复杂房屋三维拓扑关系描述

7．2．1　复杂房屋三维拓扑关系描述

虽然同简单房屋相比，描述复杂房屋拓扑关系的拓扑元素种类并没有增加，但由于复杂房屋结构复杂，因此，其几何结构的拓扑关系也很复杂。这种拓扑关系不单指复杂建筑物分解为可以相对独立的多个简单对象间的拓扑关系如相邻、相连、包含等，还包括单个对象内部的点、线、面间的拓扑关系(即内拓扑)。内拓扑影响着三维实体的可视化关系和消隐关系，因此在重建过程中，空间数据的组织涉及利用邻接表来显式存储空间对象的内拓扑，而在其三维模型完全建立后，则释放邻接表，只保留三维实体的空间面信息，避免系统数据冗余。

从三维重建的角度，可将复杂房屋的三维拓扑重建分为内拓扑重建和外拓扑重建两个方面。内拓扑是单个复杂房屋的内部拓扑三维重建首先是目标内拓扑的重建过程。

内拓扑重建包括三维重建过程中点—线—面—体间的拓扑重建，因此，复杂房屋内拓扑实质上仍是一个三维实体内部点—线段—环—体各拓扑层间的包含、相邻、共面关系，如节点—节点间的相邻或不相邻、线段—线段间的相邻、不相邻或者共面或不共面关系等。从三维数据获取的角度讲，人工地物的特征点是可以连续获取的，这种连续采集在顺序关系里隐式保存了内拓扑关系，一个拓扑链里的数据成员间有一个默认的连接关系，即在该链内每一个点都跟它前面一点和后面一点有一个默认连接关系。当一个模型建立好后，从邻接表的角度来看，点属于面的拓扑属性、点属于线的拓扑属性、边属于面的拓扑属性都随即建立。

复杂房屋的外拓扑泛指房屋间的拓扑关系，外拓扑的重建，也是一个复杂的过程，通常情况下，复杂房屋上都有着烟囱、水塔、天窗等附属建筑物，因此，在三维重建时这些附属建筑物一般都首先被当做一个单独的房屋来建立其三维模型，然后利用相离、相交、相切等关系，实现房屋间的三维裁剪。也有的情况下，会遇到特别复杂的房屋，在房屋重建阶段首先将其分成几个房屋，然后把这些简单房屋组装成一个复杂房屋。因此在组装时也涉及外部节点变内部节点、新外部节点的生成、新面的生成等，其实质就是外拓扑向内拓扑的转化(见图7-16)。

图7-16　复杂房屋三维拓扑数据模型的逻辑数据结构