多维度建筑物单体模型构建方法

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0201

测绘通报 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (2): 1-6.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2025.0201

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多维度建筑物单体模型构建方法

吕朋超^1,2,3,4, 李海洋^1,2,3,4, 江岭^1,2,3,4, 梁明¹, 位宏^2,3,4, 张大鹏^2,3,4

1. 安徽大学资源与环境工程学院, 安徽合肥 230601;
2. 滁州学院地理信息与旅游学院, 安徽滁州 239000;
3. 滁州学院安徽省实景地理环境重点实验室, 安徽滁州 239000;
4. 安徽省遥感与地理信息工程研究中心, 安徽滁州 239000

收稿日期:2024-06-07 发布日期:2025-03-03
通讯作者: 位宏。E-mail:hongwei@chzu.edu.cn
作者简介:吕朋超(1999—),男,硕士生,主要研究方向为实景三维建设。E-mail:599128165@qq.com
基金资助:
安徽省优秀科研创新团队项目(2023AH010071);安徽省高等学校科学研究项目重大项目(2022AH040156);安徽省高校优秀青年科研项目(2022AH030112);安徽省实景地理环境重点试验室开放基金(2023PGE007);国家自然科学基金(42401506);安徽省教育厅科研计划重点项目(2024AH051396);安徽省高校学科(专业)拔尖人才学术资助项目(gxbjZD2022069)

Construction method of multi-dimensional building single body model

Lü Pengchao^1,2,3,4, LI Haiyang^1,2,3,4, JIANG Ling^1,2,3,4, LIANG Ming¹, WEI Hong^2,3,4, ZHANG Dapeng^2,3,4

1. School of Resources and Environment, Anhui University, Hefei 230601, China;
2. School of Geographic Information and Tourism, Chuzhou University, Chuzhou 239000, China;
3. Anhui Provincial Key Laboratory of Realistic Geographical Environment, Chuzhou University, Chuzhou 239000, China;
4. Anhui Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Integration and Application, Chuzhou 239000, China

Received:2024-06-07 Published:2025-03-03

摘要/Abstract

摘要： 当前实景三维建筑模型数据体量巨大,给模型存储与实时加载显示带来了挑战。然而,现有研究主要聚焦建筑物原始模型单体化、轻量化及可视化操作,难以满足不同应用场景下的城市空间分析和管理需求。为此,本文提出了一种面向建筑物实体模型的多维度单体模型构建方法。该方法以倾斜摄影建模生成的OSGB数据为基础,利用建筑物的矢量轮廓切割出建筑物单体模型,然后采用二次误差度量(QEM)算法对建筑物模型进行简化,通过对比不同简化等级建筑物模型的几何参数及形态特征,确定不同维度建筑物模型间简化程度,最终实现不同维度建筑物单体模型构建。试验结果表明,三维建筑模型的多维度单体构建结果满足了城市地理标记语言(CityGML)中建筑物细节层次(LOD)的要求,且相较于传统建筑信息模型(BIM)的多细节层次简化,其自动化程度更高。该方法可以在有限的数据下完成建筑模型之间的转换,能够构建不同维度的三维建筑模型单体,并将其应用于不同的层次和场景,满足城市空间分析和管理的需要。

关键词: 实景三维, QEM算法, 模型简化, 特征提取, 多维度建筑物模型

Abstract: The current live 3D building model data volume is huge, which brings challenges to model storage and real-time loading display. However, the existing research mainly focuses on the monolithicization, lightweighting and visualization of the original building model, which is difficult to meet the needs of urban spatial analysis and management under different application scenarios. For this reason, this paper proposes a multi-dimensional monolithic model construction method for building solid models. The method is based on OSGB data generated by inclined photography modeling, and cuts out the monolithic model of the building by using the vector contour of the building, then simplifies the building model by using the quadic error metrics (QEM) algorithm, and determines the geometrical parameters and morphological features of the building models of different simplification levels by comparing the different simplification levels. By comparing the geometric parameters and morphological features of building models of different simplification levels, the degree of simplification between building models of different dimensions is determined, and the construction of building monolithic models of different dimensions is finally realized. The experimental results show that the multi-dimensional monolithic construction of the 3D building model meets the requirements of level of details (LOD) in city geography markup language (CityGML), and compares favorably with the traditional building information modeling (BIM),it has a higher degree of automation.The method can complete the conversion between building models with limited data, and can construct 3D building model monoliths with different dimensions and apply them to different levels and scenarios to meet the needs of urban spatial analysis and management.

Key words: realistic 3D, QEM algorithm, model simplification, feature extraction, multi-dimensional building model

中图分类号:

P231

吕朋超, 李海洋, 江岭, 梁明, 位宏, 张大鹏. 多维度建筑物单体模型构建方法[J]. 测绘通报, 2025, 0(2): 1-6.

Lü Pengchao, LI Haiyang, JIANG Ling, LIANG Ming, WEI Hong, ZHANG Dapeng. Construction method of multi-dimensional building single body model[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2025, 0(2): 1-6.

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Construction method of multi-dimensional building single body model

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