实景三维 实体间关系表
9-三维观察与实体表示
1)
生成过程
• 通过在空间区域内，对各点重复使用指定的变换函数，可 以生成一个分形物体。如果P0=(x0, y0, z0)是选定的初始 点，则每次重复变换函数F的计算，可以生成后续层： P1=F(P0), P2=F(P1), P3=F(P2)…… • 虽然分形物体包含无限的细节，但我们引用的是有限次的 变换函数，当增加变换次数以产生更多细节时，只是表示 接近“真实”分形。
3.4
八叉树
• 四叉树——对于一个非匀质区域，连续细分象限直到所有 的象限都是同质的;
3.4
八叉树
• 八叉树编码——是将三维空间区域分成前后、左右、上下等部分8
个小立方体，并且在树上的每个节点处存储8个元素。如果小立方体 单元为满或为空，表示该立方体完全在形体中或完全不在形体中，则 其停止分解；对部分形体占有的小立方体需进一步分解为8个子立方 体，直至所有小立方体单元要么全部满，要么全部空，或已分解到规 定的分解精度为止。
1、三维观察
通常图形输出设备（显示器，绘图仪等）都是二维的,所以要 将三维坐标系下图形上各点的坐标转化为某一平面坐标系下的 二维坐标。
1、三维观察
1、三维观察
1.1 平行投影
•平行投影可分成两类：正投影和斜投影。
1.1 平行投影
• 正投影又可分为：三视图和正轴测。 • 当观察平面与某一坐标轴垂直时，得到的投影为三视 图；否则，得到的投影为正轴测图。
3.4
优点：
• • • • • • •
八叉树
可以表示任何物体，且表示的数据结构简单； 简化了物体的集合运算。只需同时遍历参加集合运算的两物体相应 的八叉树，无需进行复杂的求交运算； 简化了隐藏线（或面）的消除，因为在八叉树表示中，物体上各元 素已按空间位置排成了一定的顺序； 算法适合于并行处理。 没有边界信息，不适于图形精确显示，是物体的非精确表示； 对物体进行几何变换困难； 占用大量存储。
章09三维实体建模简介
a）绘制二维图形
b）创建面域拉伸建模
图9-20 拉伸二维图形绘制三维实体例
17
9.5.3 旋转二维图形绘制三维实体 可以旋转闭合多段线和面域等成为三维立体模型，将一个
闭合对象绕当前UCS X轴或Y轴旋转一定的角度生成实体。也 可以绕直线、多段线或两个指定的点旋转对象。 启用“旋转”命令来创建三维实体有三种方法：选择“绘图 “→“建模”→“旋转”菜单命令，
b）面域并集运算 c）面域差集运算 d）面域交集运算
图9-18 面域布尔运算
15
9.5.2 拉伸二维图形绘制三维实体 通过拉伸将二维图形绘制成三维实体时，该二维图形必须
是一个封闭的二维对象或由封闭曲线构成的面域，并且拉伸的 路径必须是一条多段线。若拉伸的路径是由多条曲线连接而成 的曲线时，则必须选择“编辑多段线”工具将其转化为一条多 段线，该工具按钮位于“修改Ⅱ”工具栏中。利用直线、圆弧 等命令绘制的一般闭合图形是不能直接进行拉伸，此时用户需 要将其定义为面域。
图9-7 表面模型例
5
9.2.3 实体模型 实体模型是三维模型中最高级的一种，利用实体模型可以
计算实体模型的体积、质量、重心、惯性矩等。实体模型不仅 具有线和面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以 进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。可以 对实体模型设置颜色、材质并进行渲染，从而创建出一幅逼真 的效果图。在AutoCAD2007中创建的基本实体模型如图9-8所 示。
在三维的世界坐标系中，坐标值表示方法包括直角坐标、
柱面坐标以及球面坐标等三种形式。
三维直角坐标系：空间点的三维坐标值使用基于当前坐标
原点的（X，Y，Z）来表示(绝对坐标)，除绝对坐标外，还可
以使用基于上一个输入点的相对坐标（在坐标值前加符号@）。 柱坐标系：使用XY平面的角和沿Z轴的距离来表示如图9-
一张底图绘制新画卷——浙江省探索实景三维建设纪实
国土资源LAND&RESOURCES15GUANLIYUANDI管理园地随着杭州第19届亚运会开幕临近，通过杭州市规划和自然资源局构建的杭州亚运会主要场馆的精细三维模型，可以清晰鸟瞰场馆的整体面貌和局部空间，而那些分布于亚运场馆周边的三维建筑物实体，可挂接关联人、楼、房、地、权、事、企等各种权属信息，为亚运重点区域安保工作提供了三维空间数据支撑。
这是浙江省杭州市探索实景三维建设的一个缩影。
党的二十大报告指出，要加快建设数字中国，发展数字经济。
浙江省贯彻党的二十大精神，落实国家关于实景三维中国建设要求，高起点谋划实景三维建设目标和路径，积极开展三维地理信息应用探索，全面支撑全省经济社会高质量发展。
