三維空間位相關係探討—以CityGML進行實作

Abstract

三維地理資訊系統（3-Dimensional Geographic Information System，3D GIS）可廣泛適用於各種情況，像是城市導覽、防災規劃等。但目前而言，大多應用僅著重在視覺化的呈現，而缺乏位相關係和位相關係的描述，因此難以發揮其在空間分析上的優勢。位相關係為空間關係的一個分支，主要描述空間物件間的鄰接性及連接性。一套良好的位相關係模式將有助於驗證空間資料的正確性、定義空間物件間的關係，以及實現空間查詢等，進而促進三維空間資料的多元應用發展。 CityGML（城市地理標記語言）為目前三維資料的標準，其內容包含幾何及位相關係模型，也包含各式語意主題的屬性規範。CityGML在幾何資料模式上主要繼承GML3，但是為了降低資料的複雜度，其並沒有使用GML3的位相關係模式。取而代之的是透過一種超連結的方式—XLink引用共有部分進而將有關係的物件串聯起來。雖然這種方法的確較為簡便，但是卻無法表達空間物件間實際的幾何相交情況亦無法透過語意得知位相關係類型。因此，本文致力於建立一套可與CityGML相容的三維位相關係模式。 本文首先界定各維度基礎物件之定義並釐清位相關係述詞種類，接著統整形成一組完整的位相關係成果。再進一步依據已訂定之位相關係延伸發展成位相關係規則，以便進行資料的篩選與除錯工作。最後為保持資料的流通與互操作性，設計一可與CityGML相容之位相關係儲存框架。