標(biāo)準(zhǔn)模型文件建筑物三維數(shù)據(jù)模型

本文提出一種實際、方便快捷地基于2維照片進(jìn)行建筑物三維重建的方法。首先對普通相機(jī)拍攝的照片采用尺度不變特征（sift）完成特征點的提取與描述,采用高斯算法過濾掉最鄰近匹配產(chǎn)生的錯誤匹配點,求出相機(jī)的投影矩陣,根據(jù)后方交會求得點云數(shù)據(jù),由用戶選擇需要建模的輪廓,貼上紋理,完成三維建筑物模型的構(gòu)建。試驗證明,該方法僅使用普通的照片,通過簡單的人工操作,即可完成復(fù)雜的三維模型重建工作,非專業(yè)認(rèn)識也可以十分迅速的從二維照片中建立完整的三維模型。

建筑物是地震災(zāi)害的重要受災(zāi)體,準(zhǔn)確的建筑物空間分布信息是災(zāi)害評估、應(yīng)急救援及震后重建的重要依據(jù)。建筑物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取主要靠野外調(diào)查,耗時耗力,為更好的獲取建筑物的高精度數(shù)據(jù),本文中采用傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行區(qū)域建筑物三維模型構(gòu)建,為研究區(qū)建筑物數(shù)據(jù)的獲取提供支持。以無人機(jī)低空影像采集平臺采集的吐魯番市主城區(qū)影像信息為基礎(chǔ),基于軟件平臺進(jìn)行航片信息與pos信息的空三解算,計算出密集的三維點云、數(shù)字正射影像及不規(guī)則三角網(wǎng),進(jìn)而完成研究區(qū)建筑物三維模型的構(gòu)建。結(jié)果表明:此方法構(gòu)建的三維模型能夠反映區(qū)域真實地物地貌,數(shù)據(jù)處理過程全自動化,大大提高了生產(chǎn)效率。建立的研究區(qū)建筑物三維模型精度較高,可用于區(qū)域建筑物基本信息的識別,補(bǔ)充了現(xiàn)有數(shù)據(jù)獲取主要依靠野外調(diào)查的不足,數(shù)據(jù)獲取方式簡單、省時省力。

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，二維數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足需要，作為城市的最基本單位，建筑物的三維空間數(shù)據(jù)所能反映的信息更加豐富、直觀。本文從三維空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建筑物三維數(shù)據(jù)模型建立和建筑物表面紋理獲取三個方面對建筑物三維數(shù)據(jù)模型構(gòu)建進(jìn)行了闡述，對提高城市信息管理與服務(wù)具有一定的意義。

空間數(shù)據(jù)模型是描述gis空間數(shù)據(jù)組織和進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計的理論基礎(chǔ)，它反映了現(xiàn)實世界中空間實體之間的相互關(guān)系，是空間數(shù)據(jù)處理和空間數(shù)據(jù)挖掘的核心問題。文章論述了空間數(shù)據(jù)模型的表示形式，重點討論了基于柵格的三維空間數(shù)據(jù)模型，指出了柵格矢量空間數(shù)據(jù)模型集成化的必要性以及集成化表示方法，給出了將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)的歐氏距離變換與算法，為基于柵格空間數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)處理和空間數(shù)據(jù)挖掘奠定了基礎(chǔ)。

目前虛擬校園系統(tǒng)的建設(shè)越來越得到各大高校的高度重視,本文以吉林建筑大學(xué)內(nèi)的建筑為對象,在制定完整、詳細(xì)、可操作的工作流程基礎(chǔ)上,通過三維激光掃描儀獲取點云數(shù)據(jù),用cad取得矢量數(shù)據(jù),通過3dsmax對校園場景進(jìn)行建模和貼圖紋理數(shù)據(jù)的優(yōu)化等。結(jié)果表明,三維激光掃描技術(shù)配合3dsmax建模為\"數(shù)字校園\"更加完善的三維場景重現(xiàn)的基本思路和方法。

