Đang tải... (xem toàn văn)
■Trong nhiều trường hợp, GIS 2.5D dùng trong các mô hình số hóa địa hình, biểu diễn bề mặt quả đất.. Mô hình và cấu trúc dữ liệu vector 3D□Các phương pháp biểu diễn các đối tượng 3D■Biểu
CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU 3D Bài Mơ hình cấu trúc liệu điạ lý □ Mơ hình cấu trúc liệu vector 3D □ So sánh mơ hình 3D Mơ hình cấu trúc liệu vector 3D □ Mơ hình GIS 3D gì? ■ ■ ■ Sự nghiên cứu phát triển mơ hình liệu không gian 2D bắt đầu vào năm 1990 Sự phát triển GIS 3D kế tục GIS 2D 2.5D Trong nhiều trường hợp, GIS 2.5D dùng mơ hình số hóa địa hình, biểu diễn bề mặt đất Mơ hình 2.5D khơng phải mơ hình GIS 3D thực, độ cao khơng phải phần cấu trúc đối tượng Liên quan đến GIS 3D, có số hệ quản trị CSDL hỗ trợ kiểu liệu không gian như: Informix 2006, Ingres 2006, Oracle 11g Các kiểu đối tượng hỗ trợ gồm: Điểm, Đường, Đa giác ■ Mơ hình liệu GIS 3D mơ hình liệu biểu diễn đối tượng GIS không gian chiểu, bao gồm Điểm, Đường, Bề mặt Khối Mơ hình cấu trúc liệu vector 3D □ Một mơ hình liệu GIS 3D giống mơ hình liệu khác, cần ba mức để biểu diễn: quan niệm, logic vật lý [28] □ Sự phát triển mơ hình liệu GIS 3D phụ thuộc vào hai yếu tố: CSDL không gian kĩ thuật viễn thám [48] 4 Mơ hình cấu trúc liệu vector 3D □ Các phương pháp biểu diễn đối tượng 3D ■ Biểu diễn đường biên (B-REP) ■ Biểu diễn phần tử voxel ■ Biểu diễn cách tổ hợp khối 3D (CSG) ■ Biểu diễn cách tổ hợp phương pháp □ Các phương pháp biểu diễn đối tượng 3D Tiếp cận B-REP 2.Tiếp cận phương pháp chia nhỏ voxel Biểu diễn đối tượng không gian Tiếp cận CSG Tiếp cận phương pháp tổ hợp 1, 2, 4.1 Biểu diễn đối tượng 3D đường biên □ Dựa phần tử định nghĩa trước, gồm: Điểm, Đường, Bề mặt, Khối Trong đó: ■ Đường đoạn thẳng, cung trịn, đường trịn ■ Bề mặt đa giác phẳng, mặt tạo cung trịn, mặt nón, mặt hình trụ ■ Khối mở rộng mặt, biểu diễn khối 3D, khối có thể: hình hộp, hình nón, hình trụ, tổ hợp khối hay khối □ B-REP phù hợp để biểu diễn đối tượng 3D có hình dạng thông thường (nhân tạo) vô hướng □ B-REP tập trung xây dựng đối tượng mối quan hệ chúng Mơ hình 3D-FDS (Format Data Structure) □ Mơ hình 3D-FDS Molenaar đề xuất 1990, Rikker đồng nghiệp phát triển 1993 [2][63][66] □ Mơ hình lấy đối tượng sở BODY, SURFACE, LINE, POINT đối tượng nguyên tố NODE, ARC, EGDE, FACE □ ARC phải đoạn thẳng, ARC FACE không giao □ EDGE, FACE phải hai chiều □ SURFACE có đường biên có vài SURFACE khơng lồng bên □ BODY có đường biên có vài BODY khơng lồng bên □ ARC NODE tồn bên FACE hay BODY Mơ hình 3D-FDS Chú thích: MSA: mã số cung; MSB : mã số khối; MSL: mã số đường; MSN: mã số nốt; MSP: mã số điểm; MSS: mã số bề mặt; X, Y, Z: tọa độ nốt khơng gian Oxyz Mơ hình OO (Object Oriented) □ Mơ hình (hình 2.16) De la Losa, Cervelle đề xuất 1999 □ Mơ hình biểu diễn, quản lý lỗ hổng 2D