三维城市模型中建筑物LOD模型研究

建筑物模型在三维城市模型(3DCM)中占有相当大的比重,建筑物模型多细节层次(LOD)的建立和表达直接关系到三维城市模型的整体显示效率和真实表现力,是三维城市模型的重要研究内容之一。本文从建筑物模型的纹理特征和几何结构出发,论述了建筑物LOD模型的建立原则,并从应用角度就建筑物各个细节层次模型的特点、应用范围与数据获取等方面进行了分析。     

三维场景中建筑物模型简化研究进展

对三维建筑物模型进行合理的几何简化,可以在保持视觉效果一致性的前提下,降低其结构复杂度,减小数据规模,从而降低图形渲染压力,改善场景交互体验。三维建筑物模型简化是虚拟地理环境的热点问题之一。介绍了三维建筑物模型简化的重难点问题。根据简化方法特点,从面向几何特征的角度将方法分为基于投影特征的简化、符号化表达、结构特征的简化;从多因素约束的角度将方法分为纹理、语义、用户理解及感知约束下的简化。对不同简化方法的优缺点进行了分类归纳。以构建连续细节层次模型为目标,讨论了三维建筑物模型简化研究的发展方向。     

应用3DXML管理三维建筑物LOD模型

随着三维城市的建设,数据内容将日益增加,数据量不断加大,多细节层次技术、模型简化技术和数据存储管理技术日益显示出其应用的重要性。因此,本文分析了有关虚拟场景中建筑物模型多细节层次技术的层级划分和生成实现方式。从而进一步探讨了实现细节层次模型所需的建筑物模型简化方法,以及应用一种基于XML的3D图形标准的3DXML实现对城市三维建筑物模型LOD信息的管理。     

基于机载LiDAR点云的建筑物多细节层次建模方法

机载激光雷达点云（LiDAR）重建大范围建筑物模型一直是实景三维建模的热点问题,由于机载激光点云稀疏、建筑物立面数据缺失,给模型自动化重建带来了极大的挑战。为了解决该问题,本论文研究基于图优化理论重建建筑物多细节层次（LOD）模型。首先,对原始点云进行自动化滤波,分离地面点和非地面点,对地面点构建数字高程模型（DEM）,对非地面点半自动提取单体化建筑物点云。然后,基于滚球法（Alpha shape）提取建筑物边界,利用通用图优化方法（G2O）对误差线进行全局一致性改正,获得规则化的二维边框。并基于建筑物屋顶三维高程及DEM高程值重建建筑物LOD1模型。其次,根据点云的高程差异生成高程栅格图,从高程栅格图提取建筑物轮廓线,对轮廓线进行简化、规则化、聚类,并将规则后的边界线拉伸获取建筑物立面结构,弥补建筑物立面数据缺失对建模的影响。最后,将屋顶平面相交、建筑物立面裁剪,对候选平面进行二元图割全局优化,选择最能表达建筑物结构的平面,以此重建建筑物LOD2模型。本论文选择北京市2017年机载激光点云进行实验,结果表明,本文提出的方法可以稳健地重建建筑物多细节层次模型,LOD2模型距离偏差为0....     

特征保持的三维复杂建筑物模型多分辨率表达

提出了一种基于体技术的改进的三维复杂建筑物模型多分辨率表达方法。该方法首先将原始表面模型转化为体元表达,并存储在一棵八叉树中;然后基于二次误差度量对八叉树体元进行聚类简化,生成不同分辨率的体元简化模型;最后从多分辨率体元模型中提取等值面,并利用法向量重建原始模型的特征,得到所需的LOD模型。实验结果表明,该方法计算量小,生成的LOD模型能有效保持原始建筑物的主要结构特征。     

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。     

基于LOD技术的虚拟场景建模方法的研究与应用

虚拟场景往往存在精度不高和运行效率低的问题,本文引入细节层次技术(Level of Detail,LOD),给出了网格简化的方法和误差评价指标,在此基础上建立虚拟场景的模型,并以某一区域的建筑物作为研究对象,验证模型的可行性.     

利用三维激光点云重构建筑物模型

随着三维激光点云数据获取能力的提升,基于三维激光点云进行建筑物模型重建与立面测绘成为工程应用中常用的方法。三维激光点云数据能够体现建筑物丰富和直观的细节信息,然而海量数据处理给建筑物模型构建带来了极大挑战。本文通过对建筑物的三维激光点云数据进行横切得到建筑物轮廓点,并采用基于遗传算法的TSP算法对轮廓点进行处理以获取建筑物各立面的方程系数,最终实现建筑物模型的构建和获取详细的建筑物立面数据。试验结果表明,此方法可以较好地实现LOD1级建筑物模型的构建,进而为更高（LOD3）级别的建筑物模型构建提供依据。     

基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法

建筑物是城市的载体和形象表达,是城市的重要组成部分,建筑物三维模型是构建数字城市、虚拟城市和智慧城市的重要基础.针对现有的建筑物三维建模方法成本高、操作繁琐和复杂、劳动强度大的缺陷,提出一种基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法,并借助GIS建模技术实现了城市建筑物三维模型的自动构建.其主要原理和操作步骤为:首先,以...     

基于HTML5的三维城市建筑物阴影快速可视化系统

城市建筑物阴影是三维虚拟地理环境表达的重要组成要素,传统的城市建筑物阴影大多依赖第三方商业软件进行模拟,需要大量人工参与过程。本文针对建筑物阴影三维可视化技术复杂、三维建筑物模型生产更新过程慢等问题,研究一种轻量级、能适应大规模城市建筑物三维阴影快速可视化方法。通过对传统常见的二维建筑物平面数据处理,结合三维WebGIS和OSMBuildings技术,实现一套高效的城市建筑物阴影快速可视化原型系统,为当前建筑物阴影模拟及三维展示提供新思路。