实时威胁态势感知的室内火灾疏散路径动态优化方法

如何在火灾态势迅速演变的复杂室内环境下选择安全有效的疏散路线是正确引导人群疏散、减少人员伤亡的重要保障。传统静态寻径方法难以顾及火灾态势演变过程,导致疏散决策的盲目性和滞后性突出。本文提出了一种实时威胁态势感知的室内火灾疏散路径动态优化方法,充分利用实时接入的火场状态和室内建筑环境状态等火灾威胁态势场信息,动态调整和优化疏散路径。该方法建立了室内火灾实时威胁态势信息在语义空间的统一表示模型,并对多源、多尺度火灾传感器观测数据在语义空间进行统一建模,从实时接入的动态观测数据中提取室内火灾三维威胁态势信息,用于约束疏散路径的动态优化。模拟试验证明,本方法可根据火灾态势演变准确可靠地动态调整疏散路径,从而显著提高应急疏散的精准性。     

基于天正CAD的三维建筑构件信息抽取方法

面向公众服务的建筑物数据模型,需对可视化与应用分析提供支持;能对建筑内部进行表达,并包含相应的语义信息。以天正CAD建筑施工图为数据来源,基于其所提供的组码信息与二次开发接口,实现了建筑构件的识别与信息抽取。基于该方法所提取的建筑构件包含语义、定位、几何、属性、关系等信息,能为三维城市建设中内外一体化三维建筑模型的建立和应用提供完备的数据来源。     

一种建筑信息模型与三维数字城市集成方法

BIM的发展为数字城市三维模型提供了更加精确的数据来源,现有研究主要关注BIM空间实体模型向三维表面模型转换,缺少建筑语义信息映射及整体集成方案研究。本文以构成建筑骨架的主要空间构件为研究对象,在参考IFC标准基础上,结合数字城市应用特点设计了具有空间语义一致性的建筑构件信息模型BCM,在此基础上提出建筑信息模型和三维数字城市集成方案。首先,基于CAD图纸开展BIM模型交互式构建,然后,通过空间和语义信息映射将其转换为BCM,并基于ArcGIS Geodatabase建立建筑构件信息库,在三维数字城市场景开展建筑构件信息的集成应用。该方案可实现建筑构件信息与三维数字城市的大规模集成,对推动数字城市向智慧城市发展,进一步开展建筑内外模型集成展示、建筑节能分析、内部设施管理等具有重要价值。     

基于GIS的商业综合体火灾疏散模型研究

针对传统的火灾疏散模型可视化模拟运行周期长、算法复杂、计算效率较低和不易实现数据的动态更新等问题,提出了一种基于GIS的商业综合体火灾疏散可视化模型,利用GIS空间分析分别对商业综合体内部环境和疏散路径进行可视化建模,通过ModelBuilder可视化建模工具封装建模步骤,并结合ArcGIS Sever组件将模型发布为GeoProcessor服务,采用C#面向对象编程语言调用服务,结合ArcGIS Engine组件开发疏散系统并验证模型的实用性,结果表明:在假设空间人流均匀分布的情况下,随机生成的9个疏散人员在单层18 464.70 m~2,6个疏散出口的建筑空间当中,逃生疏散最多用时51.56 s,对商业综合体火灾疏散具有一定的指导意义。     

集成建筑信息模型的建筑报建核查系统

针对现代城市建设审批工作中,建筑报建材料与原有设计规划信息不一致、建筑设计与规划管理脱节的问题,该文基于建筑信息模型技术设计实现了三维建筑报建核查系统。该系统通过建筑信息模型数据与三维GIS数据的无缝融合,建立了建筑信息模型语义特征与报建要素之间的映射关系,构建了面向不同需求层次的建筑报建审批模式与作业流程,较好地实现了基于三维GIS平台的三维建筑报建信息自动核查。实验结果表明,该系统支持下的报批审批流程能够充分利用实际业务的建筑信息模型设计数据,支撑建筑设计报建的相关业务工作,提升业务管理水平。     

BIM在三维数字城市中的集成与应用研究

建筑信息模型(BIM)与GIS的集成被视为数字城市向智慧城市发展的关键技术之一,通过集成BIM和GIS技术,实现三维数字城市中建筑物室内外一体化展示、管理与分析。并在此基础上开展建筑经济人口信息集成管理、户籍房产管理、应急疏散等面向公众的应用,拓展三维数字城市的应用外延。     

