三維電子地圖的場景組織

三維電子地圖的場景組織目錄CONTENTS二、細節(jié)層次技術一、三維地圖模型的基本要求三、空間分區(qū)技術四、場景層次體系的建立三維地圖的數據模型要求支持三維模型的動態(tài)可視化以及交互操作，為此將三維地圖模型組織為層次結構的場景體系。在該體系中，每一個數據對象（例如一個三維目標）都體現為一個節(jié)點，整個場景都是由眾多有序的、具有層次的節(jié)點組成的，位于最上面的稱為根節(jié)點。除根節(jié)點以外，在顯示場景圖形的過程中可以任意增加一個節(jié)點，也可以刪除一個節(jié)點，這樣就為當前場景動態(tài)地裝載或卸載另外的場景提供了極大的方便。一、三維地圖模型的基本要求精煉的數據量表現一個具有龐大數據量的三維模型就目前的技術來講可能存在一些問題，因此必須壓縮到最小。這一點對于交互式管理地圖模型而言是非常重要的。矢量數據結構地圖模型必須具備矢量數據結構，與柵格數據相比較而言，矢量數據能更好地描述模型并能更容易地進行數據集的幾何分析。三維地圖模型的基本要求二、細節(jié)層次技術一、項目概況三維地圖內容的表現要能讓用戶通過人的認知系統(tǒng)進行感知，由于采用透視投影，地圖將不再具備確定的比例尺，如果不考慮其分辨率，將會影響三維地圖的最后效果（縮小的圖像尺寸、壓縮的地圖內容等等）。為了解決這一問題，我們采用細節(jié)層次技術（LeverofDetail，LOD），這意味著三維地圖中的各個要素都具備足夠的與顯示比例有關的圖解變量（陰影方向、顏色等）。距離觀察位置越近，該要素就會被表現得越詳細。反之則越概略。細節(jié)層次模型是一種由多種精度層次集成而成的模型表達技術。它允許根據不同的任務要求選擇不同精度的模型。細節(jié)層次技術三、空間分區(qū)技術一、項目概況分區(qū)的目的在于對基于大區(qū)域、海量數據的地圖模型進行動態(tài)顯示時能很大程度上提高速度?；舅悸罚簩Φ貓D模型進行分區(qū)，將各分區(qū)中的地圖內容定義為眾多的細節(jié)層次（高、中、低），這樣三維地形圖系統(tǒng)就可以分別采用合適的細節(jié)層來表現各個分區(qū)。在DEM的基礎上，根據地圖覆蓋的范圍和三維顯示時視線的大致角度等因素將DEM分成若干個等大的子區(qū)域，然后在此基礎上建立其它要素的三維模型，按照各要素與DEM子區(qū)域的相對位置將三維模型（目標）歸入到相應的分區(qū)內。這樣在進行動態(tài)顯示時就可以根據視點的位置和視線角度來動態(tài)地裝載相應的分區(qū)模型。需要特別處理毗鄰分區(qū)之間的過渡區(qū)域以保證不同的分區(qū)持續(xù)過渡，從而獲得較好的地圖模型的整體效果。采用的細節(jié)層次越細，過渡越自然，但另一方面，存儲模型的數據量也會明顯地增加，因此必須在兩者之間達成一個平衡?？臻g分區(qū)技術四、場景層次體系的建立整個三維地圖場景被組織成為一個樹狀的結構體系。三維地圖場景是這個體系中的根節(jié)點，世界空間是根節(jié)點的坐標系統(tǒng)，各個區(qū)域場景作為子節(jié)點都可以位于其中，并能進行定位和調節(jié)大小?？梢噪S時加入新的節(jié)點，也可以刪除某個節(jié)點。所有表示場景或目標的節(jié)點中所包含的信息是相當豐富的。各類信息又由不同類型的子節(jié)點來表達，每一類型的節(jié)點都有它自己的作用和功能。例如，幾何節(jié)點用來存儲地理目標的幾何體數據（主要包括構成三維目標的三網及其邊界立方體），組節(jié)點可用來表達由若干幾何體形成的復雜目標，幾何變換節(jié)點用來對目標進行三維空間的平移、旋轉、比例變換等，而另外用一些節(jié)點來表達三維目標的外觀顏色、是否粘貼紋理、是否運用光或霧等。場景層次體系的建立可以對該結構樹進行遍歷以查詢得到所需要的節(jié)點。從每個節(jié)點可以通過遍歷得到其父節(jié)點，也可以得到它的眾多子節(jié)點。此外，每個節(jié)點還能容納用戶定義的數據（專題屬性數據），這些結構對于實現三維目標的屬性查詢是相當重要的。場景體系的組織是在三維地圖模型建