在分析傳統(tǒng)模型建模的不足的基礎(chǔ)上,介紹了一種實時引人新信息的等維灰數(shù)和等維新息遞補(bǔ)動態(tài)預(yù)測方法。根據(jù)某廣場變形監(jiān)測數(shù)據(jù),首先建立gm(1,1)模型,再用灰色理論的方法,分別建立等維灰數(shù)和等維新息遞補(bǔ)模型,并根據(jù)實際觀測數(shù)據(jù),討論最佳建模維數(shù),最后將3個模型預(yù)測效果進(jìn)行對比。結(jié)果表明,與原始的灰色gm(1,1)模型相比,等維動態(tài)方法建立了一種數(shù)據(jù)之間的動態(tài)關(guān)系,特別是實測值的加入,能夠有效提高模型精度,獲得良好的預(yù)測效果,是一種既方便又可靠的變形分析方法。

在數(shù)值模擬分析中,數(shù)值模型與實際地質(zhì)模型是否吻合,直接影響著分析的可靠性。本文通過對眾多礦山數(shù)值模擬分析資料進(jìn)行匯總提煉,總結(jié)出四種建立礦山三維數(shù)值模型的建模方法:塊體堆積建模法、面拉伸建模法、坐標(biāo)建模法和質(zhì)心點坐標(biāo)建模法。同時對露天礦山、淺部地下礦山和深部地下礦山各自數(shù)值模擬研究中建模方法的選擇給出了合理的建議,可為類似研究提供參考。

波形鋼板結(jié)構(gòu)物是幾何正交異性體,分析頗為復(fù)雜。其三維模型雖能反應(yīng)結(jié)構(gòu)物實際形態(tài),但在建模分析、計算及考慮影響因素上存在難度。若能采用平面模型代替三維模型,則會大大減輕工作量。通過ansys有限元軟件對三維實體模型進(jìn)行分析,采用平截面假設(shè)進(jìn)行內(nèi)力計算,并將計算得到的內(nèi)力與二維模型的計算結(jié)果進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好。因此可以采用平面模型代替三維模型對波形鋼板結(jié)構(gòu)物進(jìn)行分析計算。

要準(zhǔn)確模擬低矮建筑物壁面上分離渦位置的平均風(fēng)壓比較困難,這些區(qū)域在繞鈍體流動中也是很關(guān)鍵的部位。本文在spalart-allamaras湍流物理模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)鈍體繞流流場特性,結(jié)合低矮建筑物上的實測數(shù)據(jù),調(diào)試并選取合適的參數(shù),提高渦粘預(yù)測的準(zhǔn)確性,提出了改進(jìn)的s-a湍流物理模型。通過對6m立方體和silsoe低矮建筑模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,由改進(jìn)s-a湍流模型得到的屋面、背風(fēng)和側(cè)風(fēng)面上平均風(fēng)壓結(jié)果,比目前公認(rèn)的模擬鈍體繞流效果較好的sst湍流模型有較大改善,比風(fēng)洞實驗更接近實測結(jié)果。由此可以看出,本文改進(jìn)湍流模型的方法,將是一條提高預(yù)測建筑物表面平均風(fēng)壓精度很有效的途徑。

針對以往生成鋼筋模型方法中存在模型可調(diào)控性差、數(shù)據(jù)量大等問題,對基礎(chǔ)鋼筋模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析,建立了圓柱形、圓弧形基礎(chǔ)鋼筋模型。以此為基礎(chǔ),采用可擴(kuò)展標(biāo)記語言(extensiblemarkuplanguage,xml)定義了一個基礎(chǔ)鋼筋模型存儲格式和一個復(fù)雜鋼筋模型存儲格式,采用面向?qū)ο髨D形渲染引擎(object-orientedgraphicsrenderingengine,ogre)實現(xiàn)了對模型數(shù)據(jù)的讀取和渲染。仿真結(jié)果表明,該方法生成的各種鋼筋模型數(shù)據(jù)量小、可調(diào)控性強(qiáng)、在連接處光滑逼真、仿真效果良好,為各種建筑仿真軟件中鋼筋的生成提供了一種更快、更有效的方法。

針對建筑物計算機(jī)輔助調(diào)平的需要,應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)工具建立基礎(chǔ)梁變曲測判方法,解決了原始基礎(chǔ)情況不明條件下的數(shù)學(xué)建模問題,避免盲目調(diào)平可能產(chǎn)生的附加變形,為建筑物安全調(diào)平提供了保證。

在數(shù)字城市建設(shè)中,作者提出了利用三維激光掃描獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物模型構(gòu)建的方法.在詳細(xì)介紹三維激光掃描基本原理和總結(jié)建筑物幾何建模方法的基礎(chǔ)上,重點研究了三維激光掃描數(shù)據(jù)處理方法以及利用三維激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物特征點提取的方法和過程.對利用三維激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物模型構(gòu)建工作中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了說明.最后,作者利用一組三維激光掃描數(shù)據(jù)構(gòu)建了一幢建筑物的幾何模型,這為三維激光掃描在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用做了有益的探索.

