專利名稱：一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息技術(shù)應用領(lǐng)域，尤指一種可用于空間分析的 地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型的構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型是三維空間數(shù)據(jù)模型的一種。 三維空間數(shù)據(jù)模型是為了再現(xiàn)、模擬空間物體，以便對其進行空 間分析、計算而提出、建立的。上世紀七八十年代以來，三維空間數(shù) 據(jù)模型的研究工作集中在以八叉樹為代表的三維柵格數(shù)據(jù)模型，以及在CAD系統(tǒng)中廣泛應用的實體結(jié)構(gòu)幾何(CSG)模型和邊界表示 (B-R印)模型等。近年來，矢量數(shù)據(jù)模型和多種數(shù)據(jù)模型的集成及 混合以及基于這些模型的處理和分析算法成為研究熱點。綜合國內(nèi)外 針對三維空間數(shù)據(jù)模型的研究，三維空間數(shù)據(jù)模型可劃分為四大類， 即三維體元模型、三維面元模型、混合數(shù)據(jù)模型和集成數(shù)據(jù)模型。根 據(jù)具體實現(xiàn)方法的不同，每個大類下又有若干具有代表性的數(shù)據(jù)模 型。三維面元模型主要是采用面元對空間對象的表面進行連續(xù)或非 連續(xù)幾何描述和特征刻劃，不研究空間對象的內(nèi)部特征；體元模型則采用體元對空間對象的內(nèi)部空間進行無縫、完整的空間剖分，不僅描 述空間對象的表面幾何，還研究空間對象的內(nèi)部特征?；旌蠑?shù)據(jù)模型 則是采用兩種或兩種以上的矢量模型或體元模型同時對同一空間對 象進行幾何描述和建模，達到模型之間取長補短、分別滿足不同應用 需求的目的。集成數(shù)據(jù)模型則是采用兩種或兩種以上的不同模型分別 對系統(tǒng)中不同的空間對象進行幾何描述和三維建模，分別建立的3D 模型集成起來即形成對系統(tǒng)的完整三維表示。盡管有很多數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建方式，但在實際應用中，未曾有人對 地下構(gòu)筑物進行過基于空間分析的實際建模。并且從實際應用效果來 看，三維體元模型比較適合于空間操作與空間分析，但數(shù)據(jù)量大、運算速度慢；三維面元模型數(shù)據(jù)量小，便于數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)更新，但難以組織起有效的空間分析。由于三維幾何和拓撲的復雜性，很難用一 個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型對多變的三維空間信息進行完整有效的描述。三維空間數(shù)據(jù)模型是對三維空間世界的抽象，是三維空間數(shù)據(jù)庫 設(shè)計的基礎(chǔ)。從實際地理空間世界到計算機虛擬現(xiàn)實環(huán)境世界，空間 數(shù)據(jù)模型可以分為多個層次。粗略地講，空間數(shù)據(jù)模型可以劃分成兩個層次第一層次是空間數(shù)據(jù)抽象模型或者空間數(shù)據(jù)概念模型，其目 的在于提取地理空間世界的主要特征，不考慮其在計算機中的具體實 現(xiàn)；第二層次是空間數(shù)據(jù)組織模型，它是空間數(shù)據(jù)概念模型在計算機中的具體實現(xiàn)。本發(fā)明以下所設(shè)計的都是上述第一層次的模型。一個能夠滿足地下空間規(guī)劃、管理應用要求的地下構(gòu)筑物數(shù)字化 模型，應該同時滿足三個方面的要求1) 能夠表達地下構(gòu)筑物不可見的外部表面；2) 能夠表達可見到的內(nèi)部表面；3) 能夠滿足地下空間檢索和分析運算的需要。而現(xiàn)有的模型大多只能同時滿足其中的一至兩項要求。 發(fā)明內(nèi)容為了克服上述不足之處，本發(fā)明的主要目的旨在提供一種地下構(gòu) 筑物三維數(shù)字化模型及其建模方法，即提出并設(shè)計了 一種適應地下空 間分析的地下構(gòu)筑物三維表達模型，并提出了建立三維模型的方法， 通過對系統(tǒng)中不同的空間對象進行幾何描述和三維建模，分別將建立的3D模型集成起來，形成對系統(tǒng)的完整三維表示，使之再現(xiàn)、模擬空 間物體的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是主要解決地下構(gòu)筑物三維模型的設(shè)計和建立問題，要根據(jù)地下空間規(guī)劃、管理應用要求對空間表現(xiàn)進 行分析，同時表達內(nèi)外部物體的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型等有關(guān)技 術(shù)問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該系統(tǒng)包括地下 構(gòu)筑物及三維空間數(shù)據(jù)模型等，還包括地下構(gòu)筑物數(shù)字化模型、模型整體及計算機軟硬件。一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法，該 方法用地下構(gòu)筑物三維空間數(shù)據(jù)模型，對地下構(gòu)筑物的實體進行模型 構(gòu)建，用地下構(gòu)筑物三維表達模型，對各類位于地下的構(gòu)筑物，以及 地面構(gòu)筑物的地下延伸部分的基本實體進行三維數(shù)字化模型構(gòu)建，再 現(xiàn)模擬空間物體，通過模型描述對象、三維面、體、模型分層、基本 層模型、連通層模型、擴展層模型、連通面、輔接面和模型的層間關(guān) 系，來完成模型整體設(shè)計，其中基本層模型中的外體模塊與連通層 模型中的內(nèi)體模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性連接，連通 層模型中的內(nèi)體模塊與擴展層模型中的構(gòu)件模塊的信號之間為一對 零屬性或一對多屬性連接；該模型建立的具體工作步驟是 步驟l.