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第1章 地理信息系统1

1.1 地理信息系统概述1

1.1.1 地理信息系统（GIS）的概念1

1.1.2 地理信息系统的发展趋势2

1.2 地理信息系统的功能及应用5

1.2.1 地理信息系统的功能5

1.2.2 地理信息系统的主要应用7

第2章 三维GIS概述及发展状况9

2.1 地理信息系统的历史及现状9

2.2 从二维GIS到三维GIS的转变10

2.3 三维GIS的定义、特点及功能11

2.3.1 三维GIS的定义11

2.3.2 三维GIS的特点11

2.3.3 三维GIS的功能12

2.4 三维GIS发展面临的有利因素与困难12

2.4.1 三维GIS当前面临的有利因素12

2.4.2 三维GIS当前面临的困难13

2.5 当前三维GIS研发的几个注意点15

2.6 三维GIS应用领域15

2.7 三维主流GIS国内外软件对比17

2.7.1 国外三维GIS主流软件17

2.7.2 国产三维GIS主流软件18

2.8 总结22

第3章 机场三维可视化相关理论24

3.1 科学计算可视化概述24

3.1.1 科学计算可视化的含义24

3.1.2 科学计算可视化的现状及意义25

3.1.3 科学计算可视化的应用领域27

3.1.4 科学计算可视化的研究内容29

3.2 数据类型及组织30

3.2.1 数据类型30

3.2.2 地下管线的类型33

3.2.3 平面管线数据组织33

3.2.4 三维管线数据组织36

3.2.5 三维管线空间数据模型36

3.3 三维可视化技术37

3.3.1 透视投影37

3.3.2 光照模型38

3.3.3 纹理映射39

3.4 LOD模型的动态可视化40

3.4.1 三维场景生成中LOD模型的选择41

3.4.2 LOD模型的分类42

3.4.3 典型的LOD模型生成算法概述42

3.4.4 不同LOD模型的切换技术44

第4章 大型机场三维可视化关键技术45

4.1 三维地理信息系统（3 DGIS）技术45

4.1.1 三维GIS的数据获取技术45

4.1.2 三维GIS的数据管理技术46

4.1.3 三维GIS的数据可视化技术46

4.1.4 三维GIS的数据分析技术47

4.2 虚拟现实（VR）技术48

4.2.1 V RML50

4.2.2 Web3 D52

4.2.3 OpenGL简介62

4.2.4 Direct 3D66

4.3 高分辨率对地观测技术69

4.4 空间数据仓库70

4.4.1 数据仓库70

4.4.2 空间数据仓库71

第5章 三维建模数据的获取73

5.1 三维建模的数据源及技术原理73

5.1.1 各种地图及文档资料73

5.1.2 数字地图73

5.1.3 数字摄影测量74

5.1.4 三维激光扫描系统75

5.1.5 遥感图像76

5.1.6 合成孔径雷达（SAR）78

5.1.7 机载激光雷达80

5.1.8 移动测绘系统81

5.2 三维建模的数据获取方法82

5.2.1 DEM数据获取82

5.2.2 建筑物高度数据的获取82

5.2.3 三维对象形状数据的获取83

5.2.4 纹理数据的获取83

5.2.5 其他数据的获取84

第6章 机场三维建模方法85

6.1 三维空间实体分类及其表示85

6.2 三维GIS对空间数据模型的要求86

6.2.1 GIS中的数据模型特性86

6.2.2 三维GIS对三维数据模型的基本要求87

6.3 三维空间数据模型88

6.3.1 基于体的三维空间数据模型89

6.3.2 基于面的三维空间数据模型90

6.3.3 混合结构的三维空间数据模型94

6.3.4 面向对象模型（OO3D）95

6.4 机场三维建模方法97

6.4.1 机场地形建模97

6.4.2 机场地上建筑物建模100

6.4.3 机场地下管线建模102

6.4.4 地形模型与地物模型的集成104

6.5 几种常用的三维地理信息基础平台软件106

6.5.1 Skyline软件平台106

6.5.2 VRMap111

6.5.3 ArcGIS116

6.5.4 三维GIS平台对比120

第7章 昆明长水机场地下管线管理信息系统建设实证研究123

7.1 昆明长水机场地下管线信息管理系统概述123

7.1.1 地下管线系统的概念及特点123

7.1.2 昆明长水机场及其他机场的地下管线信息管理的现状124

7.1.3 地下管线信息管理系统的建设目标125

7.2 系统的需求分析和设计原则125

7.2.1 系统的需求分析125

7.2.2 系统设计原则126

7.3 系统总体技术方案128

7.3.1 技术路线128

7.3.2 软件开发／运行环境135

7.3.3 总体架构136

7.3.4 系统组成及运行模式138

7.4 系统数据库设计140

7.4.1 数据库的设计思想140

7.4.2 数据库的总体框架设计141

7.4.3 基础地理空间数据处理流程143

7.4.4 三维地理信息数据处理流程147

7.4.5 专题数据处理流程154

7.5 系统的应用功能设计155

7.5.1 基础数据管理系统155

7.5.2 三维空间数据库系统159

7.5.3 三维地理信息系统159

7.6 系统的基础平台设计165

7.6.1 网络拓扑结构设计165

7.6.2 软硬件平台选型167

7.6.3 系统软件配置170

7.7 运行管理设计170

7.7.1 操作系统运行管理170

7.7.2 数据库系统运行管理171

7.7.3 更新维护机制173

7.8 系统设计关键技术178

7.8.1 采用先进的LiDAR三维数据获取技术178

7.8.2 空间数据的编码技术178

7.8.3 空间历史数据的管理179

7.8.4 海量三维数据管理及调用179

7.8.5 多源数据集成技术179

7.9 系统应用效果展示179

7.9.1 整体功能框架179

7.9.2 主界面框架181

7.9.3 三维地表建筑+DEM+地表影像+地下三维管网181

7.9.4 三维浏览181

7.9.5 三维查询182

7.9.6 三维量算182

7.9.7 三维定位183

7.9.8 剖面分析183

7.9.9 追踪分析184

7.9.10 统计分析184

7.9.11 开挖模拟185

7.9.12 打印输出185

7.9.13 自动建模186