绘制实景三维建设“路线图”和“施工图”近年来，浙江在全国率先开展数字化改革，起笔于构建新型基础测绘体系，落笔处是先行探索实景三维建设。
嘉兴市位于浙江省东北部，是长江三角洲重要城市之一。
由于对地理信息的需求日益增长，该市在2019年时空大数据平台国家试点建设时期，就开展了实景三维建设的先行探索。
2020年，嘉兴市获批浙江省新型基础测绘体系建设试点，次年获批国家新型基础测绘建设试点。
试点成果表明，嘉兴全面并超额完成了自然资源部批复的试点任务，实现了基础测绘管理、生产、应用的全面转型升级，打造了可借鉴、可复制、可推广的新型基础测绘体系建设示范模式。
在总结试点经验的基础上，浙江省自然资源厅明确思路，编制了《实景三维浙江建设实施方案（2023—2025年）》，确定了建设目标——生产更新全省基础地理实体和地理场景数据，构建二维三维一体的实景三维数据库，建设集数据生产、管理、服务于一体的三维时空大数据平台，建成全省高精度、时序化、立体化的新型基础测绘产品，为“数字浙江”提供统一的时空数据基础底板。
浙江省自然资源厅要求各级自然资源主管部门按照全省“一盘棋”的要求，建立责任清单、任务清单，确保不留盲区、不打折扣地完成全部建设内容。
实体关系图E-R图
實體關係圖(ERD) 4-2 實體關係圖(ERD)
資料庫的整體「概念模型」可以用「圖形」表示， 資料庫的整體「概念模型」可以用「圖形」表示，這個圖形稱為 「實體關係圖」，它包含了下列的組成元素： 實體關係圖」，它包含了下列的組成元素： 」，它包含了下列的組成元素 (1) 實體(Entity)：它是關聯式資料庫的最基本抽像概念，用以描述 實體 ：它是關聯式資料庫的最基本抽像概念， 真實世界的物件。 真實世界的物件。 (2) 屬性 屬性(Attribute)：用來描述實體的性質。例如：學生的學號、姓 ：用來描述實體的性質。例如：學生的學號、 名、性別等屬性。 性別等屬性。 (3) 鍵值屬性 鍵值屬性(Key Attribute)：它是用來區分某一實體集的屬性，也 ：它是用來區分某一實體集的屬性， 就是說，實體集合中的每一個實體都有它唯一的值。 就是說，實體集合中的每一個實體都有它唯一的值。
4.1 E-R模式的導論
E-R模型最常見的運用是在資料庫發展的分析階段，也就是資料庫設計 模型最常見的運用是在資料庫發展的分析階段， 模型最常見的運用是在資料庫發展的分析階段 者和終端機使用者之間的溝通工具及橋樑。 者和終端機使用者之間的溝通工具及橋樑。E-R模型的作用是建構一個 模型的作用是建構一個 概念資料模型，而概念資料模型正是資料庫結構的表示法，而且這種 概念資料模型，而概念資料模型正是資料庫結構的表示法， 表示法與資料庫管理系統及資料模型都無關。 表示法與資料庫管理系統及資料模型都無關。
4-6.1 E-R資料模型中三種關係模式
一對一關係：是指實體與實體之間存在1 的關係。 一對一關係：是指實體與實體之間存在1對1的關係。E-R資料模 型的表示關係圖： 型的表示關係圖：
一對多(或多對一)關係：是指實體與實體之間存在1對多的關係。 一對多(或多對一)關係：是指實體與實體之間存在1對多的關係。 E-R資料模型的表示關係圖： 資料模型的表示關係圖：
三维实体造型
19
20
数据模型——边界表示（5/12）
正则形体与非正则形体：
要保证几何造型的可靠性和可加工性，形体上任意一点的 足够小的邻域在拓扑上必须是一个等价的封闭圆，即该点 的邻域在二维空间中是一个单连通域
30
数据模型——分解表示（3/8）
八叉树（octrees）表示
自适应分割
31
数据模型——分解表示（4/8）
y
P
7 77
0 1 23
4
567
EEEEEFEP
5 45
x
5 5
0 12 3
4
5 67
EEEEFFEF
八叉树建立过程
z (a)
八叉树的根节点对应整个物体空间
(b)
如果它完全被物体占据，将该节点标记为
9
三维实体的表示（4/7）
线框模型 ----物体的骨架
形体表示成一组轮廓线的集合，只需建立三维线段表 数据结构简单、处理速度快 所构成的图形含义不确切，与形体之间不存在一一对应关系，
有二义性 不便进行光照或消隐处理，不适合真实感显示和数控加工
用线框模型表示的有二义性的物体
10
三维实体的表示（5/7）
e
左下边
右下边 P1
翼边数据结构
27
数据模型——边界表示(12/12)
优点
精确表示物体 表示覆盖域大，表示能力强 容易确定几何元素间的连接关系，几何变换容易 显式表示点、边、面等几何元素，绘制速度快
缺点
数据结构及其维护数据结构的程序复杂 需大量的存储空间 有效性难以保证
三维实体
Soldraw命令用于实心体模型的图纸的设置和输出
实体工具条
Setup View Setup Drawing Box Setup Profile interfere
