非完全拓?fù)浞治鋈S建筑重建識(shí)別算法

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(duì)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(diǎn)云數(shù)據(jù),用cad取得矢量數(shù)據(jù),通過3dsmax對(duì)校園場(chǎng)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(chǎng)景重現(xiàn)的基本思路和方法。

針對(duì)現(xiàn)有三維模型分割方法在建筑物基本結(jié)構(gòu)特征識(shí)別方面存在的不足,提出一種基于體元分析的三維建筑物模型結(jié)構(gòu)化分割方法。該方法首先通過體元化和內(nèi)部距離參數(shù)計(jì)算在模型內(nèi)部構(gòu)建分層距離場(chǎng),然后采用局部極值判別方法從各層距離場(chǎng)中提取出對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)、形狀分布具有代表意義的中心體元,并基于中心體元和內(nèi)、外部體元聚類找到建筑物在空間組成上相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,最后依據(jù)體元分析結(jié)果對(duì)原始建筑物模型進(jìn)行表面分割。試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠?qū)Σ煌L(fēng)格的建筑物模型進(jìn)行有效分割,具有極強(qiáng)的穩(wěn)健性。

采用人機(jī)交互方法按照一定順序提取建筑物角點(diǎn),根據(jù)近似點(diǎn)位進(jìn)行角點(diǎn)位置的糾正,按照影像自動(dòng)定向的結(jié)果計(jì)算模型的三維坐標(biāo),建立三維建筑物模型。實(shí)驗(yàn)證明,這一方法能有效地實(shí)現(xiàn)速度和逼真度的兼顧。特別是對(duì)于一些僅需小范圍的建筑物建模場(chǎng)合,例如三維制導(dǎo)時(shí)的目標(biāo)區(qū)域,采用該方法進(jìn)行建模不失為一種簡(jiǎn)單而有效的方法。

為了實(shí)現(xiàn)虛擬圖書館的可視化仿真,綜合運(yùn)用實(shí)地測(cè)量、參考建筑圖紙、拍攝等方法獲取圖書館的外形輪廓,通過數(shù)學(xué)建模得到整個(gè)圖書館的數(shù)學(xué)建模,再借助基于c++的幾何庫,將圖書館的數(shù)學(xué)建模轉(zhuǎn)化為圖形實(shí)例,最后結(jié)合opengl技術(shù),通過運(yùn)用光照、材質(zhì)和紋理,渲染出整個(gè)圖書館,使得圖書館仿真逼真、自然。仿真結(jié)果表明,構(gòu)建的虛擬圖書館逼真地展現(xiàn)了圖書館的形態(tài)特征,真實(shí)感較好,為虛擬建筑的模擬提供了技術(shù)參考。

將紋理特征分析技術(shù)引入到多邊形網(wǎng)格建模中,提出一種基于高程特征值進(jìn)行曲面細(xì)分的算法以構(gòu)建多分辨率虛擬建筑群模型。該算法給出一種三角邊與紋理特征曲線相交的三角面分裂方法構(gòu)造自適應(yīng)細(xì)分三角網(wǎng)格。通過設(shè)計(jì)細(xì)分三角網(wǎng)格的二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和開發(fā)測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試,表明該算法具有自適應(yīng)網(wǎng)格速度快和保持幾何特征較好的特點(diǎn),可以滿足在pc機(jī)上實(shí)現(xiàn)三維建筑群的大范圍建模和實(shí)時(shí)交互顯示要求。

為了在進(jìn)行建筑造型和裝修設(shè)計(jì)時(shí),要完成三維建模、三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)模擬和仿真動(dòng)畫制作、施工圖繪制等不同過程,需要不同的軟件;如何在一個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)上述不同仿真過程的有效結(jié)合,是現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中的一個(gè)難題。研究了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的三維建筑造型和裝修設(shè)計(jì)系統(tǒng),論述了基本的系統(tǒng)仿真原理,提出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真系統(tǒng)的新架構(gòu),并描述了仿真系統(tǒng)需要的虛擬現(xiàn)實(shí),仿真設(shè)計(jì),三維渲染和動(dòng)畫設(shè)計(jì)等重要技術(shù)手段,最后結(jié)合實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了仿真系統(tǒng)的有效性。系統(tǒng)成功地將三維建模、渲染、動(dòng)畫及配景貼圖、施工圖繪制等多項(xiàng)功能集成化,充分滿足了設(shè)計(jì)者的需求。系統(tǒng)作為商品化軟件已經(jīng)應(yīng)用,提高了建筑裝修設(shè)計(jì)的整體工作效率。

在各種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用中,白模是一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).本文介紹了以自行開發(fā)的批處理程序?yàn)楣ぞ?以地理國情普查成果為主要數(shù)據(jù)源的建設(shè)大型城市三維建筑白模的解決方案,為白模數(shù)據(jù)的制作提供了很好的參考案例.

