基于施工圖的城市居住區(qū)三維建模方法研究.pdf

1、作為城市的基本生活單元，城市居住區(qū)從規(guī)劃、建設到建成管理，一般作為相對獨立的管理區(qū)域，內部多種功能系統協調運作，對外有明確的界線以及交換接口，是城市空間中典型的地理單元，也是三維數字城市建模中的基本空間單元之一。
　　然而，目前在三維數字城市建設及相關的研究中，對于宏觀尺度的三維城市研究及微觀尺度的三維建筑物研究都已經得到廣泛開展，針對中小尺度的三維城市居住區(qū)建模方面的研究卻明顯不足。城市居住區(qū)的地理實體種類分化更細，功能相對明確

2、，具有系統性的特征，其數據模型與城市數據模型有一定的差異。居住區(qū)要表達的人工地形較多，微觀地形較為復雜，這是大范圍城市模型難以細節(jié)表示的，而微觀地理實體模型更是缺乏對多種地理實體模型邊界表達。因此，城市居住區(qū)數據模型設計和微觀地形表達是居住區(qū)三維建模的重要內容。此外，在三維數據獲取方面，當前研究應用所采用的主要方法是基于現實對象采樣進而構建三維模型，如現場測繪、激光雷達、攝影測量等諸多方法，但是對含有豐富三維信息的施工圖的研究利用還遠遠

3、不夠。
　　本文針對目前城市居住區(qū)尺度下三維研究匱乏的現狀，以城市居住區(qū)三維信息建模為研究對象，以施工圖為三維數據獲取來源，開展基于施工圖的居住區(qū)三維建模方法研究，主要的研究內容及成果:
　　1、城市居住區(qū)概念模型構建
　　從居住區(qū)用地、地理實體和功能系統三個方面對居住區(qū)構成要素進行歸納和分析，并充分挖掘居住區(qū)地理實體所包含的語義、幾何、關系、屬性等幾方面的信息，構建顧及語義與關系特征的城市居住區(qū)概念模型。
　　

4、2、基于施工圖的居住區(qū)構成要素信息提取方法研究
　　分析了居住區(qū)施工圖圖紙的內容和信息表達特征，提出了針對居住區(qū)地理實體、用地和系統三個方面要素的自動化信息提取方法，探索了居住區(qū)施工圖原始數據、地理實體數據、用地數據和功能系統數據的存儲方法。
　　3、基于施工圖的居住區(qū)建模方法研究
　　根據居住區(qū)人工地表微地形“不變”、“漸變”與“突變”三種特征和地形要素在圖紙上的表達方式，提出了基于地形單元劃分的居住區(qū)地形三維建模方

5、法。此外，針對建筑物、道路、公共環(huán)境設施、植物、水體等地理實體的不同特征，分別采用不同方法構建三維模型，并以用地單元為邊界，實現了不同地塊上地理實體的集成三維建模，以及不同功能系統的集成三維建模，最終實現居住區(qū)整體三維建模。
　　通過實證研究表明，本文提出的城市居住區(qū)數據模型能夠有效支持居住區(qū)三維建模;提出的基于施工圖數據的信息提取方法能夠在少量人工輔助下有效挖掘平面圖紙數據上的語義、幾何、定位、關系、屬性信息，實現地理實體的識別