数字地下空间与工程--理论方法平台及应用(精)

本书从数字地下空间和数字化地下工程两个方面论述 ，它们是相辅相成的。数字地下空间由数字地层、数字地 下管线和数字地下建（构）筑物组成，这三者在数字地下 空间信息场中是无缝连接的整体；数字化地下工程是对工 程全寿命期数据的数字化，涵盖工程规划、勘察、设计、 施工、监测与监理、运维与管理各阶段的数据采集、处理 、表达、分析，是对数字地下空间信息场的不断更新与迭 代。本书采用“0和1”数字化技术将地下空间与工程的全 寿命期数据透明地展现出来，构建了相应的理论技术体系 和平台，并应用服务于大量的工程实践活动中，全面体现 了现代信息技术和传统地下空间与工程的有机融合。 本书可供地下空间与工程数字化、智能化、智慧化研 究和应用感兴趣的读者阅读，也可供高等院校相关专业的 师生参考。

第1章 绪论 1.1 数字地球与数字地层 1.2 数字城市与三维地层信息系统 1.3 数字地下空间 1.4 数字化地下工程 1.5 数字地下空间与工程的作用 1.5.1 工程地质勘察方面 1.5.2 地下空间规划和立法方面 1.5.3 地下管网管理方面 1.5.4 地下水资源利用和地面沉降控制方面 1.5.5 环境和工程地质灾害防治方面 1.5.6 地下工程建设方面 1.5.7 地下基础设施运维方面 1.6 发展趋势与应用前景 1.7 主要内容介绍 第2章 数字地下空间与工程信息框架基础 2.1 数字地下空间基于地理认知的空间表达 2.1.1 概念模型的类型及特点 2.1.2 地下空间地理认知概念 2.1.3 Delaunay 剖分下基于地理认知的空间表达 2.2 城市地下空间与工程多源信息的集成 2.2.1 地质体信息 2.2.2 地下水资源信息 2.2.3 地下管线信息 2.2.4 地下建（构）筑物信息 2.2.5 地下空间规划信息 2.2.6 地下工程设计信息 2.2.7 地下工程施工信息 2.2.8 地下基础设施运维信息 2.3 数字地下空间与工程信息系统的功能需求及任务 2.3.1 用户分析 2.3.2 数字地层功能需求 2.3.3 地下管线管理功能需求 2.3.4 地下空间规划信息化任务 2.3.5 地下工程设计信息化任务 2.3.6 地下施工监测信息化任务 2.3.7 地下基础设施运维信息化任务 2.3.8 地下空间防灾信息化任务 2.4 数字地下空间与工程信息系统的组件化设计 2.4.1 组件化设计 2.4.2 数据管理组件 2.4.3 专业建模组件 2.4.4 图形可视化组件 2.4.5 空间分析组件 2.4.6 WebGIS 组件 2.4.7 专业应用组件 2.5 数字地下空间与工程信息系统的性能指标 第3章 数字地下空间与工程的数据标准、结构和元数据 3.1 数字地下空间与工程的数据分类和标准 3.1.1 信息分类与编码 3.1.2 数据交换标记语言 3.2 数字地下空间与工程的三维数据结构 3.2.1 典型三维数据模型 3.2.2 地下空间与工程三维数据模型 3.2.3 面向对象的数据模型与数据结构 3.2.4 数据结构与实体类 3.3 数字地下空间与工程的元数据 3.3.1 元数据管理与构成 3.3.2 元数据记录与编辑 3.3.3 基于WebService 的元数据服务 3.3.4 综合示例 第4章 数字地下空间综合信息数据库分析与设计 4.1 面向对象的地下空间综合信息数据库设计 4.1.1 地下空间数据分析 4.1.2 地下空间数据库逻辑设计 4.1.3 地下空间数据库物理设计 4.1.4 地下空间要素分类编码 4.1.5 地下空间要素符号化 4.2 基于ORDB 的地下空间数据库存储方案 4.2.1 空间数据与非空间属性数据的存储模式 4.2.2 基于对象关系数据库的无缝数据存储方案 4.2.3 空间信息对象表 4.2.4 公共信息数据表 4.2.5 地层属性信息数据表 4.2.6 地下管线信息数据表 4.2.7 地下监测属性信息数据表及其操作 4.3 数据管理组件的设计与实施 4.3.1 基于ODBC 的数据管理组件设计 4.3.2 数据管理组件的面向对象封装 4.3.3 输入和编辑模块 4.3.4 查询和统计模块 4.3.5 异构数据的导入和导出模块 4.3.6 数据表结构的维护模块 4.3.7 用户权限维护模块 4.3.8 辅助工具模块 第5章 数字地下空间海量数据存储与性能改善技术 5.1 索引技术简介 5.1.1 B+ 树索引 5.1.2 位图索引 5.1.3 R 树索引 5.2 空间混合索引 5.2.1 空间八叉树 5.2.2 空间混合OR 树 5.2.3 结点非平衡分裂算法 5.3 分 区 技 术 5.3.1 分区表技术 5.3.2 分区索引技术 5.3.3 分区表和分区索引的维护 5.4 SQL 语句的并行处理技术 5.4.1 SQL 语句的并行执行机制 5.4.2 语句并行方式 5.4.3 并行度的指定 5.5 分布式存储技术 5.5.1 问题的提出 5.5.2 分布式数据库的优点 5.5.3 创建到远程数据库的链接 5.5.4 分布式数据库的数据分片 5.5.5 分布式数据库的复制——快照 第6章 数字地下空间与工程时空数据预测和插值法 6.1 空间数据预测及曲面插值法基础 6.1.1 空间插值与逼近方法概述 6.1.2 插值与逼近的数学意义 6.1.3 空间曲面插值法分类 6.1.4 基于散乱点的空间曲面插值新方法 6.1.5 曲面插值法计算性能比较 6.2 空间确定性预测与曲面插值法 6.2.1 地层分界线的三次样条函数插值及应用 6.2.2 反距离加权插值法（谢别德法）及其改进 6.2.3 移动拟合插值法 6.2.4 基于不规则三角网插值法 6.2.5 基于空间任意拓扑三角形的插值法 6.3 地统计插值法 6.3.1 地统计基本原理 6.3.