Đang tải... (xem toàn văn)
Mô hình và cấu trúc dữ liệu điạ lýMô hình và cấu trúc dữ liệu vector 3D tiếp theo Trang 3 Mô hình SUDM Specialized Urban data Model Dựa vào đặc điểm hình học của các khối hình học, đề
CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU 3D (TT) Bài Mơ hình cấu trúc liệu điạ lý Mơ hình cấu trúc liệu vector 3D (tiếp theo) So sánh mô hình 3D Mơ hình SUDM (Specialized Urban data Model) Dựa vào đặc điểm hình học khối hình học, đề xuất cách biểu diễn mới: Các khối có dạng hình lăng trụ biểu diễn qua đa giác đáy chiều cao quan hệ BODY-PYR (#IDB, IDS, HEIGHT, PYRTYPE) Các khối có dạng hình trụ biểu diễn thơng qua thuộc tính: bán kính RA, tâm vịng trịn đáy IDN, chiều cao HEIGHT, quan hệ BODY-CYL (# IDB, IDN, RA, HEIGHT) Các khối có dạng hình chóp biểu diễn đỉnh đáy Các khối có dạng hình nón, tâm O, bán kính R Khối B1 biểu diễn qua tâm vịng trịn đáy, bán kính, loại hình nón chiều cao Mơ hình SUDM Các đề xuất tạo số thuận lợi sau: Rút gọn Rút gọn Rút gọn Hiển thị kích thước liệu cần lưu trữ Node cạnh dư thừa thời gian hiển thị khối 3D khối 3D giống với giới thực Tuy nhiên mơ hình SUDM lại tạo số quan hệ nhiều hơn, viết câu truy vấn phức tạp thực nhiều quan hệ Ngoài SUDM cần hàm kiểm tra Node mặt phẳng nhập liệu Mơ hình SUDM (tiếp) SURFACE S-POLYGON S-CURVE +N POINT BODY +N LINE +0 CYLINDER +N +N BODY-COMP FRUSMTUM CONE PRISM PYRIMID +N +N +N +N FACE +N +N +1 +N +N +N +N +N +11 +N +1 +N +1 +1 +N NODE 4.2 Biểu diễn phần tử voxel Phương pháp voxel biểu diễn khối (đối tượng 3D) dựa ý tưởng chia nhỏ đối tượng thành phần tử con, phần tử gọi voxel Một phần tử xem không gian địa lý gán số nguyên Phương pháp sử dụng chủ yếu lãnh vực phân tích địa chất Có hai phương pháp chia bản: 3D Array Octree Mơ hình 3D Array Là mơ hình có cấu trúc đơn giản dùng để biểu diễn đối tượng 3D Các phần tử 3D Array có hai giá trị 0, Trong mơ tả giá trị nền, mô tả giá trị mà phẩn tử 3D Array bị chiếm giữ đối tượng 3D Nếu khối bị quét mảng ba chiều mà phần tử mảng khởi tạo ban đầu với trị 0, sau quét lên khối, phần tử có giá trị biểu diễn thơng tin cho đối tượng 3D Nếu quét khối với độ phân giải cao, kích thước chiều mảng 3D mịn, làm thể tích liệu cần mơ tả tăng địi hỏi khơng gian lưu trữ lớn Mơ hình 3D Array Mơ hình Octree Octree phương pháp biểu diễn cấu trúc cây, hiệu so với phương pháp 3D Array Tổng quát, bát phân định nghĩa dựa hình lập phương bé chứa khối cần biểu diễn Hình lập phương ban đầu chia thành tám hình lập phương Một bát phân dựa tảng việc phân rã theo thuật toán đệ qui Trong cây, nốt có tám Mỗi kiểm tra trước chia thành tám khác Mỗi nốt có ba giá trị F, E, P Trong F: mơ tả phần tử bị chiếm giữ hoàn toàn đối tượng; E: mô tả phần tử không bị chiếm giữ đối tượng; P: mô tả phần tử bị chiếm giữ phần đối tượng Chỉ nốt có trị P tiếp tục chia thành tám Đặc điểm mơ hình Octree cấu trúc đơn giản, thao tác thuận tiện Tuy kích thước liệu lớn cần nhiều chi phí cho xử lý Mơ hình Octree 4.3 Biểu diễn cách tổ hợp khối 3D bản(CSG) Mơ hình CSG (Constructive Solid Geometry) biểu diễn khối cách tổ hợp khối định nghĩa trước Các khối thường dùng: hình lập phương, hình trụ, hình cầu Các mối quan hệ hình gồm: phép biến đổi tốn hạng luận lí Các phép biến đổi gồm phép tịnh tiến, phép quay, phép đổi độ đo Các tốn hạng luận lí gồm hội, giao, hiệu Mơ hình CSG thường sử dụng CAD Mơ hình CSG thuận lợi tính tốn thể tích đối tượng, CSG khơng phù hợp để biểu diễn cho đối tượng có hình dạng hình học bất thường Biểu diễn cách tổ hợp khối 3D (CSG) 4.4 Các mơ hình tổ hợp Mơ hình tổ hợp gồm hai mơ hình V3D B_REP+CSG Mơ hình V3D kết hợp cách tiếp cận vector raster Mô hình B_REP+CSG kết hợp hai cách tiếp cận B_REP CSG Mơ hình V-3D LINE SURFACE POINT BODY * +1 * +1 +1 * +1 EDGE NODE * FACET * * +1 * +1 * IMAGE * * DTM Mơ hình B_REP+CSG Thuận lợi lối tiếp cận dựa vào ưu điểm phương pháp Phương pháp B_REP biểu diễn tốt đường biên tạo thành đối tượng Phương pháp CSG tối thiểu hóa liệu lưu trữ Mơ hình B_REP+CSG So sánh mơ hình So sánh mơ hình theo tiêu chí: biểu diễn mặt, biểu diễn bên So sánh mơ hình theo tiêu chí: cấu trúc khơng gian, hướng, độ đo topology Kiểu Tác giả, năm Tên Biểu diễn Biểu diễn Molenaar, 1990 mơ hình 3D-FDS mặt Không bên Không Pilouk, 1996 TEN Tam giác hóa Có Zlatanova, 2000 SSM Khơng Khơng De la Losa, Cervelle, OO 1999 Pfund, 2001 SOMAS Tam giác hóa Có Khơng Khơng Coors, 2003 Tam giác hóa Khơng Shi đồng nghiệp, OO 3D 2003 Groger đồng nghiệp, CityGML 2007 Nguyen Gia Tuan Anh SUDM Tam giác hóa Có Tam giác hóa Khơng Khơng Khơng Nguyen Gia Tuan Anh LUDM Khơng Khơng 3D Array Khơng Có Meagher, 1984 Octree Khơng Có CSG Samet, 1990 CSG Khơng Có Tổ hợp Xinhua đồng V3D nghiệp, 2000 Chokri đồng nghiệp, B_REP+ 2009 CSG Khơng Có Khơng Khơng mơ hình BREP Voxel UDM 19 Bài tập Hãy biểu diễn tích khối lượng liệu biểu diễn hình HỘP CHỮ NHẬT mơ hình: SSM UDM SUDM Hãy cho nhận xét kết câu Tương tự câu 1, đối tượng hình chop cụt có đáy ngũ giác H G F E C D A B