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三维空间数据模型主要分为哪几类?

三维空间数据模型

三维空间数据模型是关于三维空间数据组织的概念和方法,它反映了现实世界中空间实体及实体间的相互关系。对三位空间数据模型的认识和研究在很大程度上决定着三维系统的发展和应用的成败,三维空间数据非常的庞大和复杂多样。

三维空间数据模型分类

根据对现实世界的联系方式的不同,目前三维空间数据模型主要有4种类型:

  • 基于镶嵌的数据模型

基于镶嵌的数据模型是将三维空间划分成一系列连通但不重叠的几何元素,它可以看成是二维镶嵌模型的扩展。

三维镶嵌模型 常用的方法有单元分解法(cell decomposition)、空间枚举法(spatial occupancy enumeration)、四面体格网模型等几大类。

  • 基于矢量的数据模型

目前常见的基于矢量的数据模型主要有线框表示法(wire frame representation,WFR)和边界表示法(boundary representation,BR)两种。

三维空间数据模型
  • 分析型数据模型

分析型数据模型采用函数方程(如非均匀有理B样条(NURBS)函数等)来表示构成三维空间实体及其边界的曲线、曲面或平面,并用解低阶方程来确定曲面的交线,该方法能够精确表达某些空间实体,所需存贮量小,运算速度快,并可以保证空间唯一性和几何不变性,但由于三维目标的形态较二维更复杂,它们难于用统一的数学方程来表达。

  • 基于混合结构的数据模型

基于混合结构的数据模型是将两种或两种以上的数据模型加以综合,形成一种具有一体化结构的数据模型,它采取一种折中的办法,减少了镶嵌模型和矢量模型的不足,同时也降低了它们各自的优越性。比较有代表性的方法有几何体素构造法(constructive solid geometry,CSG)、基于八叉树和四周体格网的混合模型(octree+TEN)、面向对象的三维空间数据模型、基于多种表示的CSG+octree数据模型,基于TIN+octree的混合型数据模型等。