BIM在三维数字城市中的集成与应用研究

建筑信息模型(BIM)与GIS的集成被视为数字城市向智慧城市发展的关键技术之一,通过集成BIM和GIS技术,实现三维数字城市中建筑物室内外一体化展示、管理与分析。并在此基础上开展建筑经济人口信息集成管理、户籍房产管理、应急疏散等面向公众的应用,拓展三维数字城市的应用外延。     

基于2D-3D语义传递的室内三维点云模型语义分割

针对现有三维点云模型重建对象化和结构化信息缺失的问题,提出一种基于图模型的二维图像语义到三维点云语义传递的算法。该算法利用扩展全卷积神经网络提取2D图像的室内空间布局和对象语义,基于以2D图像超像素和3D点云为结点构建融合图像间一致性和图像内一致性的图模型,实现2D语义到3D语义的传递。基于点云分类实验的结果表明,该方法能够得到精度较高的室内三维点云语义分类结果,点云分类的精度可达到73.875 2%,且分类效果较好。     

顾及拓扑的室内薄壁三维模型重建方法

针对当前室内三维重建没有同时顾及内、外拓扑和建筑部件语义的问题,该文提出了一种顾及拓扑的室内三维薄壁模型重建方法。该方法在已有的二维数据基础上,利用"推拉"操作,直接生成保留语义的室内薄壁三维拓扑数据模型,并通过实验进行了验证。结果表明,该方法生成的三维模型保留了墙、门、窗等建筑部件,并顾及了内、外拓扑,能够快速生成室内薄壁三维模型,为室内导航、室内应急等应用提供了模型基础和方法借鉴。     

倾斜三维实景模型与BIM模型融合的室内外一体化场景构建

倾斜三维实景模型以其高空间精度、高分辨率、真纹理的优势在各行各业尤其是数字城市的建设中应用广泛;BIM技术包含丰富的建筑信息,是建筑管理功能的集大成者。本文基于倾斜摄影测量技术,采用飞马D2000无人机获取测区影像并构建三维实景模型,采用飞马SLAM100手持激光扫描仪获取目标建筑的室内点云数据,并结合BIM技术构建室内BIM模型,选用易智瑞GeoScene Pro平台,实现模型的融合及室内外一体化场景的创建、模型属性查询及管理分析应用,以期为实景三维建设的相关应用提供借鉴。     

基于空间语义的室内导航应用模型研究

室内导航是当前空间信息应用领域的一个热点问题,针对室内空间和室内导航应用需求的特点,提出了一种基于语义的室内空间导航模型。该模型以图论模型为理论基础进行空间的几何抽象和拓扑构建,在准确描述大型建筑室内拓扑关系的基础上,添加模型要素的属性信息以及属性与环境信息的语义关联约束,使模型可以根据出行者的具体需求或环境的变化,改变模型的属性信息,为精细化的导航服务提供基础。     

基于三维GIS的地震灾情实时动态标绘技术

面向地震应急救援的分析与处置,研究基于三维灾场环境的地震灾情实时动态标绘技术。将标绘体系的层次结构设计为几何层、单元层和语义表现层,重点研究几何层和语义表现层的设计与实现方法,探讨如何将各类标绘方法与语义表现形式转化为地震应急灾情信息、救援信息的集成显示与可视化分析的有效手段。并通过实际应急演练,验证将实时动态标绘技术应用于地震应急救援分析与处置的可行性和有效性。     

基于泛在网信息的城市应急疏散决策研究

实时动态信息对城市应急疏散决策有着至关重要的意义,泛在网的发展使得获取城市实时动态信息变成现实.文中在分析城市应急疏散决策与泛在网特点的基础上,提出基于泛在网信息的城市应急疏散决策,设计基于泛在网的城市应急疏散决策概念模型,模型包含泛在感知层、泛在网络层、数据处理层、应用模型层、决策应用层.     

