基于BIM技術(shù)大型建筑景觀三維仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

為了解決在三維吊裝仿真系統(tǒng)中二維草繪繪制煩瑣,不能實(shí)時(shí)查看模型渲染效果等問(wèn)題,基于ogre渲染引擎,應(yīng)用經(jīng)典設(shè)計(jì)模式開(kāi)發(fā)了交互式三維建模系統(tǒng)。闡述了三維草繪的總體架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了三維草繪系統(tǒng)的可用性。

以預(yù)警雷達(dá)對(duì)導(dǎo)彈的探測(cè)為應(yīng)用實(shí)例,采用maya和multigencreator等視景開(kāi)發(fā)工具創(chuàng)建了效果逼真、紋理清晰的武器裝備三維模型,包括導(dǎo)彈模型、預(yù)警機(jī)模型和地基雷達(dá)模型,采用skyline作為三維gis系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái),構(gòu)建了一個(gè)逼真的三維的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,利用c#.net軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)視景仿真系統(tǒng),并重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中包括實(shí)體運(yùn)動(dòng)建模和行為建模、碰撞檢測(cè)和視點(diǎn)控制在內(nèi)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)能夠完成預(yù)計(jì)功能,運(yùn)行穩(wěn)定,仿真效果逼真流暢。

在建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究中,由于形成的多角度離散網(wǎng)絡(luò)模型無(wú)法形成穩(wěn)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),導(dǎo)致傳統(tǒng)的三維圖像建模只能忽略拍攝角度不同帶來(lái)的坐標(biāo)計(jì)算誤差,以保障穩(wěn)定的三維模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),導(dǎo)致轉(zhuǎn)換的三維坐標(biāo)存在失真,三維建模不準(zhǔn)確。提出改進(jìn)離散算法的大型建筑多角度圖像三維建模方法,首先對(duì)大型建筑的多角度原形進(jìn)行采集,其次通過(guò)分析原始數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系,組建大型建筑的多角度圖像離散網(wǎng)絡(luò)模型。融合于雙目立體視覺(jué)成像原理,依據(jù)不同位置拍攝的大型建筑多角度圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐標(biāo),計(jì)算出不同角度的大型建筑在三維空間中所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)了大型建筑的多角度圖像三維穩(wěn)定建模。仿真結(jié)果證明,改進(jìn)離散算法的大型建筑的多角度圖像三維建模準(zhǔn)確率高,實(shí)用性強(qiáng)。

本文在對(duì)比多種三維可視化建模方法的優(yōu)劣后,提出了一種在vrml環(huán)境下結(jié)合gis技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維地層可視化的方法,并以某大橋?yàn)槔?將理論的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)推廣到實(shí)際應(yīng)用中,克服了依靠傳統(tǒng)鉆孔柱狀圖來(lái)反映真實(shí)地層分布的弊端,大大提升了勘察結(jié)果表達(dá)的直觀性,給工程勘察信息的整理發(fā)布提供了一個(gè)有效、科學(xué)的技術(shù)手段。

針對(duì)傳統(tǒng)二維webgis應(yīng)用局限性,結(jié)合三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展和實(shí)際需求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)以supermapgis系列軟件為技術(shù)平臺(tái),以3dsmax為建模工具,采用iserver服務(wù)器和基于jquery框架網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)的三維web地理信息系統(tǒng);形成的插件式三維b/s應(yīng)用模式,在校園基礎(chǔ)信息平臺(tái)建設(shè)及\"智慧城市\(zhòng)"等建設(shè)中具有一定的參考價(jià)值.

文章以南水北調(diào)中線(xiàn)干線(xiàn)工程三維仿真系統(tǒng)為例,論述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù),通過(guò)在三維仿真平臺(tái)上加載專(zhuān)題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),建立了三維仿真系統(tǒng).此系統(tǒng)服務(wù)于南水北調(diào)中線(xiàn)局總調(diào)度中心及調(diào)度分中心,為調(diào)度運(yùn)行展示、調(diào)度綜合評(píng)估、調(diào)度周邊影響分析等方面提供有力支撐.