Sphere Cylinder Cone Wedge Torus
拉伸实心体(Extrude)
用Extrude命令可以将很多平面对象拉伸为实心体,拉伸的对象为圆、椭圆、
封闭的平面样条曲线、多段线、面域、平面实心体、三维面等 1、沿被拉伸对象所确定的UCS的Z轴方向拉伸 拉伸时可以指定拔模斜角，当角度为正时向内倾斜，为负时实体向外倾斜。 此外，椭圆和封闭的样条曲线的拉伸斜角只能为0，否则系统也将出现错误 的提示，表示拉伸操作不能进行。
视口名称-vis
功能
用来放置可见轮廓线
视口名称-dim 用来放置标注线 视口名称-hid 用来放置不可见轮廓线
视口名称-hat 用来放置剖切线
使用soldraw 命令绘制浮动视口中的实心体的轮廓线 选择的视口只能是用solview创建的浮动视口，对于使用solview 命令的 section 选项建立的浮动视口，solview 命令还将生成剖视图，并自动给剖 面填充阴影线。
这里的比例是图页（图纸空间）与实际打印出来的图纸之间的比例
•调整图形在页面上的位置 有居中打印和相对于可打印区域的左下角进行偏移两种情况的选择。
对实心体模型进行图纸设置
使用Solview 命令设置实心体的视图
对于三维实心体，用户一般不要用mview 命令或vports命令创建浮动视口，因为 soldraw命令只能识别solview 命令创建的浮动视口。
三维基础与绘制三维网格及实体
13
9
14
5 1
2
10
6
11
15 16
7 12
3
4
8
可参见P225绘制
计算机制图
7.8.5 绘制旋转网格
选择“绘图”|“建模”|“网格”|“旋转网格”命令(REVSURF)，可以将曲线 绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转网格。旋转方向的分段数由系统变量 SURFTAB1确定，旋转轴方向的分段数由系统变量SURFTAB2确定。
ISOLINES=4
ISOLINES=16
计算机制图
以线框形式显示实体轮廓
使用系统变量DISPSILH可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值 设置为1，并用“消隐”命令隐藏曲面的小平面 。
计算机制图
改变实体表面的平滑度
要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量FACETRES来实现。该 变量用于设置曲面的面数，取值范围为0.01~10。其值越大，曲面越平滑 。
计算机制图
消隐图形
在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，可选择“视图”|“消隐” 命令(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。
执行消隐操作之后，绘图窗口将暂时无法使用“缩放”和“平移”命令， 直到选择“视图”|“重生成”命令重生成图形为止。
计算机制图
使用“视觉样式”菜单观察三维图形
计算机制图
➢ 线框模型：没有面，只有描绘对象边界的点、直线 和曲线，可创建二维对象以生成线框模型。 ➢ 曲面模型：不仅定义了三维模型的边界还定义了表 面，相当于在框架上覆盖一层薄膜。 ➢ 实体模型：是构造三维模型最高级的方式，信息最 完整，创建方式最直接。
不要混合使用建模方法，不同的模型类型之间只能进行有
实景三维术语说明、基础地理实体分类及属性、建设指标及元数据、主要环节的技术路线、相关图件
附录A 术语说明（资料性附录）A.1实景三维实景三维是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间。
相较于现有测绘地理信息产品有六点提升：一是从“抽象”到“真实”。
从对现实世界进行抽象描述，转变为真实描述。
二是从“平面”到“立体”。
从对现实世界进行“0-1-2”维表达，转变为三维表达。
三是从“静态”到“时序”。
实景三维不仅能反映现实世界某一时点当前状态，还可反映多个连续时点状态，时序、动态展示现实世界发展与变化。
四是从“按要素、分尺度”到“按实体、分精度”。
从对现实世界分尺度表达，转变为按“实体粒度和空间精度”表达。
五是从“人理解”到“人机兼容理解”。
从“机器难懂”转变为“机器易懂”。
六是从“陆地表层”到“全空间”。
现有地理信息产品更侧重陆地表层空间的描述，实景三维实现“地上下、室内外、水上下”全空间的一体化描述。
A.2地理场景一定区域范围内连续成片、反映现实世界地理空间位置和形态的地理信息数据。
A.3地理实体现实世界中占据一定且连续空间位置、单独具有同一属性或完整功能的地理对象，包括基础地理实体、部件三维模型以及其他实体。
