功能与开发环境270

11.3.1系统的体系结构272

11.3系统设计与实现272

11.3.2系统的功能介绍273

11.4算法设计276

11.4.1交互操作276

11.4.2三维数据引擎279

11.5应用实例281

11.5.1大范围内数字城市模型的建立281

11.5.2地下管线的三维可视化284

11.5.3虚拟规划285

参考文献286