基于施工图的建筑物三维建模数据抽取方法研究

摘要

随着数字城市、智慧城市的提出，三维城市建设的热潮在全球范围内展开。建筑物是城市最主要的构成要素，建筑物三维模型建模是三维城市建设的重点。由于目前建筑物三维建模主要构建的是建筑物外表面模型，还没有深入到室内进行室内外一体化的三维建模，因此这种外表面模型应用往往还停留在视觉可视化上。随着三维城市应用的发展和深入，越来越多的应用如室内导航与定位、灾害与应急指挥、城市规划和建筑辅助设计等，已不满足于建筑物外表三维模型的可视化，而是需要构建满足多领域应用的内外一体化建筑物三维模型。建筑施工图数据描述了内外建筑物三维建模所必须的语义、定位、几何信息，利用建筑施工图，抽取三维建模所需数据，为城市建筑物三维建模提供了一种简便、快捷的方法。
　　本文以构建内外一体化建筑物三维模型为目标，研究基于建筑施工图数据的建筑物三维建模数据抽取方法。主要研究内容与成果如下:
　　(1)在明确建筑物概念、分类、组成的基础上，建立了建筑构件分类体系，研究了建筑构件之间，建筑构件与建筑物之间的层次等级关系，设计了建筑物层次等级语义模型，为本文的数据抽取研究提供理论依据。
　　(2)分析了建筑施工图内容及其在数据抽取中的作用，研究各类建筑构件在施工图中图形表示特点，总结了建筑构件识别与抽取难点。针对这些抽取难点，结合国内建筑软件使用情况，提出了利用天正建筑施工图数据研究本文数据抽取的方法，并分析了天正建筑软件自定义对象技术与提供的二次开发接口在数据抽取中的优势。
　　(3)本文将所研究的建筑构件按照天正建筑软件对用户的开放程度进行分类，并分别研究了每类建筑构件的识别与数据抽取方法，对于天正建筑软件提供组码组值的建筑构件研究其全部组码组值数据的抽取，对于不提供组码组值的构件分别设计算法抽取其语义、定位、几何信息。最后利用实例数据验证了本文数据抽取方法的准确性与可行性。

目录

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摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 建筑物三维建模方法

1．2．2 三维建筑物语义模型

1．2．3 数据抽取研究现状

1．2．4 研究现状小结

1．3 研究目标

1．4 研究内容

1．5 研究方法与技术路线

1．6 论文结构

第2章 建筑物与建筑构件

2．1 建筑物

2．1．1 建筑物概念

2．1．2 建筑物分类

2．2 建筑构件

2．2．1 建筑构件概念

2．2．2 建筑构件分类方法对比

2．2．3 建筑构件分类

2．2．4 建筑构件细分类

2．3 建筑构件与建筑物层次等级

2．3．1 建筑构件层次等级

2．3．2 建筑物层次等级

2．3．3 本章小结

第3章 建筑施工图数据特征及建筑软件分析

3．1 建筑施工图内容与作用分析

3．1．1 建筑工程图概念与分类

3．1．2 建筑施工图的内容

3．1．3 建筑施工图在数据抽取中的作用

3．2 建筑施工CAD图特点及建筑构件图示特点

3．2．1 建筑施工CAD图图纸特点

3．2．2 建筑施工CAD图制图特点

3．2．3 建筑构件图示特点

3．2．4 建筑构件识别与数据抽取难点

3．3 建筑软件及软件接口分析

3．3．1 天正建筑软件

3．3．2 自定义对象技术

3．3．3 Autolisp编程语言

3．3．4 自定义对象组码与组值

3．4 本章小结

第4章 建筑构件数据抽取

4．1 建筑构件数据抽取目标

4．2 建筑构件数据抽取预处理

4．2．1 图纸规范性检查

4．2．2 图纸分幅

4．2．3 图纸坐标配准

4．3 建筑构件识别与抽取

4．3．1 第一类建筑构件识别与数据抽取

4．3．2 第二类建筑构件识别与数据抽取

4．3．3 第三类建筑构件识别与数据抽取

4．3．4 第四类建筑构件识别与数据抽取

4．4 本章小结

第5章 基于建筑施工图数据抽取实例验证

5．1 实验数据

5．2 抽取方法

5．2．1 图纸预处理

5．2．2 建筑构件数据抽取

5．3 抽取结果

5．4 结果分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

附录

参考文献

致谢