三維數(shù)字化的步驟為O .數(shù)字化外體以三維面為圖形單元，繪出地下構(gòu)筑物的外 部輪廓，標識以外體為單位的特征編號；以三維直線繪出每個樁基的中心線，形成樁基數(shù)據(jù)。2) .數(shù)字化內(nèi)體以三維面為圖形單元，繪出地下構(gòu)筑物的內(nèi) 部輪廓，其中包括與外部連接的通道、樓梯、電梯以及內(nèi)體之間的連 接通道和門，標識內(nèi)體的特征編號；3) .以三維空間的點、線、面為圖形單元，分別將需要表達內(nèi) 部物體的桌椅、隔墻和器材，根據(jù)形狀特征分別以點、線、面符號表 達，記錄空間位置，并分別標識唯一性編號；步驟2.面模型組織的步驟為執(zhí)行完三維數(shù)字化模塊后，則進入面模型組織模塊，1) .外體面模型數(shù)據(jù)將數(shù)字化外體數(shù)據(jù)加工轉(zhuǎn)換為面向外部 為正面的三角面數(shù)據(jù)，分離出外體連通面，再組合成外體面模型數(shù)據(jù)；2) .內(nèi)體面模型數(shù)據(jù)將數(shù)字化內(nèi)體數(shù)據(jù)加工轉(zhuǎn)換為面向內(nèi)部 為正面的三角面數(shù)據(jù)，分離出內(nèi)體連通面，再組合成內(nèi)體面模型數(shù)據(jù)；3) .完成內(nèi)體間和內(nèi)外體間輔接面的繪制； 步驟3.體模型組織的步驟為執(zhí)行完面模型組織模塊后，則同時進入體模型組織和生成平面 投影模塊，1) .外體模型數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)字化外體數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換生成三棱柱體數(shù)據(jù)，再組合成模擬外體模型數(shù)據(jù)；2) .模擬樁體模型數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)字化樁基數(shù)據(jù)，沿樁基組平面分布和深度的外邊沿生成三棱柱體數(shù)據(jù)，再組合成模擬樁體模型數(shù)據(jù); 步驟4.生成平面投影根據(jù)數(shù)字化外體數(shù)據(jù)，運算生成外體在XY平面上的最大投影 面，形成平面投影數(shù)據(jù)，為地下構(gòu)筑物投影平面； 步驟5.特征屬性組織的步驟為執(zhí)行完生成平面投影模塊后，則同時進入特征屬性組織和地理 定位模塊，模型特征屬性組織設(shè)有6個層次1) .地下構(gòu)筑物屬性以單個地下構(gòu)筑物為單元，內(nèi)容主要包括地下構(gòu)筑物編號、名稱、建筑面積、用途、權(quán)屬單位、設(shè)計單位、建設(shè)單位和管理單位；地下構(gòu)筑物屬性模塊的信號同時與外體屬性和樁基屬性模塊的信號進行電連接，其中地下構(gòu)筑物屬性模塊的信號 與外體屬性模塊的信號之間為一對一屬性；地下構(gòu)筑物屬性模塊的信號和外體屬性模塊的信號與樁基屬性模塊的信號之間為一對零屬性 或一對多屬性；2) .外體屬性以外體為單元，內(nèi)容主要包括X、 Y、 Z軸向 的最大、最小值，是否有樁基，連通面的個數(shù)和編號；外體屬性模塊 的信號同時與內(nèi)體屬性和三維面屬性模塊的信號進行電連接，其中 外體屬性模塊的信號與內(nèi)體屬性模塊的信號之間為一對一屬性或一 對多屬性；外體屬性模塊的信號與三維面屬性模塊的信號之間為一對 一屬性或一對多屬性；3) .樁基屬性以平面連成片的同類型樁基礎(chǔ)為單元，內(nèi)容主 要包括樁基組編號、材質(zhì)類型、水平截面類型和樁長；4) .內(nèi)體屬性以內(nèi)體為單元，內(nèi)容包括內(nèi)體編號、內(nèi)體是 否為連通體；內(nèi)體屬性模塊的信號同時與三維面屬性和構(gòu)件屬性模塊 的信號進行電連接，其中內(nèi)體屬性模塊的信號與三維面屬性模塊的 信號之間為一對一屬性或一對多屬性；內(nèi)體屬性模塊的信號與構(gòu)件屬 性模塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性；5) .三維面屬性以為三維面為單元，內(nèi)容主要包括面編號、面類型，顏色或貼面，如果是連通面則記錄連通狀態(tài)；其中三維面 屬性模塊的信號與外體屬性模塊的信號之間為一對一屬性或一對多 屬性；三維面屬性模塊的信號與內(nèi)體屬性模塊的信號之間為一對一屬 性或一對多屬性；6).構(gòu)件屬性以構(gòu)件為單元，內(nèi)容主要包括構(gòu)件編號、構(gòu) 件類型、構(gòu)件名稱、空間基點位置和旋轉(zhuǎn)角度；其中構(gòu)件屬性模塊 的信號與內(nèi)體屬性模塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性； 步驟6.地理定位將所有模型按照真實位置和方向定位到統(tǒng)一的空間坐標系中。所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方 法的基本層模型包括模擬體數(shù)據(jù)、模擬外體、外體、模擬樁體和樁 基，其中所述的模擬體數(shù)據(jù)模塊包括模擬外體模塊和模擬樁體模塊； 模擬外體模塊的信號與外體模塊的信號之間為一對一屬性連接；模擬 樁體與樁基模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性連接；外體與 樁基模塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性連接；所述的外體用以表達除了樁基礎(chǔ)以外的地下構(gòu)筑物的外部輪廓 和進行空間形態(tài)分析，以構(gòu)筑物的外表面為界，模型以多個三維面的 組合來描述外體，其具體工作步驟是1) .每一個地下構(gòu)筑物有且只有一個外體；2) .每一個外體由多個三維面組成；3) .附加連通面在外體模型中設(shè)計附加在外表面上的連通面；所述的樁基模型用以表達地下構(gòu)筑物的樁基，其具體工作步驟是1) .以構(gòu)筑物每根樁的中心位置和長度為依據(jù)，模型以一組或多組直線的方式來描述樁基；2) .