A.4基础地理实体地理实体中作为统一空间定位框架和空间分析基础的地理对象。
A.5倾斜摄影三维模型通过倾斜摄影技术生成的三维模型。
A.6三维模型单体倾斜摄影三维模型、激光点云等地理场景通过切割、重建、矢量叠加等操作处理，将地理实体构建为三维形式的独立对象，能够独立表达、挂接属性以及查询统计与分析等。
附录B 基础地理实体分类及属性（资料性附录）B.1 基础地理实体分类按照表达对象类型分为地物实体和地理单元。
（一）地物实体包括水系、交通、建（构）筑物及场地设施、管线、地名地址、院落等。
1.水系指自然或人工形成的江、河、湖、渠、水库等水域及其附属设施，包括自然河流、人工沟渠、海域海岛（含海岸线、岛礁、水面）、湖泊水库、水系交叉口、港口码头、附属设施（如堤、闸、坝等）。
自然资源和不动产三维立体调查登记规范
目次1范围...............................................................................12规范性引用文件 (1)3术语和定义.........................................................................14技术指标...........................................................................3数学基础.......................................................................3计量单位.......................................................................3精度要求.......................................................................3三维空间数据格式...............................................................4土地分类.......................................................................4登记单元类型...................................................................4界址点编号.....................................................................5单元编码.......................................................................55准备工作...........................................................................5制定方案.......................................................................5人员培训.......................................................................5资料准备.......................................................................5制作工作底图...................................................................6预划登记单元...................................................................7发布自然资源登记通告...........................................................76三维立体调查.......................................................................7自然资源调查...................................................................7不动产调查....................................................................107实体构建..........................................