đường hầm 3D □ Mơ hình hỗ trợ đối tượng khơng gian phức tạp □ Mơ hình xây dựng đối tượng sở: 0Simplex, 1-Simplex, 2-Simplex, VOLUME sử dụng đối tượng nguyên tố: NODE, ARC, FACE □ Hướng FACE cần lưu trữ □ Một Simplex đối tượng hình học chiều cho Mỗi chiều có phần tử nhỏ gọi Simplex □ Simplex n chiều gọi n-Simplex Mơ hình OO (Object Oriented) Mơ hình TEN □ Mơ hình Pilouk đề nghị 1996, dựa đối tượng sở POINT, LINE, SURFACE, BODY (hình 4.3) □ Các thành phần nguyên tố mơ hình gồm: ARC, NODE, TRIANGLE Một BODY tạo TETRA Một SURFACE tạo TRIANGLE Một LINE tạo ARC NODE thành phần ARC, ARC thành phần TRIANGLE TRIANGLE thành phần TETRAHEDRON (TETRA), ngoại lệ khơng xem xét □ Mơ hình TEN khơng phù hợp cho ứng dụng có tịa nhà quản lí thị tạo khối lượng liệu lớn không cần thiết TEN phù hợp cho thao tác tính tốn truy vấn ứng dụng ngành địa chất 12 13 □ □ □ □ Mơ hình (hình 4.8) Plund đề xuất năm 2001, gồm bốn thực thể sở: POINTENTITY, LINEENTITY, POLYGONENTITY, SOLIDENTITY bốn đối tượng nguyên tố: VERTEX, EDGE, FACE, SOLID Mỗi POINTENTITY có VERTEX tương ứng VERTEX định nghĩa tọa độ (X, Y, Z) Mỗi EDGE tạo hai điểm, đầu cuối Mỗi LINEENTITY tạo hay nhiều EDGE Một FACE tạo từ nhiều EDGE, POLYGONENTITY tạo từ hay nhiều FACE, SOLID bao quanh nhiều FACE Mỗi SOLIDENTITY tương ứng với SOLID Các đối tượng chuyển thành quan hệ sở liệu quan hệ 14 Mơ hình SSM (Simplified Spatial Model) □ Mơ hình Zlatanova đề xuất năm 2000 □ Mơ hình tập trung vào việc thực câu truy vấn hiển thị hình dạng 3D ứng dụng web □ Chỉ sử dụng hai đối tượng nguyên tố: NODE, FACE bốn đối tượng sở: POINT, LINE, SURFACE, BODY □ Không sử dụng nguyên tố 1D-ARC, xem ARC phần hai hay nhiều FACE FACE phải phẳng lồi, có hướng □ Các mối quan hệ topology sau thể tường minh: NODE nằm FACE, FACE nằm BODY □ Hướng FACE cần lưu trữ Thứ tự NODE tạo FACE cần thể quan hệ □ Xây dựng cho ứng dụng GIS 3D công nghệ web Mơ hình SSM (Simplified Spatial Model) Mơ hình UDM (Urban data Model) □ Mơ hình Coors đề nghị năm 2003 □ Dựa bốn đối tượng sở POINT, LINE, SURFACE, BODY □ Mơ hình sử dụng hai đối tượng nguyên tố NODE, FACE □ Mỗi FACE định nghĩa ba NODE □ Một đa giác phụ thuộc vào lồi hay lõm có phương pháp chia thành tam giác khác □ Một số quan hệ topology NODE nằm FACE, NODE nằm BODY không mô tả □ Thuận lợi mơ hình UDM phương thức lưu trữ liệu hiệu quả, sử dụng ứng dụng quản lý thị Mơ hình UDM (Urban data Model) □ □ □ □ Mơ hình tác giả Gerhard Groger đồng nghiệp đề xuất năm 2007, với ý tưởng xây dựng mơ hình thành phố 3D dạng mở, tảng XML Mục đích mơ hình nhằm đạt đến định nghĩa chung liên quan đến thực thể, thuộc tính mối quan hệ mơ hình 3D Thuộc tính khơng gian CityGML (hình 4.11 ) biểu diễn đối tượng mơ hình hình học GML Mơ hình dựa tảng ISO 19107, biểu diễn đối tượng hình học 3D theo phương pháp biết B_REP 19 20