三维地籍

第1章 绪论 1

1.1 地籍基本概念 1

1.2 土地房产权属关系 4

1.3 三维地籍问题 6

1.4 三维地籍权属表达 7

1.5 本书基本任务 10

参考文献 11

第2章 基本数据结构12

2.1 二维数据结构 12

2.1.1 一般二维数据结构 12

2.1.2 翼边数据结构 16

2.1.3 半边数据结构 27

2.1.4 四边数据结构 37

2.1.5 基于边数据结构的比较 39

2.2 半空间结构 40

2.2.1 背景 40

2.2.2 半空间基础 41

2.2.3 Nef多面体的结构 44

2.2.4 Nef的构体与访问 48

2.2.5 组合图 56

2.3 三维数据结构 57

2.3.1 三维形体的分析 58

2.3.2 三维地籍数据结构 59

2.4 本章小结 61

参考文献 62

第3章 三维地籍空间数据模型 64

3.1 基本概念 64

3.1.1 模型与数据模型 64

3.1.2 空间数据模型基本问题 65

3.1.3 地籍对象数据模型 67

3.2 三维空间数据模型 67

3.2.1 几何数据模型 68

3.2.2 三维拓扑数据模型 87

3.2.3 国际标准和工业界的三维空间数据模型 92

3.3 地籍空间数据模型 112

3.3.1 三维地籍系统中实体的划分与表达 112

3.3.2 地籍产权体的几何描述 113

3.3.3 三维地籍空间数据模型的需求 114

3.3.4 三维地籍空间数据模型 116

3.3.5 三维地籍空间的表达 121

3.4 地籍时空数据模型 125

3.4.1 典型的时空数据模型 125

3.4.2 基于事件的时空数据模型 127

3.5 本章小结 134

参考文献 134

第4章 地籍产权体的构建 137

4.1 土地立体化利用和三维地籍的需求 137

4.2 三维地籍的编码、数据采集与生成 141

4.2.1 三维地籍的编码 141

4.2.2 三维地籍的数据获取 148

4.3 规则三维产权体的自动重建 152

4.3.1 现有数据情况 153

4.3.2 二维数据的预处理 154

4.3.3 基于“拔高”的三维产权体重建 157

4.3.4 基于ArcGIS和SketchUp的三维产权体构建 164

4.4 三维地籍空间数据的拓扑构建 170

4.4.1 三维产权体拓扑构建的流程 170

4.4.2 拓扑模型 171

4.4.3 数学基础 173

4.4.4 几何数据的精度与拓扑一致性 174

4.4.5 三维面片的最大分割和给定性 175

4.4.6 基于离散面片的自动寻体 178

4.4.7 三维体间拓扑的重建 185

4.4.8 讨论与实现 187

4.5 本章小结 194

参考文献 194

第5章 地籍产权体的计算和空间操作 196

5.1 产权体的DelAunAy三角剖分 196

5.1.1 三角剖分的定义 196

5.1.2 DelAunAy三角剖分定义 197

5.1.3 DelAunAy三角剖分特性 198

5.1.4 经典DelAunAy三角剖分算法 199

5.1.5 约束要素的输入模型 200

5.1.6 约束要素的恢复 201

5.1.7 约束DelAunAy三角剖分的算法 204

5.1.8 产权体的DelAunAy三角剖分 216

5.2 产权体的计算和分析 220

5.2.1 体积计算 221

5.2.2 表面积计算 222

5.2.3 质心计算 222

5.2.4 叠加分析 223

5.3 基于半空间的体操作 231

5.3.1 Nef体结构修改 231

5.3.2 Nef体的（凸）分解 231

5.3.3 简单凸体的缓冲分析 233

5.3.4 Nef体的布尔运算 234

5.4 合并与分割算法中的拓扑维护 236

5.4.1 三维产权体的数据结构 236

5.4.2 访问函数 236

5.4.3 体合并算法 238

5.4.4 体分割算法 242

5.5 产权体的操作 244

5.5.1 产权体的合并 244

5.5.2 产权体的分割 247

5.6 本章小结 248

参考文献 248

第6章 三维地籍的可视化 250

6.1 可视化概述 250

6.1.1 科学可视化 251

6.1.2 信息可视化 252

6.1.3 空间信息可视化 252

6.2 地籍信息的可视化 253

6.2.1 地籍信息的内容 253

6.2.2 地籍信息的可视化及其特点 254

6.2.3 可视化手段 255

6.3 三维地籍系统框架 256

6.4 地籍产权体的可视化表达 260

6.4.1 三维产权体与建筑三维和虚拟城市的区别 260

6.4.2 实体空间与产权空间的统一 262

6.4.3 三维产权体可视化 263

6.4.4 土地空间与建筑产权体空间的一体化可视化 266

6.4.5 属性与空间结合可视化 272

6.5 多视图与剖面 273

6.5.1 多视图 273

6.5.2 剖面图和剖视图 276

6.6 三维地籍的产权证书 280

6.6.1 三维产权证设计需求 280

6.6.2 三维产权证的设计内容 280

6.6.3 三维纸质产权证的具体设计 281

6.6.4 三维电子产权证的设计 284

6.6.5 新型三维产权体可视化方法 285

6.7 可视化查询 288

6.7.1 点击查询 288

6.7.2 属性查询 289

6.7.3 拓扑查询 291

6.8 时间关系可视化 293

6.9 三维地籍环境仿真 300

6.10本章小结 302

参考文献 302

三维地籍系统地阐述了三维地籍技术的基本原理、方法及其应用。三维地籍共6章。第1章绪论介绍了地籍的基本概念、内容及其面临的挑战，提出了以三维地籍为研究对象，以地籍产权体为核心的三维地籍技术体系；围绕这一核心，第2～5章分别阐述了基本数据结构、三维地籍空间数据模型、地籍产权体的构建、地籍产权体的计算和空间操作等技术层面的问题；第6章从应用的角度讨论了三维地籍可视化、产权证书设计、信息系统设计等问题。