................................12自然资源......................................................................12不动产........................................................................128审核登记..........................................................................14自然资源登记..................................................................14不动产登记....................................................................149成果归档..........................................................................15附录A （资料性）自然资源登记单元编码................................................16附录B （资料性）自然资源三维地籍调查（初/终）表.....................................18附录C （资料性）土地权属争议原由书..................................................27附录D （资料性）调查成果核实表 (30)附录E（资料性）地籍调查表 (32)附录F（资料性）三维房产分户图 (42)附录G（资料性）自然资源实体表达要素表 (44)附录H（资料性）成果审核表 (46)自然资源和不动产三维立体调查登记规范1 范围本文件规定了自然资源和不动产三维立体调查登记的技术指标、准备工作、三维立体调查、实体构建、审核登记、成果归档。
2实体关系图.ppt
一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模 式，也可以与联系的任意一端实体所对应的 关系模式合并。 如图2-13
21
4. 概念模型向关系模型的转换
（2）1：n联系的转换方法 方案：可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联 部门（部门编号，部门名称，电话号码） 系的任意n端实体所对应的关系模式合并。 雇员（工号，姓名，性别，出生日期，地址， 如图2-14
23
4. 概念模型向关系模型的转换
方案： （4）3个或3个以上实体集间的多元联系的转换方法 供应商（供应商编号，供应商名，地址，电话 将 3 个或 3 个以上实体集间的多元联系转换为一个 号码，帐号）
关系模式。与该多元联系相连的各实体的码以及联系本 项目（项目号，预算，开工日期） 身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码 的组合。 零件（零件号，名称，规格，单价，描述）
7
2.概念模型
概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个 中间层次。 基本概念
实体（entity）：客观存在，并可相互区别的事物。 属性（attribute）：实体的某一特性。 码（key）：唯一标识实体的属性集合。 实体型 (Entity Type) ：实体及其属性名集合来抽象 和刻画同类实体。如：学生（学号，姓名，性别， 年龄，所在系） 实体集(Entity Set)：同型实体的集合称为实体集。 联系 (relationship) ：实体之间、实体内部属性间的 联系。如1:1、1:n、m:n等。
工资，身份证号，部门编号） 其他方案：见page24
22
4. 概念模型向关系模型的转换
（3）m：n联系的转换方法 方案： 可以转换为一个关系模式。与该联系相连的各 学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系） 实体的码以及联系本身的属性的转换为关系的 属性，而关系的码为各实体码的组合。 课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩） 如图2-8
3-5-三维实体显示
坐标转换
观察坐标系 与世界坐标系
Zw
V4
. Pw
V2 V1
观察坐标的确定： 以 View 的反方向为 Zv，与 它垂直的两个方向为Xv，和Yv。 变换坐标 ＝ 坐标重合 V3
Yw
Xw
View
.