平面位置以樁基的橫截面中心位置點表示，起始深度以線 的起始點和終止點表示；模擬體數(shù)據(jù)模型包括模擬外體和模擬樁體，用以輔助地下構(gòu)筑物 在三維空間中的分析，模型突出構(gòu)筑物的三維體特征，以地下構(gòu)筑物 外體、樁基布設(shè)區(qū)為體的構(gòu)成框架，以空間體的方式存儲數(shù)據(jù)，通過 對外體、樁基進行基本形態(tài)模擬而建立；所述的模擬外體為忽略或綜合地下構(gòu)筑物外部較為復雜的細部 形態(tài)，將其整合為規(guī)則幾何體的組合，其具體工作步驟是1) .保持地下構(gòu)筑物主體輪廓的準確；2) .保證地下構(gòu)筑物的各個部分被包含在模擬外體之內(nèi)； 所述的模擬樁體由地下構(gòu)筑物樁基所在區(qū)域模擬而成，其具體工作步驟是1) .根據(jù)樁基類型和排列分布， 一個地下構(gòu)筑物可以有多個擬 合樁體；2) .模擬樁體由樁基布設(shè)的平面區(qū)域和高度范圍作為框架而形成。所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法的連通層模型位于外體之內(nèi)，用于表達地下構(gòu)筑主體的內(nèi)部表面形 態(tài)和尺寸，以及各個分部之間連通關(guān)系和形態(tài)，連通層模型主要對象 是內(nèi)體，包括普通內(nèi)體和連通體，其中所述的普通內(nèi)體是指具有一定使用意義的功能性辦公室和食堂 的建筑單元，其具體工作步驟是-1) . 一個地下構(gòu)筑物有至少l個內(nèi)體；2) .內(nèi)體為平面分布并垂直分為幾層；所述的連通體為內(nèi)體中特殊的建筑單元電梯，樓梯和車道，連 通體連接到達地面或各個水平層面，其具體工作步驟是1) .模型以構(gòu)筑物的內(nèi)表面為界，以多個三維面的組合來描述內(nèi)體；2) .與外體的連通面對應，在內(nèi)體模型中也設(shè)計了可以附加在內(nèi) 表面上的連通面，其中，普通內(nèi)體上一定存在一個或一個以上的連通 面，連通體上一定存在兩個或兩個以上的連通面。所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方 法的擴展層模型用于表達地下構(gòu)筑內(nèi)部非結(jié)構(gòu)性的物體，包括簡易 隔墻、吊頂、圍欄、地鐵閘機、售票亭和地下商鋪柜臺；擴展層模型 主要對象是構(gòu)件，構(gòu)件類型分為點狀、線狀和面狀三類，根據(jù)特性， 地下構(gòu)筑物主體內(nèi)部的部分物體分別可以簡化為點構(gòu)件、線構(gòu)件和面 構(gòu)件，其具體工作步驟是1).所述的點構(gòu)件以一個三維空間點來存儲其空間位置，并結(jié)合三維點符號來表現(xiàn)；2) .所述的線構(gòu)件以一組連續(xù)的三維空間點來存儲其空間位置，并結(jié)合三維線符號來表現(xiàn)；3) .所述的面構(gòu)件以一組連續(xù)且首尾相接，并處于一個平面的三維空間點來存儲其空間位置，結(jié)合三維面符號來表現(xiàn)。所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方 法的連通面依附在組成外體或內(nèi)體的面上，連通面依附在外體上時， 必然在該連通面相對位置的內(nèi)體面上也存在一個連通面，并形成一一對應關(guān)系，其具體工作步驟是1) .地下構(gòu)筑物與外界連通的出入口；2) .地下構(gòu)筑物與其它地下構(gòu)筑物連通的出入口；3) .地下構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的連通；4) .每個連通面都以三維面表達。 本發(fā)明的有益效果是設(shè)計了一種適應地下空間分析的地下構(gòu)筑物三維表達模型，建立了三維數(shù)字化模型的方法，通過對系統(tǒng)中不同 的空間對象進行幾何描述和三維建模，分別將建立的3D模型集成起 來，形成對系統(tǒng)的完整有效的三維表示，使之再現(xiàn)、模擬空間物體； 能夠滿足地下空間規(guī)劃、管理應用要求的地下構(gòu)筑物數(shù)字化模型，并 同時滿足了三個方面的要求1).能夠表達地下構(gòu)筑物不可見的外部 表面；2).能夠表達可見到的內(nèi)部表面；3).能夠滿足地下空間檢索 和分析運算的需要，該方法能廣泛地使用，不存在安全問題。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 附圖1是本發(fā)明模型層間的關(guān)系示意圖； 附圖2是本發(fā)明模型建立步驟流程方框圖； 附圖3是本發(fā)明外體制作過程示意圖； 附圖4是本發(fā)明內(nèi)體制作過程示意圖； 附圖5是本發(fā)明外體與內(nèi)體之間的空間關(guān)系示意圖； 附圖6是本發(fā)明點構(gòu)件從空間定位點到符號表達過程示意圖； 附圖7是本發(fā)明外體三維面的法向量示意圖；附圖8是本發(fā)明外體三角化示意圖； 附圖9是本發(fā)明內(nèi)體三維面的法向量示意圖； 附圖IO是本發(fā)明外體轉(zhuǎn)換三棱柱示意圖； 附圖11是本發(fā)明模擬樁體模型數(shù)據(jù)示意圖； 附圖12是本發(fā)明地下構(gòu)筑物平面投影示意圖； 附圖13是本發(fā)明模型特征屬性組織6個層次示意圖； 附圖14是本發(fā)明模型整體分為三個層次之間的關(guān)系示意圖； 附圖15是本發(fā)明外體與連通面的關(guān)系示意圖； 附圖16是本發(fā)明點模擬外體整合為規(guī)則幾何體的組合示意圖;附圖17是本發(fā)明模擬樁體示意圖；附圖18是本發(fā)明外體與內(nèi)體垂直分層示意圖； 附圖19是本發(fā)明外體與連通面和輔接面之間的關(guān)系示意圖；附圖20是本發(fā)明實施例之一定位到上海城市坐標系中的五個地 下構(gòu)筑物的模型示意圖；附圖中標號說明l一三維數(shù)字化；7—基本層模型；ll一數(shù)字化外體；70—連通面；111—連通通道；71—輔接面；12—數(shù)字化內(nèi)體；72—模擬體數(shù)據(jù)；131—點構(gòu)件空間定位點；73—模擬外體；132—點構(gòu)件符號；74—外體；2—面模型組織；75—模擬樁體；21—外體面模型數(shù)據(jù)；76—樁基；22—內(nèi)體面模型數(shù)據(jù)；8—連通層模型；3—體模型組織；80—地下構(gòu)筑物外體;31—外體模型數(shù)據(jù)；81 —內(nèi)體；32—模擬樁體模型數(shù)據(jù)；811 —內(nèi)體A;4一生成平面投影；812—內(nèi)體B;41一地下構(gòu)筑物投影平面；813—內(nèi)體C;5—特征屬性組織；814—內(nèi)體D;51—地下構(gòu)筑物屬性；82—連通體；52—外體屬性；9一擴展層模型；53— 樁基屬性； 91一構(gòu)件；54— 內(nèi)體屬性；55— 三維面屬性；56— 構(gòu)件屬性； 6—地理定位；具體實施方式