文章以南水北調(diào)中線(xiàn)干線(xiàn)工程三維仿真系統(tǒng)為例,論述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù),通過(guò)在三維仿真平臺(tái)上加載專(zhuān)題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),建立了三維仿真系統(tǒng)。此系統(tǒng)服務(wù)于南水北調(diào)中線(xiàn)局總調(diào)度中心及調(diào)度分中心,為調(diào)度運(yùn)行展示、調(diào)度綜合評(píng)估、調(diào)度周邊影響分析等方面提供有力支撐。

起重機(jī)的吊裝仿真很復(fù)雜,在仿真之前必須在二維圖環(huán)境下模擬出吊裝設(shè)備及周?chē)h(huán)境的圖形信息以方便用戶(hù)觀察和數(shù)據(jù)傳遞。二維圖草繪分為場(chǎng)景草繪和吊裝設(shè)備草繪;二維圖草繪是三維吊裝仿真的基礎(chǔ),其目的是模擬出被吊裝設(shè)備及周?chē)鳂I(yè)環(huán)境的圖形,并提供這些圖形的信息給其他模塊調(diào)用。采用基于對(duì)話(huà)框的gdi編程,圖形的之間的組合需要一定的算法支持,二維圖草繪的成功與否直接關(guān)系到整個(gè)軟件的性能和運(yùn)行。因此,對(duì)于二維圖草繪的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)和應(yīng)用意義。

針對(duì)建筑工地對(duì)工人、管理人員、監(jiān)理等人員的管理需要和安全需要,利用線(xiàn)性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù),設(shè)計(jì)出建筑工地人員實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)室外全天候的實(shí)時(shí)精確定位,并準(zhǔn)確地將各個(gè)區(qū)域人員的動(dòng)態(tài)信息反映到計(jì)算機(jī)系統(tǒng),使管理人員能隨時(shí)動(dòng)態(tài)掌握人員的精確位置及運(yùn)動(dòng)軌跡,便于合理調(diào)度管理。產(chǎn)品功耗低、具有遠(yuǎn)距離定位能力且精度高、支持深入開(kāi)發(fā)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,具有廣泛的應(yīng)用前景。

為提高當(dāng)前變電站運(yùn)維操作技能培訓(xùn)與考核的規(guī)范性和易用性,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的三維實(shí)操教案功能。該功能基于變電站三維仿真培訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā),以變電站運(yùn)維的典型操作和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)為依據(jù),提供包含案例生成、管理和運(yùn)行的實(shí)操教案管理,可依據(jù)變電站實(shí)際運(yùn)維操作規(guī)范生成教案,提高實(shí)操教案的規(guī)范性和可維護(hù)性,可基于案例給予學(xué)習(xí)引導(dǎo),提高實(shí)操培訓(xùn)與考核的易用性。對(duì)本系統(tǒng)與現(xiàn)有的幾種實(shí)操培訓(xùn)方式進(jìn)行比較性論述,無(wú)論在教案維護(hù)方便性、教案規(guī)范性、教案定制能力和實(shí)際培訓(xùn)效果上,都有明顯優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)是基于cad的2d技術(shù)設(shè)計(jì)的,但是現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,針對(duì)傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)做前期分析非常困難且難以檢驗(yàn).cad的三維技術(shù)能夠更加具體的顯示出建筑的構(gòu)造,基于cad三維技術(shù)設(shè)計(jì)的室分系統(tǒng),更便于對(duì)室分系統(tǒng)的前期的分析.

為提高當(dāng)前變電站運(yùn)維操作技能培訓(xùn)與考核的規(guī)范性和易用性,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的三維實(shí)操教案功能。該功能基于變電站三維仿真培訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)發(fā),以變電站運(yùn)維的典型操作和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)為依據(jù),提供包含案例生成、管理和運(yùn)行的實(shí)操教案管理,可依據(jù)變電站實(shí)際運(yùn)維操作規(guī)范生成教案,提高實(shí)操教案的規(guī)范性和可維護(hù)性,可基于案例給予學(xué)習(xí)引導(dǎo),提高實(shí)操培訓(xùn)與考核的易用性。對(duì)本系統(tǒng)與現(xiàn)有的幾種實(shí)操培訓(xùn)方式進(jìn)行比較性論述,無(wú)論在教案維護(hù)方便性、教案規(guī)范性、教案定制能力和實(shí)際培訓(xùn)效果上,都有明顯優(yōu)勢(shì)。

