融合BIM和GIS的室内外一体化路网构建

发布时间：2020-06-06 23:05

【摘要】：智能化的空间分析服务一直是智慧城市建设的重要组成部分,人们对于空间信息的需求也随着时代技术的发展,从传统室外平面化向室内三维立体化深入。路网构建在空间信息分析研究中属于一项基础性研究。通过构建信息精准和属性完备的室内外一体化的路网数据模型,能够为室内外导航、应急疏散等应用服务提供有力的技术支持。但是目前室内与室外的路网研究大多都是相互独立。室内路网多以平面图为主,其信息量较低且对于楼层的空间关系表述能力较差;在室内外连接中常出现连通性差与数据遗漏等问题。针对以上问题,本文提出构建融合BIM和GIS的室内外一体化路网的方法。通过建筑信息模型中丰富建筑室内构件信息构建室内路网,结合在室外空间分析较强的GIS路网技术,设计室内外连接方案,完成室内外一体化路网构建,实现室内外空间数据的流畅交互,取得了以下研究成果:(1)室内构件信息提取与三维室内路网构建。以BIM的中标准化数据交换文件IFC为室内数据源,完成对IFC内的几何与语义信息进行提取,针对性地对室内构件进行轮廓提取,避免冗余。在节点与边结构的室内路网模型基础上,定义了多类型的特殊节点以表达室内空间关系信息;同时设计了节点简化算法,使模型精度可控。完成对多层平面路网模型的纵向连接,实现三维立体化的路网模型构建。在应用中设计了基于经典寻路算法的路径优化算法,实现对平面路径的进一步优化。(2)室内外连接点设计实现室内外路网一体化构建。分析GIS技术在室外路网构建的特点,设计室内外连接点。完成在不同条件下,连接点到室外路网参考点的连接构建。针对室内外路网数据的差异性,设计室内外连接点关于信息引用与坐标转换上的补充信息,实现从空间位置到数据结构上的室内外路网一体化。(3)基于Web端的可视化平台开发与设计室内外路径规划系统实现路网模型应用。在实验应用中,在网页端的开源可视化平台上进行系统研发,设计以室内外一体化路网模型为数据源的可视化室内外路径规划系统。系统上实现了BIM模型结合GIS场景的可视化展示,以路网模型为底层数据,使用经典寻路算法,在室内外环境中任取起始点与目的点,完成计算生成跨越室内外空间的规划路径。实现路径线在BIM模型内与GIS场景上的可视化展示,验证路网模型的实际应用性。
【图文】：

技术路线图

内空间的路网建模研究中，主要以下两种人们使用一系列的网格对室内空间进行填步定义为栅格模型。每个网格都代表路网连接来表达室内空间中的拓扑关系。单元正方形、六边形或是空间立方体。规则网分割得越细，模型的精度越高。大量网格应用于实际系统时，将会产生大量内存负模型对于语义信息的兼容性也较差。内部分复杂空间进行细化再分割，形成洛内（Delaunay）三角形法、梯形法和泰则网格更加能灵活适用于多种多样的室内间分割算法以提升网格质量，其在与建筑一种不规则三角网格对室内空间的分割，，点[21]，形成路网模型。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.09;P208

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本文编号：2700405