請參閱附圖1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19所示，本發(fā)明的硬件系統(tǒng)包括地下構(gòu)筑物 及三維空間數(shù)據(jù)模型等，還包括地下構(gòu)筑物數(shù)字化模型、模型整體 及計算機軟硬件。一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法，該 方法用地下構(gòu)筑物三維空間數(shù)據(jù)模型，對地下構(gòu)筑物的實體進行模型 構(gòu)建，用地下構(gòu)筑物三維表達模型，對各類位于地下的構(gòu)筑物，以及 地面構(gòu)筑物的地下延伸部分的基本實體進行三維數(shù)字化模型構(gòu)建，再 現(xiàn)模擬空間物體，通過模型描述對象、三維面、體、模型分層、基本 層模型7、連通層模型8、擴展層模型9、連通面70、輔接面71和模 型的層間關(guān)系，來完成模型整體設(shè)計，其中基本層模型7中的外體 74模塊與連通層模型8中的內(nèi)體81模塊的信號之間為一對一屬性或 一對多屬性連接，連通層模型8中的內(nèi)體81模塊與擴展層模型9中 的構(gòu)件91模塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性連接；該模型 建立的具體工作步驟是步驟l.三維數(shù)字化l的步驟為1) .數(shù)字化外體ll:以三維面為圖形單元，繪出地下構(gòu)筑物的 外部輪廓(如圖3所示)，標識以外體74為單位的特征編號；以三維直 線繪出每個樁基的中心線，形成樁基數(shù)據(jù)。2) .數(shù)字化內(nèi)體12:以三維面為圖形單元，繪出地下構(gòu)筑物的 內(nèi)部輪廓(如圖4所示)，其中包括與外部連接的通道、樓梯、電梯 以及內(nèi)體81之間的連接通道如門等，標識內(nèi)體81的特征編號；內(nèi)體數(shù)字化時采用與外體一致的坐標體系，因此外體與內(nèi)體的空間關(guān)系將如圖5所示。3) .以三維空間的點、線、面為圖形單元，分別將需要表達內(nèi)部物體，如桌椅、隔墻和器材，根據(jù)形狀特征分別以點、線、面符號表達，記錄空間位置，并分別標識唯一性編號；如圖6左面所示，某 內(nèi)體中的書桌以點符號表示，即點構(gòu)件空間定位點131，以空間點的 方式記錄書桌的位置，并記錄書桌的方向；如圖6右面所示，應用顯 示時，根據(jù)空間位置和方向放置三維的書桌符號，即點構(gòu)件符號132。 如圖6左面所示，某內(nèi)體中的書桌以符號表示，步驟如下1) 3D符號加工。使用CAD類軟件工具將書桌數(shù)字化加工為3D 符號(如3DS格式)，確定符號的插入基點，本例將插入基點定義 在書桌正面的最左面(左前腿的最外邊沿)。 如果已經(jīng)有此類3D符號也可以直接選用。2) 空間位置記錄。記錄書桌插入基點位置的三維空間坐標；3) 空間方向記錄。記錄書桌桌面邊沿與X軸的夾角，記錄書桌桌面與Z軸的夾角。 調(diào)用時，將3D符號按位置基點插入三維空間，再按記錄的空間方向 調(diào)整書桌的空間角度，最終就可以展現(xiàn)出書桌在三維空間中的場景。步驟2.面模型組織2的步驟為執(zhí)行完三維數(shù)字化1模塊后，則進入面模型組織2模塊，1) .外體面模型數(shù)據(jù)21:將數(shù)字化外體數(shù)據(jù)加工轉(zhuǎn)換為面向外部為正面的三角面數(shù)據(jù)，分離出外體連通面，再組合成外體面模型數(shù)據(jù)，如圖7、圖8所示；2) .內(nèi)體面模型數(shù)據(jù)22:將數(shù)字化內(nèi)體數(shù)據(jù)加工轉(zhuǎn)換為面向內(nèi)部為正面的三角面數(shù)據(jù)，分離出內(nèi)體連通面，再組合成內(nèi)體面模型數(shù)據(jù)，如圖9所示；3) .完成內(nèi)體間和內(nèi)外體間輔接面71的繪制，如圖19所示； 步驟3.體模型組織3的步驟為執(zhí)行完面模型組織2模塊后，則同時進入體模型組織3和生成 平面投影4模塊，1) .外體模型數(shù)據(jù)31:根據(jù)數(shù)字化外體數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換生成三棱柱體數(shù)據(jù),再組合成模擬外體模型數(shù)據(jù)，如圖IO所示；2) .模擬樁體模型數(shù)據(jù)32:根據(jù)數(shù)字化樁基數(shù)據(jù)，沿樁基組 平面分布和深度的外邊沿生成三棱柱體數(shù)據(jù),再組合成模擬樁體模型 數(shù)據(jù)，如圖11所示；步驟4.生成平面投影4
根據(jù)數(shù)字化外體數(shù)據(jù)，運算生成外體在XY平面上的最大投影 面，形成平面投影數(shù)據(jù)，為地下構(gòu)筑物投影平面41，如圖12所示; 步驟5.特征屬性組織5的步驟為
執(zhí)行完生成平面投影4模塊后，則同時進入特征屬性組織5和 地理定位6模塊，
模型特征屬性組織設(shè)有6個層次，其間關(guān)系如圖13所示
1) .地下構(gòu)筑物屬性51:以單個地下構(gòu)筑物為單元，內(nèi)容主 要包括地下構(gòu)筑物編號、名稱、建筑面積、用途、權(quán)屬單位、設(shè)計 單位、建設(shè)單位和管理單位；地下構(gòu)筑物屬性51模塊的信號同時與 外體屬性52和樁基屬性53模塊的信號進行電連接，其中地下構(gòu)筑 物屬性51模塊的信號與外體屬性52模塊的信號之間為一對一屬性； 地下構(gòu)筑物屬性51模塊的信號和外體屬性52模塊的信號與樁基屬性 53模塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性；
