基于L系统的三维地图符号研究.pdf

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1、摘要地图符号是地图的图解语言，是表达和传递地理信息的载体和工具。随着地理信息的表达由传统纸质地图发展到计算机数字地图，再到三维地图、三维GIS甚至虚拟地理环境，地图符号的维度发生了巨大变化。同时，人类观察世界的角度也发生了变化，由“从上至下”的俯瞰方式转变成“从侧面看世界”的写景式方式，使得对三维地图符号的研究更加迫切了。然而目前对于三维地图符号的研究仍处在萌芽状态，现有三维地图符号研究大多集中在三维模型方面；同时，现有三维地图符号的数据结构体系并不完善，不善于描述复杂形状的地理对象。为此，本文引入L系统的原理方法，研究复杂地物的三维地图符号表达机制，即基于L系统的三维地

2、图符号研究。现实世界纷繁复杂，且三维地图符号是可视化现实世界的工具。因此，基于L系统的三维地图符号研究就显得十分重要。本文从L系统和地图符号的基本理论出发，对L系统的三维地图符号进行了剖析，参照L系统的构图理论和地图符号视觉变量理论体系，分析了L系统对三维地图符号视觉变量的扩展和影响；从L系统和符号的构图规律出发，针对三维地图符号构图特点，提出了基于L系统的三维地图符号数据结构，并分析了部分的相关填充算法。本文的主要研究内容和成果如下：（1）从符号、三维地图符号以及L系统三个角度出发，比较分析了地图符号学和二维地图符号的分类体系；同时，分析了三维地图符号的定义、分类及和三

3、维模型的区别；并对L系统的概念、类别及特点进行了深入的理论研究总结。（2）从地图符号学角度出发，以贝尔廷经典的地图符号视觉变量和现有三维地图符号视觉变量的理论体系为基础，针对L系统的理论特点和三维地图符号的表现形式，扩展了三维地图符号视觉变量的描述表达方式。（3）从符号的构图规则出发，引入L系统的构图原理，针对三维地图符号的特点和对复杂地物的构图要求，提出了基于L系统的三维地图符号数据结构，即以L系统字符串为核心，L系统迭代器和三维海龟解析器为基础来组织构建三维地图符号；并针对L系统三维地图符号的构图特点，分析了相关的填充算法。（4）以L系统三维地图符号视觉变量为指导，及

4、其数据结构为基础，构建了L系统三维地图符号渲染引擎，实现了L系统三维地图符号表达实例，验证了L系统三维地图符号视觉变量，L系统三维地图符号数据结构及部分相关填充算法等L系统三维地图符号相关理论方法的可行性和适用性。关键词：三维地图符号;L系统;视觉变量;数据结构IIIAbstractMapsymbolisthemapgraphiclanguage,whichworksasacarrierandtoolforexpressingandtransferringgeographicinformation.Thedimensionofmapsymbolhasbeenchanged

5、enormouslyduring,fromthetraditionalpapermaptothecomputerdigitalmap,then3Dmap,3DGISandevenVGE.Atthesametime,thewaythatobservingtheworldfromtheperspectiveofhumanity,hasalsobeenchanged,from"fromuptodown"overlookingto"fromthesideseeworld"ofscenemode,sotheneedof3Dmapsymbolresearcheshavebecomem

6、uchmoreurgent.However,thecurrentresearcheson3Dmapsymbolarestillinthebud,theexisting3Dsymbolaremostlyfocusedon3Dmodel;Atthesametime,thecurrentdatastructureof3Dsymbolisnotperfect,itisnotabletodescribethecomplexshapeofthegeographicalobject.Forthis,weintroducetheprincipleofLsystemmethod,which

7、is3DsymbolresearchbasedonLsystem,tostudythecomplexobject3Dsymbolofexpressionmechanism.Therealworldiscomplicated,and3Dmapsymbolisavisualizationoftherealworldtool.So,itisveryimportanttoresearchthe3DmapsymbolofitbasedonLsystem.ThisarticlefromtheLsystemandthebasictheory