基于人、車(chē)、路三維互動(dòng)仿真技術(shù),研究并開(kāi)發(fā)了道路交通標(biāo)志三維虛擬仿真評(píng)價(jià)系統(tǒng),能再現(xiàn)實(shí)際道路交通標(biāo)志的視認(rèn)性和設(shè)置效果,通過(guò)主觀評(píng)價(jià)和客觀測(cè)試相結(jié)合的模擬評(píng)價(jià)方法,達(dá)到對(duì)交通標(biāo)志系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造的目的。該系統(tǒng)主要包括:駕駛員功能模塊、車(chē)輛模型生成及類(lèi)型選取模塊和三維路網(wǎng)及場(chǎng)景構(gòu)建模塊。解決了評(píng)價(jià)交通標(biāo)志系統(tǒng)時(shí)所存在的靜態(tài)測(cè)試不足和動(dòng)態(tài)測(cè)試工作繁重等問(wèn)題,為道路交通標(biāo)志系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)和后期優(yōu)化改造等工作提供了直觀、可靠的在線(xiàn)仿真分析平臺(tái)。

結(jié)合具體工程實(shí)例,對(duì)建筑模型三維算量進(jìn)行了論述,利用設(shè)計(jì)院深化設(shè)計(jì)后的三維模型,直接得到工程量,再運(yùn)用廣聯(lián)達(dá)進(jìn)行工程量匯總計(jì)算,然后針對(duì)同一工程對(duì)兩種計(jì)算結(jié)果總結(jié)分析。工程造價(jià)管理涵蓋建設(shè)項(xiàng)目的整個(gè)生命周期,是工程造價(jià)管理中的重難點(diǎn)。其中,工程量的計(jì)算是工作量最大、最復(fù)雜的工作,從估算、概算、預(yù)算到結(jié)算,每個(gè)環(huán)節(jié)都必須分別進(jìn)行,耗費(fèi)了造價(jià)管理人員大量的時(shí)間和精力。隨著

為更好地傳承和發(fā)揚(yáng)中國(guó)古建筑文化,使現(xiàn)代建筑技術(shù)能夠服務(wù)于古建筑文化保護(hù),以清式斗栱為例,在古建筑模數(shù)制的基礎(chǔ)上,利用bim技術(shù),以斗口為基本變量,建立斗栱的各組成構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),通過(guò)斗栱各構(gòu)件的參數(shù)化控制以及斗栱模型的參數(shù)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了斗栱的參數(shù)化設(shè)計(jì),極大提高設(shè)計(jì)工作效率,為古建筑的保護(hù)與傳承提供了一種新的思路和方法.

地物三維模型是地理要素和景觀的三維表達(dá),是地物幾何、紋理、屬性信息的集成。由于其所含地理信息的豐富性及空間表達(dá)的逼真性,地物三維模型在城市空間信息管理、城市空間形態(tài)和分布的計(jì)算分析與模擬等眾多應(yīng)用中呈現(xiàn)出巨大的潛力,使其成為\"智慧城市\(zhòng)"建設(shè)的重點(diǎn)。文章研究了基于多源數(shù)據(jù)的大型建筑物室內(nèi)外一體化三維建模的地物數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,以及基于3dmax的室內(nèi)外場(chǎng)景的精細(xì)化建模方法,并對(duì)天津師范大學(xué)室外場(chǎng)景以及體育館室內(nèi)場(chǎng)景和全空間管網(wǎng)進(jìn)行三維建模實(shí)驗(yàn)。

敘述了產(chǎn)品建模設(shè)計(jì)過(guò)程中在三維模型上表現(xiàn)浮雕文字的設(shè)計(jì)工作內(nèi)容;說(shuō)明了利用ug本身的功能在進(jìn)行三維刻字設(shè)計(jì)時(shí),存在設(shè)計(jì)效率和刻字成功率低、刻字位置與姿態(tài)難以確定、刻字高度與深度無(wú)法動(dòng)態(tài)編輯等缺陷;研究了將字符串格式自動(dòng)轉(zhuǎn)換為cgm類(lèi)型的方法和刻字設(shè)計(jì)過(guò)程的處理技術(shù)與控制技術(shù);提出了一種利用表達(dá)式對(duì)刻字高度與深度進(jìn)行動(dòng)態(tài)編輯的思路;結(jié)合c/c++技術(shù)和ug/openapi工具,開(kāi)發(fā)了基于ug的快速三維刻字系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了三維刻字設(shè)計(jì)的快速化和自動(dòng)化。