介紹了csg/b-rep混合模型的基本情況,以太原理工大學(xué)辦公樓為例,利用opengl在vc++下建立模型,繪制和顯示了三維圖形,指出該混合建模手段的采用,對數(shù)字城市的建設(shè)具有重要的意義

目前,針對單體建筑物的模型簡化算法主要考慮單獨簡化墻面和屋頂房檐結(jié)構(gòu)。但對于建筑物組,這些方法忽視鄰接建筑物的特征以及與周圍特征間的相互連接關(guān)系。針對這些問題,利用屋頂結(jié)構(gòu)特征,提出一種能自動生成保持建筑物組結(jié)構(gòu)特征的模型簡化方法。通過底面平面圖的鄰接關(guān)系將建筑物分割成不同的結(jié)構(gòu)部分,通過判斷屋頂特征,采用自頂向下的投影方法,重構(gòu)建筑物模型,最后將各部分聯(lián)合形成簡化模型。實驗表明,該簡化方法在建筑物的頂層和墻面特征較好保留的基礎(chǔ)上,能充分利用模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用較少的數(shù)據(jù)量描述模型,生成適合移動端應(yīng)用需求的精度模型。

傾斜航攝儀的發(fā)展提高了三維實景模型生產(chǎn)的自動化程度,降低了生產(chǎn)成本。但目前軟件自動生成的\"一張皮\"數(shù)據(jù)難以掛接gis屬性數(shù)據(jù),因此有必要從三維實景模型中提取單體建筑物。針對此目的,本文提出了一種結(jié)合幾何、紋理及語義信息的提取方法。首先利用幾何、顏色以及語義信息將實景模型的三角面片分為地面、植被、建筑物立面和建筑物屋頂4類,然后通過組合驗證建筑物立面和屋頂形成單體建筑物。采用\"街景工廠\"生產(chǎn)的2組三維實景模型數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗,提取結(jié)果完整度大于90%,正確率高于93%。實驗表明:本文方法能自動從三維實景模型數(shù)據(jù)中提取單體建筑物,可為后續(xù)的屬性數(shù)據(jù)掛接提供基礎(chǔ)。

針對現(xiàn)行的三維建筑模型像一個黑盒子,因為不透視所以看不見建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),不能進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航定位等問題,在研究revit和autocad建立三維建筑模型技術(shù)的基礎(chǔ)之上,設(shè)計了通過增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)使三維建筑模型可\"透視化\

無人機(jī)航測技術(shù)具有非接觸測量、效率高、信息豐富等優(yōu)點,在數(shù)字城市建設(shè)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。本文以某建筑物為研究對象,提出了一種基于無人機(jī)影像的建筑物三維模型重建方法,首先使用無人機(jī)對建筑物的屋頂及墻面拍攝,再進(jìn)行影像匹配生成密集點云；然后使用掃描儀對無人機(jī)無法拍攝的墻面進(jìn)行掃描,并將掃描點云與影像生成點云配準(zhǔn)；最后對點云預(yù)處理,再進(jìn)行三角網(wǎng)構(gòu)建,使用3dsmax構(gòu)建精細(xì)化模型,并對模型進(jìn)行質(zhì)量評估。結(jié)果表明,該方法可以獲得建筑物精細(xì)化的三維模型。

