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随着二维GIS技术的深入和成熟,人们对周围环境的认识研究也逐渐从平面走向空间,加之人们越来越多地要求从三维空间来处理问题,三维GIS技术应运而生。 三维GIS的产生有其必然性。一方面,二维GIS存在着自身难以克服的缺限,其本质上是基于将现实抽象符号化的系统,不能给人以自然界的本原感受。另一方面二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,加上市场需求的强烈推动,三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能。 随着“赛博(Cyber)城市”的提出,地下管网GIS作为其极其重要的组成部分加之其本身的特殊性(不可见性),建立城市地下三维管网GIS己成为当前许多学者关注的焦点。 本文在广泛研究当前城市地下管网建模的基础上提炼出城市地下三维管网GIS的基本框架,结合当前三维GIS刚刚起步这一特点,提出了目前最适宜的城市地下三维管网建模方法,以传统二维GIS为主,三维技术为辅的二者相结合的建模方法,当前为什么要采取这一建模方法,本文从理论结合实际做出了详细的论述,最后通过实例展示很好的证实了本文提出的建模方法的可行性和实际效果。 本文的前三章着重介绍了传统GIS的基本理论和方法,从二维GIS的发展到其定义、特性、功能以及空间数据的获取和质量控制都做了较详细的阐述,结合当前城市地下管网常用的建模方法和三维GIS的定义、功能、特点,提出了建立城市地下三维管网的模型;第四章简单的介绍了系统开发的三种软件环境:ArcGIS、JBuilder和Java3D,重点阐述了Java3D的工作机理,总结了Java3D技术实现三维的基本步骤和其中几个比较重要的方法体;第五章介绍了本论文中用到的算法研究,结合Java3D实现三维的机理,提出了实现三维管线演示技术的单位管线体的生成方法,以及剖面图绘制技术,最后提出了三维参数化管线体的生成算法;第六章讲述了本系统的总体设计和数据组织,展示了实现结果; 本文的最后总结了本系统建模方法的特点、应用前景和实际意义,说明了建模方法和系统的待完善之处。