ａｒｃｈｉｔ三維建筑軟件包的二次開發(fā)與應(yīng)用羅廣義，劉逢專（廣西電力勘察設(shè)計(jì)院南寧５３００２３）１簡(jiǎn)介ａｒｃｈｉｔ三維建筑軟件包是在引進(jìn)美國ａｕｔｏ—ｔｒｏｌ公司ａｒｃｈｉｔ建筑軟件包的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國土木建筑行業(yè)規(guī)程規(guī)范，尤其是我國南方土木建筑工程設(shè)...

　建筑結(jié)構(gòu)圖的自動(dòng)識(shí)別和三維重建對(duì)延續(xù)建筑cad生成電子圖的成果、使審圖、算量、施工計(jì)劃、鋼筋放樣等后續(xù)工序結(jié)束當(dāng)前依賴于人工讀圖落后狀態(tài)有十分重要的作用.分析了國內(nèi)平面表達(dá)法建筑制圖新標(biāo)準(zhǔn)中仍存在的建筑物三維信息描述的分散性和多樣性,提出了工程圖的信息提取和整合方法,實(shí)現(xiàn)了整體三維重建.

在實(shí)際應(yīng)用中,現(xiàn)有的三維重建算法無法有效地應(yīng)用到建筑領(lǐng)域.以建筑行業(yè)的基本制圖規(guī)范為指導(dǎo),結(jié)合圖形識(shí)別理解和人工智能技術(shù),提出了一種基于圖形理解的建筑結(jié)構(gòu)三視圖自動(dòng)識(shí)別與重建方法.該方法以自動(dòng)識(shí)別建筑構(gòu)件的輪廓為基礎(chǔ),通過對(duì)符號(hào)、注釋等語義信息的理解與綜合以及對(duì)相鄰實(shí)體間拓?fù)潢P(guān)系的分析,快捷、有效地完成對(duì)建筑物的整體重建.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在少量人機(jī)交互的基礎(chǔ)上,該方法對(duì)實(shí)際的建筑圖是有效的.

基于距離的分析是gis中的一項(xiàng)基本空間分析功能,目前該分析主要是基于二維的,對(duì)三維空間的距離分析研究則較少。對(duì)基于三維柵格的距離分析進(jìn)行了研究,提出了基于三維柵格的最短距離算法,并把該算法應(yīng)用于非均質(zhì)的三維緩沖體的生成。

歷史建筑可以反映出一座城市的歷史風(fēng)貌和地方特色,具有很高的歷史、社會(huì)和藝術(shù)價(jià)值。本文提出了一種采用多類型三維掃描設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史建筑外圍環(huán)境和內(nèi)部房間結(jié)構(gòu)掃描的三維重建方法,解決了單一掃描方式無法兼顧建筑外部龐大的數(shù)據(jù)量和內(nèi)部高精度細(xì)節(jié)的問題,并將這種三維重建方法運(yùn)用到對(duì)革命領(lǐng)袖視察黑龍江紀(jì)念館的建模。

為實(shí)現(xiàn)建筑物的快速可視化三維重建,對(duì)用地面激光掃描儀獲取的建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理,提出了一種擬合平面投影線的快速建模方法,并以geomagicstudio軟件為平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明該方法能提高模型三維重建速度,所建模型很好地再現(xiàn)了原始場(chǎng)景,建模效果好,方法可行。

在機(jī)載lidar所獲得的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理中,重要的是將點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的地面數(shù)據(jù)和非地面數(shù)據(jù)分離。針對(duì)基于坡度的掃描線濾波方法存在的問題,提出一種基于坡度的偽掃描線點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波算法。該算法可以避免濾波前的預(yù)處理過程,且能保證每條偽掃描線首個(gè)判斷點(diǎn)的屬性為地面點(diǎn)。此外,為了避免同一地形在兩相鄰偽掃描線間可能存在的不吻合,通過移動(dòng)窗口曲面擬合濾波方法再次進(jìn)行調(diào)整。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該組合算法具有一定的有效性。

