本文選題：三維建筑物模型　切入點：多尺度表達(dá)　出處：《武漢大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：作為城市基礎(chǔ)地理信息中最重要的組成部分之一,建筑物模型的精細(xì)程度和復(fù)雜程度能夠直接影響三維城市模型應(yīng)用的質(zhì)量和效率。隨著“數(shù)字城市”、“智慧城市”概念的提出,三維城市地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用需求與日俱增,然而三維建筑物模型日益龐大的數(shù)據(jù)量卻成了嚴(yán)重阻礙三維城市地理信息系統(tǒng)大范圍應(yīng)用和推廣的主要因素之一。為解決龐大數(shù)據(jù)量在應(yīng)用過程中所帶來的各類問題,提高模型的存儲、傳輸和可視化效率,對三維建筑物模型的多分辨率表達(dá)方法進(jìn)行深入探討和研究具有十分重要的意義。針對三維建筑物模型多分辨率表達(dá)過程中形狀認(rèn)知一致性和構(gòu)造認(rèn)知一致性的實際應(yīng)用需求,本文對三維建筑物模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入研究,根據(jù)結(jié)構(gòu)識別的尺度不同將三維建筑物模型的結(jié)構(gòu)分為主體結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu),并分別針對兩類結(jié)構(gòu)各自的特點提出了相應(yīng)的三維建筑物模型結(jié)構(gòu)識別算法；基于三維建筑物模型的主體結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)識別結(jié)果,從主體結(jié)構(gòu)保持和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)刪除兩個方面提出了有效的三維建筑物模型多分辨率簡化算法；結(jié)合基于結(jié)構(gòu)的三維建筑物模型多分辨率簡化結(jié)果,對其多分辨率表達(dá)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。具體研究內(nèi)容包括：1) 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀綜述。對于三維模型的結(jié)構(gòu)識別,現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)識別方法可以分為基于模型分割的方法、基于形狀分析的方法和基于結(jié)構(gòu)類比的方法,而現(xiàn)有的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)識別方法則可以分為獨立結(jié)構(gòu)識別和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)識別�，F(xiàn)有的三維模型的多分辨率簡化算法可以分為自然物體模型的簡化、人造物體模型的簡化和建筑物模型的簡化。而對于三維模型的多分辨率表達(dá),當(dāng)前的研究包括復(fù)雜物體的多分辨率表達(dá)和復(fù)雜場景的多分辨率表達(dá)。通過分析和比較,指出了已有方法在三維建筑物模型結(jié)構(gòu)識別、多分辨率簡化和多分辨率表達(dá)方面存在的不足,為本文的研究提供了依據(jù)和理論參考。2) 三維建筑物模型結(jié)構(gòu)識別。針對三維建筑物模型的主體結(jié)構(gòu)識別,提出了一種基于體元分析的模型結(jié)構(gòu)化分割方法,其主要步驟包括：三維模型體元化、空間距離場計算、體元聚類、結(jié)構(gòu)提取與表面分割。而針對三維建筑物模型的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)識別,則提出了基于圖搜索的分類提取算法,其主要步驟包括：平面分割、鄰接圖構(gòu)建、細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)搜索。3) 基于結(jié)構(gòu)的三維建筑物模型多分辨率簡化。對于主體結(jié)構(gòu)保持的模型多分辨率簡化,采用基于體技術(shù)的模型多分辨率重構(gòu)算法,提出了一套三維建筑物模型多分辨率簡化框架,其主要步驟包括：體元八叉樹結(jié)構(gòu)構(gòu)建、體元表達(dá)多分辨率簡化、模型表面重建。而對于細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)刪除的模型多分辨率簡化,則針對三類細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)分別給出了相應(yīng)的簡化規(guī)則,并提出了一種基于漸進(jìn)簡化策略的三維建筑物模型多分辨率簡化算法。4) 三維建筑物模型的多分辨率數(shù)據(jù)組織與表達(dá)。針對三維導(dǎo)航和基于位置的服務(wù)等應(yīng)用需求,提出了一種面向形體認(rèn)知的三維建筑物模型多分辨率數(shù)據(jù)組織與表達(dá)方法,其核心思想是根據(jù)體元空間的八叉樹結(jié)構(gòu)對主體結(jié)構(gòu)保持的三維建筑物模型多分辨率簡化結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一組織,并在體元空間對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度實現(xiàn)三維建筑物模型的多分辨率表達(dá),最后通過體元編碼和全局表面重構(gòu)實現(xiàn)三維建筑物模型多分辨率表達(dá)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用。而針對虛擬城市和數(shù)字城市等應(yīng)用需求,則提出了一種面向構(gòu)造認(rèn)知的三維建筑物模型多分辨率數(shù)據(jù)組織與表達(dá)方法,其核心思想是將三維建筑物模型表面的每個細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)看作為獨立的對象,通過對象化的管理方式對其進(jìn)行統(tǒng)一組織和增量存儲,并通過面向?qū)ο蟮姆椒▽δＰ蛿?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度實現(xiàn)三維建筑物模型的多分辨率表達(dá),最后通過結(jié)構(gòu)編碼和局部表面重構(gòu)實現(xiàn)三維建筑物模型多分辨率表達(dá)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU317;P208

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本文編號：1693506