基于Cesium的三维城市模型综合简化与分类可视化研究
发布时间：2021-03-28 10:09
随着数字化城市的推进,城市规划和管理的需求逐渐增强,三维城市模型的应用领域越来越广,主要包括建筑可视化、光线通视分析、城市水淹分析、洪水模拟等方面。然而,现如今智慧城市的大力发展促成精细化三维模型的数据量越来越大,导致可视化时一次性加载批量模型时的三维帧率急剧降低,成为基于网络的在线可视化制约其应用发展的瓶颈,而且无法揭示城市复杂形态背后的结构性和动态演化规律。因此如何有效地简化复杂的三维城市模型和实现三维城市模型分类可视化是目前急需解决的问题。在此背景下,本文通过对三维城市模型领域中标准的数据源（CityGML）进行研究,以综合简化三维城市数据和模型分类为目标,提高模型加载效率和提升分类可视化效果,建立基于Cesium的三维城市模型简化和分类可视化平台,具体研究内容点如下:第一,面向海量三维城市模型综合简化研究。分析传统三维模型简化存在的局限性,在不改变模型基础外观的基础上,提出将邻边搜索算法思想应用于提取建筑物外壳模型的新思路。第二,基于深度学习的三维城市模型分类研究。传统的三维模型分类方法是通过提取人工设计的特征描述符进行分类,在一定程度上会造成模型信息的缺失。所以本文结合三维城...
【文章来源】：南京财经大学江苏省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维城市模型
图 2.1 CityGML 文件内容CityGML 除了表现出城市三维模型的外观，还兼顾语义信息的表达。如道路、桥梁、隧道等。所有城市模型根据细节层次（LOD）的不同可以分为以下五类：LOD0、LOD1、LOD2、LOD3、LOD4，细节层次越高可以获得更多的关于建筑物细节。LOD0 是实际上是一个 2.5 维的数字地图，LOD1 实际上是一个块状模型，不存在房屋的屋顶结构。LOD2 是指模型既有屋顶结构还带有贴图，也可以显示植被信息。LOD3 是指在 LOD2 的基础上贴图的分辨率更高，还有更多建筑物的细节模型。LOD4 是最细节层次最丰富的，不仅具备以上层次模型的基础细节，还将建筑物的内部结构添加进去，比如房间内的家电家具、走道、楼梯和一些家用器具等。后面四种各个层次细节模型如下图 2.2：
(b) LOD3 (d) LOD4图 2. 2 (a)、(b)、(c)、(d)四种细节层次模型的三维建筑模型[15]本文研究的城市模型细节层次是 LOD3。在 LoD2 中，诸如 MultiSurface 和ltiCurve 几何的几何表示用于建模建筑细节，如屋顶悬垂，柱子或天线。其他的 LoD，如 LOD3，建筑物的外立面在语义上由两个类别区分，例如ndarySurface 和 BuildingInstallation。第一类是建筑物外壳的一部分，具有表是一些特别的对象，如墙（WallSurface），屋顶（RoofSurface），地板roundSurface）或(ClosureSurface)，可以具有属性类，功能和用法。第二类用达建筑物的元素，如烟囱、阳台、建筑外部的一些楼梯、房屋顶部的窗户等。ndarySurface 对象（包括门和窗）可以表示为 LOD3 中的主题对象。而本文则通过语义提取将这些不太影响可视化效果的门窗及外部组件先过滤掉，在接下来的模型综合简化。2.1.2 ShapeFileESRI Shapefile（shp），是美国环境系统研究所公司（ESRI）开发的一种空间
【参考文献】：
期刊论文
[1]着力激发市场主体活力 保持经济持续健康发展——2019年《政府工作报告》解读[J]. 黄守宏. 行政管理改革. 2019(04)
[2]基于深度体素卷积神经网络的三维模型识别分类[J]. 杨军,王顺,周鹏. 光学学报. 2019(04)
[3]从理性规划的视角看城市设计发展的四代范型[J]. 王建国. 城市规划. 2018(01)
[4]城市大数据在规划设计中的应用范式:从数据分维到CIM平台[J]. 杨俊宴. 北京规划建设. 2017(06)
[5]中国数字化城市管理发展综述[J]. 李颖玥,刘朝晖. 智能建筑与智慧城市. 2017(02)
[6]CCF大专委2016年大数据发展趋势预测——解读和行动建议[J]. 潘柱廷,程学旗,袁晓如,周涛,靳小龙. 大数据. 2016(01)
[7]大数据可视分析综述[J]. 任磊,杜一,马帅,张小龙,戴国忠. 软件学报. 2014(09)
[8]地标分层多粒度路径导引描述方法[J]. 李霖,毛凯,谭永滨. 测绘学报. 2014(01)
