古建筑海量二三维空间数据存储与管理

发布时间：2018-11-13 19:50

【摘要】：中国古代建筑代表古代劳动人民集体智慧的结晶,同时它也是研究我国政治、经济、文化、历史的重要实体依据。随着时光的流逝,人类社会活动等多方面因素的影响,许多古建筑面临被人为损毁或被环境破坏的危险。一旦这些古建筑被破坏,它们可能会消失于人类的视野之中,这对于中华民族乃至世界文明都是不可弥补的巨大损失,因此需加强对于古建筑的保护。本文作者主要研究的是对古建筑各类数据的存储、管理与应用,传统方法中对于古建筑数据的记录主要是指影像照片以及有关古建筑的文字叙述等,随着科技的发展,三维激光扫描技术及相关数字化产品的出现,为古建筑数据的存储保护提供了一种全新的思路。影像照片、文字叙述、加上点云、模型等三维激光数字化产品可更加逼真形象的对古建筑进行描述记录。通过三维激光扫描仪与照相机可获得古建筑的三维点云坐标数据与影像照片,然后对获取的点云和影像照片进行相应处理即可获得反映古建筑三维真实样貌及属性信息的数据化产品。然而仅仅获得数据是完全不够的,还需要解决数据存储与管理等一系列问题。因此本论文以古建筑各类数据的存储与管理研究现状作为出发点,研究如何利用数据库对古建筑各类数据进行合理存储、管理,并编写应用软件对数据库中存储的古建数据进行应用。本论文设计开发了具有较好适用性的古建筑海量二三维空间数据存储与管理系统。系统选用PostgreSQL数据库作为后台数据库,C++编程语言结合CLR开发环境进行前端应用程序的编写开发。在数据库接口上本文选择PostgreSQL自带的Libpq通过C++编程语言实现对后台数据库的连接与访问,并且通过前端应用程序可以实现对古建数据的一些管理应用。为了增加古建数据的共享性,同时便于对数据进行管理,本论文所有的数据均采用在数据库中进行存储。对于点云数据,首先采用内存映射的方式对于点云大数据实现快速读取,然后对于读取的点云数据采用分站分块的方式将固定数据量的点云数据以二进制块的形式作为一条数据进行存储;对于影像照片,为了便于后期查询,采用总图与分图相结合的方式实现数据存储,总图与分图通过相应的文字索引建立关联;对于古建筑三维模型,为了更加形象、逼真的展现古建筑模型数据,可使用三角网模型、CSG模型、深度图像模型相结合的方式对模型场景进行展示。为了较好的对古建数据进行存储,同时方便后期对存储的数据实现快速调用,根据不同古建数据的各自特点,在数据库端建立不同的表结构实现数据的存储,并在程序端建立不同的数据结构实现数据的高效组织。仅仅将古建筑数据存储在数据库中并不能实现古建筑数据的价值,需要编写相关应用程序系统对古建数据实现数据应用操作。用户通过账号和密码登录系统后,根据用户名不同而拥有不同的操作权限,拥有相应权限的用户可实现各类古建筑数据的数据入库、更新、显示、筛选、分析、统计等一系列操作。真正实现古建筑数据安全并且高效的应用,使系统中存储的各类古建筑数据真正“活”起来。实践表明,本文设计的古建筑海量二三维空间数据存储与管理系统,可实现古建筑各类数据的存储、管理、应用、分析等相关需求,突破了传统古建筑数据库只能存储与管理二维古建筑图文数据的限制,通过三维数据可对古建筑更加逼真形象的进行记录展示。并且通过对数据库中数据的筛选、统计、分析等运算,可为各行各业提供古建筑数据支持,满足古建筑保护及科研单位的实际需要,由此也证明了本文研究内容具有很强的现实意义。
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【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU198

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