面向智慧城市的建筑管线三维重建技术研究

摘要

智慧城市这个炙手可热的概念作为新一代城市形态正慢慢渗透于民生、经济、生态等决定城市规划与管理的重要方面。依托趋于成熟的信息技术搭建一个广物联、强互联、高智能的城市服务平台来完善日益增长的人居需求已成为刻不容缓的课题。而作为“城市生命线”的建筑管线的“智慧程度”则差强人意，主要原因是建筑管线几何、拓扑结构比较复杂不易归纳出严谨的重建方案。尚不能达到应用需求，所以对建筑管线三维重建技术的研究具有理论意义和应用价值。
　　本文在对现有工程图纸三维重建及三维管线可视化领域相关技术进行研究的基础上，设计了包含多视图视图分割、建筑构建识别、数据坐标转化及三维模型绘制四个步骤的建筑管线三维重建算法。在多视图视图分割方面，利用基于区域划分的视图分割方法。此方法根据图元信息将图纸有效区间分割为网格状均匀区域并赋予区域属性，后根据各区域间的位置关系判断图元间的位置关系，将所有具有包含及连通关系的图元归为同一视图，实现视图分割。此方法过程简单具有较好的容错性。在建筑构建识别方面，融合了较成熟的墙体、门窗识别方法并提出基于语义的墙体管线识别方法及基于特征的建筑符号识别方法。两种方法均创建约束模型，优先识别具有特征信息的先导建筑构建，后利用先导构建确定后续识别方向，从而分层次地完成建筑构建识别工作。此识别模型减少了全局遍历环节，计算量小，易于实现。
　　为验证本文提出方法的正确性及可行性，分别进行了多视图视图分离实验、建筑构建识别实验、三维实体模型构建实验及建筑管线三维重建全过程模拟实验，测试结果显示系统可良好地完成DXF格式建筑管线的三维重建功能，适用面广，准确率理想。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3本文的主要研究内容

第2章 建筑管线三维重建技术基础概述

2.1 引言

2.2 建筑工程图纸的特性说明

2.3 数据源文件格式的选取

2.4 多视图视图分割方法研究

2.5 基本建筑构件的识别方法研究

2.6 基于OpenGL的三维模型绘制

2.7 本章小结

第3章 建筑管线三维重建算法设计

3.1 引言

3.2 主要研究思路

3.3 一种改进的多视图视图分割方法

3.4 一种改进的建筑构件识别模型

3.5 数据坐标转化

3.6 三维实体模型构建

3.7 本章小结

第4章 建筑管线三维重建系统实现

4.1 引言

4.2 实验环境

4.3 实验系统设计

4.4 实验结果

4.5 系统性能分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢

附录