[9]地图学和地图何去何从[J]. 孟立秋. 测绘科学技术学报. 2013(04)
[10]基于R树索引的三维场景细节层次自适应控制方法[J]. 龚俊,朱庆,章汉武,李晓明,周东波. 测绘学报. 2011(04)
硕士论文
[1]JAVA平台下的DXF文件解析库的设计与实现[D]. 梁竞雅.华南理工大学 2017
[2]珙泉煤矿瓦斯地质信息管理系统开发研究[D]. 牛浩.河南理工大学 2015
[3]基于Hadoop的三维城市模型数据处理框架设计[D]. 黄欣.南京大学 2012
本文编号：3105368
【文章来源】：南京财经大学江苏省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维城市模型
图 2.1 CityGML 文件内容CityGML 除了表现出城市三维模型的外观，还兼顾语义信息的表达。如道路、桥梁、隧道等。所有城市模型根据细节层次（LOD）的不同可以分为以下五类：LOD0、LOD1、LOD2、LOD3、LOD4，细节层次越高可以获得更多的关于建筑物细节。LOD0 是实际上是一个 2.5 维的数字地图，LOD1 实际上是一个块状模型，不存在房屋的屋顶结构。LOD2 是指模型既有屋顶结构还带有贴图，也可以显示植被信息。LOD3 是指在 LOD2 的基础上贴图的分辨率更高，还有更多建筑物的细节模型。LOD4 是最细节层次最丰富的，不仅具备以上层次模型的基础细节，还将建筑物的内部结构添加进去，比如房间内的家电家具、走道、楼梯和一些家用器具等。后面四种各个层次细节模型如下图 2.2：
(b) LOD3 (d) LOD4图 2. 2 (a)、(b)、(c)、(d)四种细节层次模型的三维建筑模型[15]本文研究的城市模型细节层次是 LOD3。在 LoD2 中，诸如 MultiSurface 和ltiCurve 几何的几何表示用于建模建筑细节，如屋顶悬垂，柱子或天线。其他的 LoD，如 LOD3，建筑物的外立面在语义上由两个类别区分，例如ndarySurface 和 BuildingInstallation。第一类是建筑物外壳的一部分，具有表是一些特别的对象，如墙（WallSurface），屋顶（RoofSurface），地板roundSurface）或(ClosureSurface)，可以具有属性类，功能和用法。第二类用达建筑物的元素，如烟囱、阳台、建筑外部的一些楼梯、房屋顶部的窗户等。ndarySurface 对象（包括门和窗）可以表示为 LOD3 中的主题对象。而本文则通过语义提取将这些不太影响可视化效果的门窗及外部组件先过滤掉，在接下来的模型综合简化。2.1.2 ShapeFileESRI Shapefile（shp），是美国环境系统研究所公司（ESRI）开发的一种空间
【参考文献】：
期刊论文
[1]着力激发市场主体活力 保持经济持续健康发展——2019年《政府工作报告》解读[J]. 黄守宏. 行政管理改革. 2019(04)
[2]基于深度体素卷积神经网络的三维模型识别分类[J]. 杨军,王顺,周鹏. 光学学报. 2019(04)
[3]从理性规划的视角看城市设计发展的四代范型[J]. 王建国. 城市规划. 2018(01)
[4]城市大数据在规划设计中的应用范式:从数据分维到CIM平台[J]. 杨俊宴. 北京规划建设. 2017(06)
[5]中国数字化城市管理发展综述[J]. 李颖玥,刘朝晖. 智能建筑与智慧城市. 2017(02)
[6]CCF大专委2016年大数据发展趋势预测——解读和行动建议[J]. 潘柱廷,程学旗,袁晓如,周涛,靳小龙. 大数据. 2016(01)
[7]大数据可视分析综述[J]. 任磊,杜一,马帅,张小龙,戴国忠. 软件学报. 2014(09)
[8]地标分层多粒度路径导引描述方法[J]. 李霖,毛凯,谭永滨. 测绘学报. 2014(01)
[9]地图学和地图何去何从[J]. 孟立秋. 测绘科学技术学报. 2013(04)
[10]基于R树索引的三维场景细节层次自适应控制方法[J]. 龚俊,朱庆,章汉武,李晓明,周东波. 测绘学报. 2011(04)
硕士论文
[1]JAVA平台下的DXF文件解析库的设计与实现[D]. 梁竞雅.华南理工大学 2017
[2]珙泉煤矿瓦斯地质信息管理系统开发研究[D]. 牛浩.河南理工大学 2015
[3]基于Hadoop的三维城市模型数据处理框架设计[D]. 黄欣.南京大学 2012
本文编号：3105368
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