基于图的语义室内导航模型构建研究

室内空间模型是室内导航的基础和关键所在,针对当前多数室内空间模型在建模过程中只考虑部分导航相关的影响因素,适用范围有限这一问题,结合室内导航特点,综合考虑用户室内移动特征、几何和语义信息表达、路径规划效率3个方面的建模影响因素,提出一种基于图的语义室内导航模型。基于图论的方法构建室内导航概念模型,然后在概念模型的基础上提出具体的几何图模型构建方法和语义信息表达方式,设计图模型中节点和边的数据结构,最后研究将该模型用于不同情景下室内路径规划的具体流程。     

基于语义映射的BIM与3D GIS集成方法研究

BIM与3D GIS技术的结合可以连接室内室外,实现城市精准三维建模,更好地推进智慧城市的建设。IFC与CityGML分别作为BIM与3DGIS的通用标准,利用本文提出的基于语义映射的方法,可以实现IFC到CityGML几何与语义信息的转换,并以标准模型进行了验证。     

一种基于体素的室内三维连通图自动生成算法

为了能快速计算室内导航路径,必须使用简单的数据结构表达室内复杂的路径导航信息,室内三维连通图就是一种较好的手段。但是传统的室内精细建模重在几何模型的构建和纹理数据采集,缺乏室内三维连通图的构建。针对广泛存在室内几何模型提出一种基于体素的室内三维连通图自动生成算法,对建筑物内部进行分割和填充,将室内空间划分为离散的导航空间,通过自动语义关联提取连通关系,最终生成室内空间三维连通图。     

一种三维建筑物模型与数据组织方法

针对施工图内容复杂多样,存在图形、文本、符号、表格等多种样式的数据形式,给基于施工图的三维建筑物模型重构带来较大困难的问题,该文分析了建筑施工图的数据内容及其关联性,提出了面向建筑物三维模型重建的数据组织方法,构建了面向数据提取的建筑物对象模型,设计了相应的数据结构和人机交互提取方法,为基于建筑施工图的信息提取提供了一整套可供借鉴的方法。提出了由框架参数、基本参数、扩展参数和语义参数构成的建筑施工图数据参数化分解方法,可以支持内容相对独立的分步参数提取方式,并设计了综合化的交互界面,简化了数据提取操作过程,试验表明有效提高了数据提取的效率和准确率。     

一种含室内空间结构的建筑物3D LOD概念模型与生成方法

针对现有建筑物多细节层次（level of detail,LOD）表达主要面向外部,很少涉及内部空间的问题,提出一种含室内空间结构的建筑物三维LOD概念模型。该模型分为LOD0~LOD6 7个LOD,细节层次由建筑物的基底平面图、幢模型、无侧面楼层模型、楼层模型、户模型、房间模型到含门、窗等建筑语义的信息房间模型,空间细节逐次变细,丰富了建筑物室内空间LOD的表达理论。为构建这种LOD模型,提出基于胞腔复形链边界算子和上边界算子的LOD生成方法。该方法引入代数拓扑的胞腔、胞腔复形和复形链3个概念,利用胞腔和胞腔复形表达LOD,并在LOD6的基础上,利用边界算子和上边界算子生成其他粗空间粒度LOD模型,为三维城市模型建筑物LOD构建提供一种新方法。     

一种应用传感器网和实景三维模型的复杂建筑物实时动态监测方法

建筑结构动态监测是重要建筑日常维护管理的重要工作之一,如何有效地采集、传输和管理时态建筑监测数据是其中难点。提出了一种面向实时动态监测的建筑信息模型,该模型实现了建筑物建筑信息模型(building information model, BIM)、实景三维模型与传感器网的融合,服务于建筑物几何、构造和运行状态信息的综合管理;建立了基于传感器网的建筑结构时态监测信息传输、管理框架与方法,包括各类传感器网数据在下位机中的时态对齐与打包、基于JSON(JavaScript object notation)的传输协议、传感器数据在上位机中的时态压缩和重构以及时态数据的数据库管理方法。以中国江苏省南京市博物院老大殿为监控对象进行了案例应用,开发了相应的动态监控系统,通过系统演示验证了所提方法的可行性与实用性。目前该系统仍处于运行初期,未来随着海量传感器数据的累积,将进一步开展数据智能分析研究。     

几何特征与神经网络联合优化的室内三维点云语义分割方法

室内三维点云数据精准语义分割是实现深层次室内空间应用的基础。针对现有三维点云数据语义分割方法存在目标不完整和不一致的问题,本文提出了一种几何特征与深度神经网络联合优化的室内三维点云语义分割方法。该方法首先利用深度学习实现室内结构信息语义标签的初步提取,然后利用几何与颜色特征的点云分割方法对原始数据进行精确分割,最后利用概率模型将深度学习语义分割结果与几何分割结果进行交叉融合,实现语义分割结果的联合优化。基于开放数据集对本文提出的分割方法进行了精度和有效性验证,分别采用室内场景简单到复杂的三组室内点云数据进行了测试,试验结果表明,本文提出的方法能够有效提升室内三维点云语义分割精度。