Zv
Yv
Xv
坐标转换
观察坐标系 与世界坐标系
Zw
V4
. Pw
V2 V1
观察坐标的确定： 以 View 的反方向为 Zv，与 它垂直的两个方向为Xv，和Yv。 变换坐标 ＝ 坐标重合 V3
尽管是同一实体，观察角 度不一样，其显示的坐标也 不一样。
坐标转换
观察坐标系
View 1
与世界坐标系
Zw
V4 V 1’(V 4’) V 3’
V2
V1
V3
Xw
Yw
V 2’
V 1’=V 4’=(0, 0, 0)
V 2’=(10, 0, 0) V 3’=(0, 10, 0)
V 1 (0, 0, 0) V 2 (10, 0, 10) V 3 (0, 10, 0) V 4 (0, 0, 10)
1 0 T 0 xi 0 1 0 yi 0 0 1 zi 0 0 0 1
Xw
View
.
Zv
Yw
Yv
Xv
坐标转换
观察坐标系 与世界坐标系
Zw
V4
. Pw
V2 V1 V3
设三维形体在空间的平移 设三维形体绕Z轴旋转γ 设三维形体绕Y轴旋转β 设三维形体绕X轴旋转α 量分别为：Xi，Yi，Zi 角， 则平移变换矩阵为 则变换矩阵Tz为： 则变换矩阵Ty为： 则变换矩阵Tx为：
第六章三维形体的实体表示
24
边界表示(3/5)
• 广义欧拉公式
V-e+f-r=2(s-h)
r: 多面体表面上孔的个数 s: 相互分离的多面体数 h: 贯穿多面体的孔洞个数
25
边界表示(5/5)
• 优点
– – – – 精确表示物体 表示能力强 几何变换容易 适于显示处理
• 缺点
– 表示复杂 – 有效性难以保证 – 集合运算复杂
– 定义为三元组<V,w,P>，其中 V----表示字母集合 V*----表示V上所有单词的集合 w----是一个非空单词，称为公理 P----产生式集合 * ax a V , x V，使得 如果没有明显的产生式，则令
aa
30
L系统（2/4）
– 例子----Koch 雪花曲线
• • • • V：{F,+,-} w：F P：F->F-F++F-F 几何解释
13
空间分割表示（3/8）
• 八叉树表示
– 对空间位置枚举表示的空间分割方法作了改进：均 匀分割 自适应分割 – 八叉树建立过程
•八叉树的根节点对应整个物体空间 •如果它完全被物体占据，将该节点标记为F(Full)，算法结束； •如果它内部没有物体，将该节点标记为E(Empty)，算法结束； •如果它被物体部分占据，将该节点标记为P(Partial)，并将它分割成8 个子立方体，对每一个子立方体进行同样的处理
• 用一些控制参数和一个生成规则描述的植物
– 以一个数据文件和一段代码的形式存在 – 包括----粒子系统、L系统、迭代函数系统等
3
表示形体的两种模型（4/4）
• 模型分类
4
实体的定义（1/4）
• 抽象带来的问题
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实景三维实体间关系表
实景三维实体间关系表是指在三维场景中，不同实体之间的关
系表达。
在三维场景中，实体可以是物体、人物、动物或其他元素，它们之间可能存在多种关系，比如位置关系、运动关系、互动关系等。
实景三维实体间关系表可以用来描述这些实体之间的各种关系，以便于对三维场景进行分析、理解和处理。
从数据角度来看，实景三维实体间关系表通常包括实体的标识符、位置坐标、运动状态、属性特征等信息，以及实体之间的关系
描述，比如相对位置、相互作用等。
这些数据可以通过三维建模软件、虚拟现实设备等手段获取和处理，用于构建和呈现三维场景。
从应用角度来看，实景三维实体间关系表在虚拟现实、游戏开发、建筑设计、工程仿真等领域有着重要的应用。
通过对实体间关
系的描述和分析，可以实现三维场景的模拟、交互和优化，为相关
领域的研究和实践提供支持。
总的来说，实景三维实体间关系表是对三维场景中实体之间关
系的描述和表达，它具有重要的数据和应用意义，对于理解和处理
三维场景具有重要作用。