2) .外體屬性52:以外體為單元，內(nèi)容主要包括X、 Y、 Z 軸向的最大、最小值，是否有樁基，連通面的個數(shù)和編號；外體屬性 52模塊的信號同時與內(nèi)體屬性54和三維面屬性55模塊的請?zhí)栠M行 電連接，其中外體屬性52模塊的信號與內(nèi)體屬性54模塊的信號之 間為一對一屬性或一對多屬性；外體屬性52模塊的信號與三維面屬 性55模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性；
3) .樁基屬性53:以平面連成片的同類型樁基礎(chǔ)為單元，內(nèi)容主要包括樁基組編號、材質(zhì)類型、水平截面類型和樁長；4) .內(nèi)體屬性54:以內(nèi)體為單元，內(nèi)容包括內(nèi)體編號、內(nèi)體是否為連通體；內(nèi)體屬性54模塊的信號同時與三維面屬性55和構(gòu)件 屬性56模塊的信號進行電連接，其中內(nèi)體屬性54模塊的信號與三 維面屬性55模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性；內(nèi)體屬性 54模塊的信號與構(gòu)件屬性56模塊的信號之間為一對零屬性或一對多 屬性；5) .三維面屬性55:以為三維面為單元，內(nèi)容主要包括面編 號、面類型，顏色或貼面，如果是連通面則記錄連通狀態(tài)；其中三 維面屬性55模塊的信號與外體屬性52模塊的信號之間為一對一屬 性或一對多屬性；三維面屬性55模塊的信號與內(nèi)體屬性54模塊的 信號之間為一對一屬性或一對多屬性；6) .構(gòu)件屬性56:以構(gòu)件為單元，內(nèi)容主要包括構(gòu)件編號、 構(gòu)件類型、構(gòu)件名稱、空間基點位置和旋轉(zhuǎn)角度；其中構(gòu)件屬性 56模塊的信號與內(nèi)體屬性54模塊的信號之間為一對零屬性或一對多 屬性；步驟6.地理定位6將所有模型按照真實位置和方向定位到統(tǒng)一 的空間坐標系中。請參閱附圖1所示，附圖1是本發(fā)明模型的層間的關(guān)系基本層、 連通層、擴展層模型分別是對地下構(gòu)筑物形態(tài)從簡約到詳細不同深度 的描述，之間的關(guān)系如圖l所示。根據(jù)實際應用需求，各個層次的模型可以單獨使用，也可以組合應用。請參閱附圖14所示，模型整體分為三個層次，主要內(nèi)容如圖14所示，所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法的基本層模型7包括模擬體數(shù)據(jù)72、模擬外體73、外體74、 模擬樁體75和樁基76，其中所述的模擬體數(shù)據(jù)72模塊包括模擬 外體73模塊和模擬樁體75模塊；模擬外體73模塊的信號與外體 74模塊的信號之間為一對一屬性連接；模擬樁體75與樁基76模塊 的信號之間為一對一屬性或一對多屬性連接；外體74與樁基76模 塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性連接；基本層模型用于表達地下構(gòu)筑實體占用地下空間形態(tài)和位置狀 況，其中包括構(gòu)筑主體外部尺寸、外部形態(tài)和樁基礎(chǔ)。 基本層模型包括外體、樁基、模擬體。所述的外體74用以表達除了樁基礎(chǔ)以外的地下構(gòu)筑物的外部 輪廓和進行空間形態(tài)分析，以構(gòu)筑物的外表面為界，模型以多個三維 面的組合來描述外體，其具體工作步驟是1) .每一個地下構(gòu)筑物有且只有一個外體；2) .每一個外體由多個三維面組成；3) .附加連通面70:為了表達地下構(gòu)筑物之間的連通性，在外 體模型中設(shè)計了附加在外表面上的連通面70。所述的樁基76模型用以表達地下構(gòu)筑物的樁基，其具體工作步 驟是1) .以構(gòu)筑物每根樁的中心位置和長度為依據(jù)，模型以一組或 多組直線的方式來描述樁基；2) .其中平面位置以樁基的橫截面中心位置點表示，起始深 度以線的起始點和終止點表示；模擬體數(shù)據(jù)模型包括模擬外體和模擬樁體，用以輔助地下構(gòu)筑物 在三維空間中的分析，模型突出構(gòu)筑物的三維體特征，以地下構(gòu)筑物 外體、樁基布設(shè)區(qū)為體的構(gòu)成框架，以空間體的方式存儲數(shù)據(jù)，通過 對外體、樁基進行基本形態(tài)模擬而建立；所述的模擬外體73為忽略或綜合地下構(gòu)筑物外部較為復雜的細 部形態(tài)，將其整合為規(guī)則幾何體的組合，其原則和具體工作步驟是1) .保持地下構(gòu)筑物主體輪廓的準確；2) .保證地下構(gòu)筑物的各個部分被包含在模擬外體之內(nèi)； 所述的模擬樁體75由地下構(gòu)筑物樁基所在區(qū)域模擬而成，其具體工作步驟是1) .根據(jù)樁基類型和排列分布， 一個地下構(gòu)筑物可以有多個擬 合樁體；2) .模擬樁體由樁基布設(shè)的平面區(qū)域和高度范圍作為框架而形成。請參閱附圖14所示，所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三 維數(shù)字化模型構(gòu)建方法的連通層模型8位于外體之內(nèi)，用于表達地 下構(gòu)筑主體的內(nèi)部表面形態(tài)和尺寸，以及各個分部之間連通關(guān)系和形態(tài)，連通層模型主要對象是內(nèi)體81，包括普通內(nèi)體和連通體82， 射所述的普通內(nèi)體是指具有一定使用意義的功能性辦公室和食堂 等的建筑單元，其具體工作步驟是1) . 一個地下構(gòu)筑物有至少l個內(nèi)體81， 一個地下構(gòu)筑物可以有 一至數(shù)個內(nèi)體；2) .這些內(nèi)體81可以平面分布并垂直分為幾層，如圖18所示， 分別設(shè)有內(nèi)體A 811、內(nèi)體B 812、內(nèi)體C 813、內(nèi)體D 814;所述的連通體82為內(nèi)體中特殊的建筑單元如電梯、樓梯和車道等，連通體82主要起到連接到達地面或各個水平層面的功能， 其具體工作步驟是1) .