隨著數(shù)字地球和全球信息網(wǎng)格的提出和實(shí)施，人們對(duì)真三維的空間信息的取得、應(yīng)用及其推廣已經(jīng)從基本的局部和地段發(fā)展到城市級(jí)、國(guó)家和全球范圍，科學(xué)研究、軍事研究、生產(chǎn)應(yīng)用等都需要建立在海量的空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上。GIS的發(fā)展正經(jīng)歷著從二維GIS到三維GIS的深刻轉(zhuǎn)變，正廣泛且深刻地影響和改變著人們的生活。三維GIS的發(fā)展，能夠包含和表達(dá)更加豐富的空間數(shù)據(jù)，突破二維數(shù)據(jù)對(duì)客觀真實(shí)世界的表達(dá)的束縛，能重現(xiàn)人們對(duì)真實(shí)世界的視覺(jué)感受，已作為未來(lái)GIS發(fā)展的方向，備受企業(yè)界、學(xué)術(shù)界的關(guān)注。

在三維GIS系統(tǒng)中，在柵格數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，Google Earth等三維GIS軟件推出了實(shí)用化的柵格繪制技術(shù)，獲得了巨大的成功，但在三維虛擬地球矢量應(yīng)用方面，由于存在瓶頸問(wèn)題沒(méi)有得到解決，離大規(guī)模的實(shí)用還有較大的差距。例如，目前，三維軟件只顯示了主要城市的一些大比例尺的矢量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度較差，不能直觀地進(jìn)行查詢和分析，和DEM數(shù)據(jù)的結(jié)合也需加強(qiáng)。此外，大規(guī)模矢量數(shù)據(jù)的組織、繪制、查詢、分析、統(tǒng)計(jì)等需要深入研究和技術(shù)攻關(guān)，才能早日走向?qū)嵱没�。其中，提供一個(gè)高效的矢量數(shù)據(jù)三維數(shù)據(jù)組織和繪制的解決方案是三維矢量數(shù)據(jù)查詢、分析、統(tǒng)計(jì)和輔助決策支持的基礎(chǔ)，是三維GIS系統(tǒng)中一個(gè)十分重要和具有挑戰(zhàn)性的前沿研究問(wèn)題。

本書提出一種基于遺傳算法求取河網(wǎng)主流優(yōu)解的策略和方法。先將河網(wǎng)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題看作選取主流的問(wèn)題，將選取主流的問(wèn)題看作一個(gè)全局優(yōu)的問(wèn)題，在全局優(yōu)化的問(wèn)題中綜合考慮拓?fù)湫畔⒑驼Z(yǔ)義信息，提出了使用遺傳算法的求解策略。求取河流的主流后，再建立河流的層次結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的有效性。遺傳算法能夠綜合考慮拓?fù)湫畔⒑退�文、地形等語(yǔ)義信息，能夠更為準(zhǔn)確地找到河網(wǎng)的主流,是一種易于擴(kuò)展、性能穩(wěn)定的優(yōu)化求解河網(wǎng)主流優(yōu)解方案。同時(shí)研究和實(shí)現(xiàn)了屏幕顯示條件下河網(wǎng)數(shù)據(jù)的快速無(wú)級(jí)綜。在確定了河網(wǎng)的主流之后，使用常用的Horton編碼，對(duì)水系數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)和結(jié)構(gòu)化，之后通過(guò)三維環(huán)境下的無(wú)級(jí)綜合的動(dòng)態(tài)分解尺度選取綜合化簡(jiǎn)的要素，運(yùn)用本書提出的綜合算子，終實(shí)現(xiàn)了屏幕顯示條件下河網(wǎng)數(shù)據(jù)的快速無(wú)級(jí)綜合。