2004年開始數(shù)字地質(zhì)填圖技術(shù)在全國區(qū)調(diào)中全面推廣應(yīng)用,運用數(shù)字地質(zhì)填圖過程中獲取的prb數(shù)據(jù)直接構(gòu)建淺部三維地質(zhì)模型具有重要研究意義。構(gòu)建三維地質(zhì)模型的關(guān)鍵是三維地質(zhì)界面的構(gòu)建,本文重點闡述了斷層面、第四系界面、地層面、巖體界面、殘留頂蓋界面、俘虜體界面等6種主要地質(zhì)界面的構(gòu)建流程與方法。面的構(gòu)建時應(yīng)先創(chuàng)建模型的邊界面(dem面、模型的底界面、模型的四周邊界面),再建斷層面,最后按地質(zhì)體新老順序依次構(gòu)建其他地質(zhì)界面,構(gòu)建地質(zhì)界面時應(yīng)遵循\"野外路線數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù),地下地質(zhì)數(shù)據(jù)為約束數(shù)據(jù)\"的原則。該方法建立的地質(zhì)界面與地表填圖數(shù)據(jù)和地下地質(zhì)數(shù)據(jù)都能夠完全吻合,建立的地質(zhì)界面精度高且美觀,但受地表產(chǎn)狀可推測深度的限制,該方法僅適用于淺部三維地質(zhì)模型的構(gòu)建,但構(gòu)建的模型可以作為深部三維地質(zhì)建模的參考與約束。建模單元可以與地表填圖單元相同,也可以進(jìn)行少量的合并,模型可達(dá)到的精度較高,模型的精度取決于野外填圖路線數(shù)據(jù)的精度和數(shù)量,尤其是野外路線中的點間界線和有效產(chǎn)狀的精度和數(shù)量。為了保證模型的精度,在野外路線填圖過程中應(yīng)盡量保證每條野外路線中的點間界線(b)都具有有效產(chǎn)狀,在地質(zhì)界線產(chǎn)狀變化較大的部位需要適量增加產(chǎn)狀數(shù)據(jù)。

水工建筑物三維實心體模型的建立及應(yīng)用凌云（電力部昆明勘測設(shè)計研究院昆明６５００５１）１概述眾所周知，我們所設(shè)計的建筑物都是三維的實體。如果能在設(shè)計的初期就為設(shè)計目標(biāo)建立三維數(shù)字模型用來進(jìn)行直觀的觀察、比較、修改、計算分析研究，這無疑是一種先進(jìn)的設(shè)計方...

針對復(fù)雜三維建筑物模型的柵格化問題,在分析、比較當(dāng)前主流的幾種矢量柵格化方法的基礎(chǔ)上,提出基于區(qū)域連通性和置信度分析的可疑區(qū)域生長法實現(xiàn)建筑物模型表面柵格化,再采用奇異值分解(svd)方法解算建筑物空間平面描述參數(shù),內(nèi)插dbm柵格的高程。試驗結(jié)果表明,可疑區(qū)域生長法可以完全避免柵格化產(chǎn)生的噪音,復(fù)雜度低;采用svd方法可以抵抗各種病態(tài),穩(wěn)健求解表面參數(shù)。

傾斜航攝儀的發(fā)展提高了三維實景模型生產(chǎn)的自動化程度,降低了生產(chǎn)成本。但目前軟件自動生成的＂一張皮＂數(shù)據(jù)難以掛接gis屬性數(shù)據(jù),因此有必要從三維實景模型中提取單體建筑物。針對此目的,本文提出了一種結(jié)合幾何、紋理及語義信息的提取方法。首先利用幾何、顏色以及語義信息將實景模型的三角面片分為地面、植被、建筑物立面和建筑物屋頂4類,然后通過組合驗證建筑物立面和屋頂形成單體建筑物。采用＂街景工廠＂生產(chǎn)的2組三維實景模型數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗,提取結(jié)果完整度大于90%,正確率高于93%。實驗表明：本文方法能自動從三維實景模型數(shù)據(jù)中提取單體建筑物,可為后續(xù)的屬性數(shù)據(jù)掛接提供基礎(chǔ)。

本論文介紹了一種基于機(jī)載lidar技術(shù),快速獲取建筑物三維模型的快速構(gòu)建方法。首先,將高密度的點云數(shù)據(jù)通過濾波及相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法,得到了建筑物的點云信息；其次,利用獲取到的點云數(shù)據(jù)對特征點進(jìn)行精細(xì)提取,分別構(gòu)建特征線與特征面,采用7參數(shù)建筑物模型的方法,實現(xiàn)了建筑物的三維建模；最終,利用這種方法得到了場景中所有建筑物的快速重建。