模型以構(gòu)筑物的內(nèi)表面為界，以多個三維面的組合來描述內(nèi)體；2) .與外體的連通面對應，在內(nèi)體模型中也設(shè)計了可以附加在內(nèi) 表面上的連通面，其中，普通內(nèi)體上一定存在一個或一個以上的連通 面，連通體上一定存在兩個或兩個以上的連通面。請參閱附圖14所示，所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三 維數(shù)字化模型構(gòu)建方法的擴展層模型9用于表達地下構(gòu)筑內(nèi)部非結(jié) 構(gòu)性的物體，包括簡易隔墻、吊頂、圍欄、地鐵閘機、售票亭和地 下商鋪柜臺等；擴展層模型主要對象是構(gòu)件91,構(gòu)件類型分為點狀、 線狀和面狀三類，根據(jù)特性，地下構(gòu)筑物主體內(nèi)部的部分物體分別可以簡化為點構(gòu)件、線構(gòu)件和面構(gòu)件來表達，其具體工作步驟是1) .所述的點構(gòu)件以一個三維空間點來存儲其空間位置，應用時結(jié)合三維點符號來表現(xiàn)；如地鐵車站的閘機、售票亭可以點構(gòu)件形式 來存儲和表達。2) .所述的線構(gòu)件以一組連續(xù)的三維空間點來存儲其空間位置， 應用時結(jié)合三維線符號來表現(xiàn)；如地下構(gòu)筑物內(nèi)部的管道、電纜等可 以線構(gòu)件形式來存儲和表達。3) .所述的面構(gòu)件以一組連續(xù)且首尾相接，并處于一個平面的三 維空間點來存儲其空間位置，應用時結(jié)合三維面符號來表現(xiàn)；如構(gòu)筑 物內(nèi)部的吊頂、夾層等可以面構(gòu)件形式來存儲和表達。輔助部分為了輔助表達地下構(gòu)筑物的空間特性，模型還有兩個 附加部件連通面和輔接面。請參閱附圖15所示，所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三 維數(shù)字化模型構(gòu)建方法的連通面70依附在組成外體或內(nèi)體的面上，連通面依附在外體上時，必然在該連通面相對位置的內(nèi)體面上也存在一個連通面，并形成一一對應關(guān)系；圖15中示為地下構(gòu)筑物外體80， 其具體工作步驟是1) .地下構(gòu)筑物與外界連通的出入口；2) .地下構(gòu)筑物與其它地下構(gòu)筑物連通的出入口；3) .地下構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的連通；4) .每個連通面都以三維面表達。連通面用以表達地下構(gòu)筑物與外界連通的出入口；地下構(gòu)筑物 與其它地下構(gòu)筑物連通的出入口 ；地下構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的連通； 連通面依附在組成外體或內(nèi)體(包括連通體)的面上。連通面依附在 外體上時，必然在該連通面相對位置的內(nèi)體面上也存在一個連通面， 并形成一一對應關(guān)系；每個連通面都以三維面表達。請參閱附圖19所示，輔接面輔接面屬于內(nèi)體的輔助數(shù)據(jù)。 由于外體表達的是地下構(gòu)筑物的外表面，內(nèi)體表達的是地下構(gòu)筑 物內(nèi)部的內(nèi)表面，內(nèi)體與外體、內(nèi)體與內(nèi)體之間存在基于墻體空間的 縫隙。輔接面用于顯示時填補兩個相關(guān)連通面之間的這種縫隙(見圖 19)。請參閱附圖20所示，將所有模型按照真實位置和方向定位到統(tǒng) 一的空間坐標系中；如圖20所示，其中有五個地下構(gòu)筑物的模型， 周邊為基礎(chǔ)地形圖要素。本發(fā)明的部分概念說明及相關(guān)技術(shù)特征如下模型描述對象包括地鐵車站、地下停車場、地下公共設(shè)施、高 層建筑的地下室等各類位于地下的構(gòu)(建)筑物，以及地面構(gòu)(建) 筑物的地下延伸部分，如地下室、樁基等。三維面指三維空間中的處在同一平面中的多邊形。 體指三維空間中占有一定空間位置的幾何形體，由多個三維面 封閉組成。本發(fā)明中的體包括外體、內(nèi)體和模擬體三種。模型分層數(shù)據(jù)模型分成三個層次基本層、連通層和擴展層，其中基本層用于表達地下構(gòu)筑實體占用地下空間形態(tài)和位置狀況； 連通層用于表達地下構(gòu)筑主體的內(nèi)部表面形態(tài)； 擴展層用于表達地下構(gòu)筑主體內(nèi)部非結(jié)構(gòu)性的物體。 本發(fā)明按照上述方法建立的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化數(shù)據(jù)模型，有 下列技術(shù)特征1) 基本層模型數(shù)據(jù)可以滿足區(qū)域性空間內(nèi)所有地下構(gòu)筑物 參基于平面空間的空間檢索、空間分析 參基于三維空間的外部形態(tài)表達、體積計算、空間檢索、空間分析 參基于特征屬性的檢索和分析2) 基本層模型結(jié)合連通層模型數(shù)據(jù)可以滿足對區(qū)域性空間內(nèi)地下構(gòu)筑物 參基于三維空間的內(nèi)部形態(tài)表達、連通性分析3) 基本層模型結(jié)合連通層模型、擴展層模型可以進行地下構(gòu)筑物*基于三維空間內(nèi)部布置的模擬展示
權(quán)利要求
1.一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括地下構(gòu)筑物及三維空間數(shù)據(jù)模型，其特征在于還包括地下構(gòu)筑物數(shù)字化模型、模型整體及計算機軟硬件。