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)正從單機(jī)工作方式向系統(tǒng)集成的工作方式轉(zhuǎn)變,獲取和處理空間數(shù)據(jù)已變得較為容易。在三維數(shù)字城市建筑物建模方面,要求必須快速有效地提取建筑物邊界,才有可能進(jìn)行快速的三維景觀建模作業(yè)。本文提出了利用dsm和真正射影像相結(jié)合構(gòu)建地形景觀的一種新方法,首先從真正射影像上提取建筑物的邊界線,對(duì)建筑物多邊形進(jìn)行三角化處理,視地面模型為一帶洞多邊形,同樣進(jìn)行delaunay三角化處理,接著從dsm和dem獲取建筑物的高度信息,構(gòu)建三維建筑物模型,最后通過紋理映射的方式,對(duì)整個(gè)建模場(chǎng)景進(jìn)行紋理貼圖,這一方法取得了較好效果,已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了應(yīng)用。

討論了3dsmax和pandadxexporter相結(jié)合的建模方法,闡述了模型構(gòu)建和模型優(yōu)化的過程,介紹了模型整合等后期處理工作,為城市三維建筑模型的構(gòu)建工作提供了一種新思路,研究了該方法的可行性。

本文以上海地區(qū)冬季典型年室外溫度為計(jì)算參數(shù),建立外墻與屋面連接處建筑熱橋三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱偏微分方程。計(jì)算了不同保溫形式下墻體內(nèi)表面溫度及熱流分布,并分析了熱橋?qū)ω?fù)荷及結(jié)露的影響。

提出采用數(shù)字圖像結(jié)合機(jī)器視覺方法獲取隧道掌子面巖體表觀信息。通過采集隧道開挖面的序列圖像,生成開挖面巖體表面的三維點(diǎn)云模型,利用投影算法獲得隧道掌子面及硐壁巖體結(jié)構(gòu)的平面模型高清影像；基于影像表面結(jié)構(gòu)跡線素描結(jié)果進(jìn)行巖體節(jié)理特征的量化描述。將該方法應(yīng)用于東天山公路隧道開挖面巖體節(jié)理分布、節(jié)理傾角間距等特征參數(shù)的獲取。研究結(jié)果表明:該方法可快速生成開挖面三維點(diǎn)云模型,實(shí)現(xiàn)隧道地質(zhì)信息編錄與圍巖級(jí)別辨識(shí),具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),可為施工提供參考。

在城市空間三維表現(xiàn)中,針對(duì)復(fù)雜自然景觀的地形地貌大多采用不規(guī)則三角網(wǎng)tin模型表現(xiàn)。為節(jié)約存儲(chǔ)空間,在參照jpeg壓縮技術(shù)中的用戶興趣域編碼思想(roi)結(jié)合邊收縮算法的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)用戶興趣域以外的其它區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)化,只對(duì)用戶興趣域保持較高分辨率。本算法在簡(jiǎn)化過程中同時(shí)生成過程文件,保證了模型連續(xù)多分辨率的重建。

目前,針對(duì)單體建筑物的模型簡(jiǎn)化算法主要考慮單獨(dú)簡(jiǎn)化墻面和屋頂房檐結(jié)構(gòu)。但對(duì)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(duì)這些問題,利用屋頂結(jié)構(gòu)特征,提出一種能自動(dòng)生成保持建筑物組結(jié)構(gòu)特征的模型簡(jiǎn)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(jiǎn)化模型。實(shí)驗(yàn)表明,該簡(jiǎn)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(dòng)端應(yīng)用需求的精度模型。

針對(duì)現(xiàn)行的三維建筑模型像一個(gè)黑盒子,因?yàn)椴煌敢曀钥床灰娊ㄖ锏膬?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(jì)了通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使三維建筑模型可\"透視化\

為了能快速計(jì)算室內(nèi)導(dǎo)航路徑,必須使用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)室內(nèi)復(fù)雜的路徑導(dǎo)航信息,室內(nèi)三維連通圖就是一種較好的手段。但是傳統(tǒng)的室內(nèi)精細(xì)建模重在幾何模型的構(gòu)建和紋理數(shù)據(jù)采集,缺乏室內(nèi)三維連通圖的構(gòu)建。針對(duì)廣泛存在室內(nèi)幾何模型提出一種基于體素的室內(nèi)三維連通圖自動(dòng)生成算法,對(duì)建筑物內(nèi)部進(jìn)行分割和填充,將室內(nèi)空間劃分為離散的導(dǎo)航空間,通過自動(dòng)語義關(guān)聯(lián)提取連通關(guān)系,最終生成室內(nèi)空間三維連通圖。