第37卷第3期計(jì)算機(jī)仿真2020年3月 文章編號(hào)：1006-9348(2020)03-0229-05 基于透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的bim建筑三維重建仿真 馬小秋，劉丹丹 (吉林建筑大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)部，吉林長(zhǎng)春130000) 摘要:為了提高三維建筑模型的精準(zhǔn)度,需要深入研究bim建筑三維重建方法。當(dāng)前方法耗時(shí)較長(zhǎng)，得到的三維建筑模型與 實(shí)際建筑之間的誤差較大，存在效率低和精準(zhǔn)度低的問(wèn)題。將透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到bim建筑三維重建中，提出基于 透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的bim建筑三維重建方法，通過(guò)bim構(gòu)建初始三維建筑模型，采用直接線(xiàn)性變換算法計(jì)算攝像機(jī)的內(nèi)部參 數(shù)和外部參數(shù)，完成攝像機(jī)標(biāo)定。在攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果的基礎(chǔ)上采用lk光流計(jì)算方法得到像素在圖像中的光流，根據(jù)光流的 方向閾值和光流的大小篩選圖像中的光流，提取到圖像的匹配點(diǎn),基于初始三維建筑模型針對(duì)建筑圖像匹配點(diǎn)構(gòu)成空間三 維點(diǎn)云，采用d

介紹了利用cad與gis集成的技術(shù),基于cad木構(gòu)件模型數(shù)據(jù)源的仿唐古建筑景觀的三維重建方法.考慮到古建筑本身構(gòu)造的特殊性、采用的數(shù)據(jù)源的特點(diǎn),以及建立的場(chǎng)景給計(jì)算機(jī)的圖形顯示、渲染、處理和輸出帶來(lái)的難度,詳細(xì)說(shuō)明了在保證場(chǎng)景的真實(shí)性的同時(shí)如何消除原始cad數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)冗余、簡(jiǎn)化cad原始數(shù)據(jù)以及多細(xì)節(jié)層次建模特點(diǎn).通過(guò)一個(gè)實(shí)際工程驗(yàn)證,本文提出的方法實(shí)用可行.

三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng)可提供城市立體直觀的表現(xiàn)形式,可為規(guī)劃相關(guān)人員進(jìn)行規(guī)劃決策提供技術(shù)支持,提高規(guī)劃管理水平和工作效率。skyline軟件體系下的terraexplorerpro在三維顯示、瀏覽及開(kāi)發(fā)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。文章以該軟件為平臺(tái),以本校區(qū)為例,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了基本滿(mǎn)足輔助城市規(guī)劃需求的三維城市規(guī)劃信息系統(tǒng),能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃決策者進(jìn)行決策提供一定的技術(shù)支持。

針對(duì)海上消防實(shí)訓(xùn)困難,費(fèi)用昂貴的問(wèn)題,基于開(kāi)源場(chǎng)景圖形(openscenegraph,osg)渲染引擎和bullet物理引擎開(kāi)發(fā)了海上消防三維仿真系統(tǒng).設(shè)計(jì)中使用事故船舶視口和消防船舶視口雙視口的觀察形式來(lái)增強(qiáng)仿真效果;運(yùn)用osg粒子系統(tǒng)模擬實(shí)現(xiàn)爆炸失火和消防水柱的粒子效果;通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算火焰和水的粒子參數(shù)并根據(jù)碰撞力學(xué)運(yùn)用bullet檢測(cè)水粒子和火源的碰撞,從而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)火勢(shì)的控制.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,osg和bullet的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制粒子系統(tǒng)來(lái)模擬消防場(chǎng)景,并具有逼真的仿真效果.上述仿真系統(tǒng)使受訓(xùn)人員在近似實(shí)戰(zhàn)的環(huán)境中訓(xùn)練,提高訓(xùn)練效率,實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)字化,降低訓(xùn)練成本,同時(shí)提升受訓(xùn)人員的滅火救援和指揮決策能力.

數(shù)字社區(qū)是數(shù)字城市建設(shè)的基本單元,是數(shù)字地球微觀化和精確化應(yīng)用和發(fā)展的必然趨勢(shì)。在數(shù)字小區(qū)的建設(shè)中存在較多問(wèn)題,制約了數(shù)字小區(qū)的發(fā)展,應(yīng)用3dgis技術(shù)可以較好地解決這些問(wèn)題。基于此,介紹了3dgis在數(shù)字小區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用。這一研究為數(shù)字社區(qū)的開(kāi)發(fā)、規(guī)劃管理提供了三維的、具有沉浸感的交互平臺(tái)。