2. —種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法， 該方法用地下構(gòu)筑物三維空間數(shù)據(jù)模型，對地下構(gòu)筑物的實體進行模 型構(gòu)建，其特征在于用地下構(gòu)筑物三維表達模型，對各類位于地下 的構(gòu)筑物，以及地面構(gòu)筑物的地下延伸部分的基本實體進行三維數(shù)字 化模型構(gòu)建，再現(xiàn)模擬空間物體，通過模型描述對象、三維面、體、 模型分層、基本層模型(7)、連通層模型(8)、擴展層模型(9)、連通面(70)、輔接面(71)和模型的層間關(guān)系，來完成模型整體設(shè)計， 其中基本層模型(7)中的外體(74)模塊與連通層模型(8)中的 內(nèi)體(81)模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性連接，連通層 模型(8)中的內(nèi)體(81)模塊與擴展層模型(9)中的構(gòu)件(91)模 塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性連接；該模型建立的具體工 作步驟是歩驟l.三維數(shù)字化(1)的步驟為1).數(shù)字化外體(11):以三維面為圖形單元，繪出地下構(gòu)筑 物的外部輪廓，標識以外體(74)為單位的特征編號；以三維直線繪 出每個樁基的中心線，形成樁基數(shù)據(jù)。2) .數(shù)字化內(nèi)體(12):以三維面為圖形單元，繪出地下構(gòu)筑物的內(nèi)部輪廓，其中包括與外部連接的通道、樓梯、電梯以及內(nèi)體(81)之間的連接通道和門，標識內(nèi)體(81)的特征編號；3) .以三維空間的點、線、面為圖形單元，分別將需要表達內(nèi)部物體的桌椅、隔墻和器材，根據(jù)形狀特征分別以點、線、面符號表達，記錄空間位置，并分別標識唯一性編號； 步驟2.面模型組織(2)的步驟為執(zhí)行完三維數(shù)字化(1)模塊后，則進入面模型組織(2)模塊，1) .外體面模型數(shù)據(jù)(21):將數(shù)字化外體數(shù)據(jù)加工轉(zhuǎn)換為面 向外部為正面的三角面數(shù)據(jù)，分離出外體連通面，再組合成外體面模 型數(shù)據(jù)；2) .內(nèi)體面模型數(shù)據(jù)(22):將數(shù)字化內(nèi)體數(shù)據(jù)加工轉(zhuǎn)換為面 向內(nèi)部為正面的三角面數(shù)據(jù)，分離出內(nèi)體連通面，再組合成內(nèi)體面模 型數(shù)據(jù)；3) .完成內(nèi)體間和內(nèi)外體間輔接面(71)的繪制； 步驟3.體模型組織(3)的步驟為執(zhí)行完面模型組織(2)模塊后，則同時進入體模型組織(3) 和生成平面投影(4)模塊，1) .外體模型數(shù)據(jù)(31):根據(jù)數(shù)字化外體數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換生成三 棱柱體數(shù)據(jù)，再組合成模擬外體模型數(shù)據(jù)；2) .模擬樁體模型數(shù)據(jù)(32):根據(jù)數(shù)字化樁基數(shù)據(jù)，沿樁基組平面分布和深度的外邊沿生成三棱柱體數(shù)據(jù)，再組合成模擬樁體模型數(shù)據(jù)；步驟4.生成平面投影(4)根據(jù)數(shù)字化外體數(shù)據(jù)，運算生成外體在XY平面上的最大投影面，形成平面投影數(shù)據(jù)，為地下構(gòu)筑物投影平面(41); 步驟5.特征屬性組織(5)的步驟為執(zhí)行完生成平面投影(4)模塊后，則同時進入特征屬性組織(5) 和地理定位(6)模塊，模型特征屬性組織設(shè)有6個層次 1) .地下構(gòu)筑物屬性(51):以單個地下構(gòu)筑物為單元，內(nèi)容 主要包括地下構(gòu)筑物編號、名稱、建筑面積、用途、權(quán)屬單位、設(shè) 計單位、建設(shè)單位和管理單位；地下構(gòu)筑物屬性(51)模塊的信號同 時與外體屬性(52)和樁基屬性(53)模塊的信號進行電連接，其中 地下構(gòu)筑物屬性(51)模塊的信號與外體屬性(52)模塊的信號之間 為一對一屬性；地下構(gòu)筑物屬性(51)模塊的信號和外體屬性(52) 模塊的信號與樁基屬性(53)模塊的信號之間為一對零屬性或一對多 屬性； 2) .外體屬性(52):以外體為單元，內(nèi)容主要包括X、 Y、 Z軸向的最大、最小值，是否有樁基，連通面的個數(shù)和編號；外體屬 性(52)模塊的信號同時與內(nèi)體屬性(54)和三維面屬性(55)模塊 的信號進行電連接，其中外體屬性(52)模塊的信號與內(nèi)體屬性(54)模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性；外體屬性(52)模塊的 信號與三維面屬性(55)模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性;3) .樁基屬性(53):以平面連成片的同類型樁基礎(chǔ)為單元， 內(nèi)容主要包括樁基組編號、材質(zhì)類型、水平截面類型和樁長；4) .內(nèi)體屬性(54):以內(nèi)體為單元，內(nèi)容包括內(nèi)體編號、 內(nèi)體是否為連通體；內(nèi)體屬性(54)模塊的信號同時與三維面屬性(55) 和構(gòu)件屬性(56)模塊的信號進行電連接，其中內(nèi)體屬性(54)模 塊的信號與三維面屬性(55)模塊的信號之間為一對一屬性或一對多 屬性；內(nèi)體屬性(54)模塊的信號與構(gòu)件屬性(56)模塊的信號之間 為一對零屬性或一對多屬性；5) .三維面屬性(55):以為三維面為單元，內(nèi)容主要包括 面編號、面類型，顏色或貼面，如果是連通面則記錄連通狀態(tài)；其中 三維面屬性(55)模塊的信號與外體屬性(52)模塊的信號之間為一 對一屬性或一對多屬性;三維面屬性(55)模塊的信號與內(nèi)體屬性(54) 模塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性；6) .構(gòu)件屬性(56):以構(gòu)件為單元，內(nèi)容主要包括構(gòu)件編 號、構(gòu)件類型、構(gòu)件名稱、空間基點位置和旋轉(zhuǎn)角度；其中構(gòu)件屬 性(56)模塊的信號與內(nèi)體屬性(54)模塊的信號之間為一對零屬性 或一對多屬性；步驟6.地理定位(6) 將所有模型按照真實位置和方向定位到統(tǒng)一的空間坐標系中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法，其特征在于所述的基本層模型(7)包括模擬體數(shù)據(jù)(72)、模擬外體(73)、外體(74)、模擬樁體(75)和 樁基(76)，其中所述的模擬體數(shù)據(jù)(72)模塊包括模擬外體(73) 模塊和模擬樁體(75)模塊；模擬外體(73)模塊的信號與外體(74) 模塊的信號之間為一對一屬性連接；模擬樁體(75)與樁基(76)模 塊的信號之間為一對一屬性或一對多屬性連接;外體(74)與樁基(76) 模塊的信號之間為一對零屬性或一對多屬性連接；所述的外體(74)用以表達除了樁基礎(chǔ)以外的地下構(gòu)筑物的外部 輪廓和進行空間形態(tài)分析，以構(gòu)筑物的外表面為界，模型以多個三維 面的組合來描述外體，其具體工作步驟是1) .每一個地下構(gòu)筑物有且只有一個外體；2) .每一個外體由多個三維面組成；3) .附加連通面(70):在外體模型中設(shè)計附加在外表面上的連 通面(70);所述的樁基(76)模型用以表達地下構(gòu)筑物的樁基，其具體工作 步驟是1) .以構(gòu)筑物每根樁的中心位置和長度為依據(jù)，模型以一組或 多組直線的方式來描述樁基；2) .平面位置以樁基的橫截面中心位置點表示，起始深度以線模擬體數(shù)據(jù)模型包括模擬外體和模擬樁體，用以輔助地下構(gòu)筑物 在三維空間中的分析，模型突出構(gòu)筑物的三維體特征，以地下構(gòu)筑物 外體、樁基布設(shè)區(qū)為體的構(gòu)成框架，以空間體的方式存儲數(shù)據(jù)，通過對外體、樁基進行基本形態(tài)模擬而建立；所述的模擬外體(73)為忽略或綜合地下構(gòu)筑物外部較為復雜的 細部形態(tài)，將其整合為規(guī)則幾何體的組合，其具體工作步驟是 1) .保持地下構(gòu)筑物主體輪廓的準確； 2) .保證地下構(gòu)筑物的各個部分被包含在模擬外體之內(nèi)； 所述的模擬樁體(75)由地下構(gòu)筑物樁基所在區(qū)域模擬而成，其具體工作步驟是 1) .根據(jù)樁基類型和排列分布， 一個地下構(gòu)筑物可以有多個擬 合樁體； 2) .模擬樁體由樁基布設(shè)的平面區(qū)域和高度范圍作為框架而形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三 維數(shù)字化模型構(gòu)建方法，其特征在于所述的連通層模型(8)位于 外體之內(nèi)，用于表達地下構(gòu)筑主體的內(nèi)部表面形態(tài)和尺寸，以及各個分部之間連通關(guān)系和形態(tài)，連通層模型主要對象是內(nèi)體(81)，包括 普通內(nèi)體和連通體(82)，其中所述的普通內(nèi)體是指具有一定使用意義的功能性辦公室和食堂的 建筑單元，其具體工作步驟是1) . 一個地下構(gòu)筑物有至少l個內(nèi)體(81); 2) .內(nèi)體(81)為平面分布并垂直分為幾層； 所述的連通體(82)為內(nèi)體中特殊的建筑單元電梯，樓梯和車道，連通體(82)連接到達地面或各個水平層面，其具體工作步驟是- 1) .模型以構(gòu)筑物的內(nèi)表面為界，以多個三維面的組合來描述內(nèi)體； 2) .與外體的連通面對應，在內(nèi)體模型中也設(shè)計了可以附加在內(nèi) 表面上的連通面，其中，普通內(nèi)體上一定存在一個或一個以上的連通 面，連通體上一定存在兩個或兩個以上的連通面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維 數(shù)字化模型構(gòu)建方法，其特征在于所述的擴展層模型(9)用于表達地下構(gòu)筑內(nèi)部非結(jié)構(gòu)性的物體，包括簡易隔墻、吊頂、圍欄、地鐵閘機、售票亭和地下商鋪柜臺；擴展層模型主要對象是構(gòu)件(91)， 構(gòu)件類型分為點狀、線狀和面狀三類，根據(jù)特性，地下構(gòu)筑物主體內(nèi) 部的部分物體分別可以簡化為點構(gòu)件、線構(gòu)件和面構(gòu)件，其具體工作 步驟是 1) .所述的點構(gòu)件以一個三維空間點來存儲其空間位置，并結(jié)合 三維點符號來表現(xiàn)； 2) .所述的線構(gòu)件以一組連續(xù)的三維空間點來存儲其空間位置， 并結(jié)合三維線符號來表現(xiàn)； 3) .所述的面構(gòu)件以一組連續(xù)且首尾相接，并處于一個平面的三維空間點來存儲其空間位置，結(jié)合三維面符號來表現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法，其特征在于所述的連通面(70)依附在組成外體或內(nèi)體的面上，連通面依附在外體上時，必然在該連通面相對 位置的內(nèi)體面上也存在一個連通面，并形成一一對應關(guān)系，其具體工 作步驟是-1) .地下構(gòu)筑物與外界連通的出入口；2) .地下構(gòu)筑物與其它地下構(gòu)筑物連通的出入口；3) .地下構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的連通；4) .每個連通面都以三維面表達。
全文摘要
一種涉及信息技術(shù)應用領(lǐng)域，尤指一種可用于空間分析的地下構(gòu)筑物三維數(shù)字化模型構(gòu)建方法。該系統(tǒng)有地下構(gòu)筑物數(shù)字化模型、模型整體及計算機軟硬件；該方法用地下構(gòu)筑物三維空間數(shù)據(jù)模型，對各類位于地下的構(gòu)筑物，以及地面構(gòu)筑物的地下延伸部分的基本實體進行三維數(shù)字化模型構(gòu)建，再現(xiàn)模擬空間物體；通過模型描述對象、三維面、體、模型分層、基本層模型、連通層模型和擴展層模型的層間關(guān)系，來完成模型整體設(shè)計。本發(fā)明的優(yōu)點該方法構(gòu)建的地下構(gòu)筑物數(shù)字化模型能夠滿足地下空間規(guī)劃、管理的應用需求，能夠表達地下構(gòu)筑物不可見的外部表面和可見到的內(nèi)部表面；能夠滿足地下空間檢索和分析運算的需要，該方法能廣泛地使用，不存在安全問題。
文檔編號G06T17/00GK101404090SQ200810202869
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者倪麗萍, 施秋良, 欣 蔣, 郭亨波, 俊 陸 申請人:上海城市發(fā)展信息研究中心;上海博坤信息技術(shù)有限公司