顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，屬于地理空間信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)方案包括以下步驟：剖分復(fù)雜三維建筑物模型中多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象為三角格網(wǎng)化且平面離散化的語(yǔ)義面對(duì)象集合，提供特征語(yǔ)義關(guān)系解析和幾何計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；分類(lèi)提取語(yǔ)義面對(duì)象基礎(chǔ)上的多層次特征語(yǔ)義關(guān)系，提供解析剖切計(jì)算單元的約束條件；解析正則幾何形體化的原子語(yǔ)義實(shí)體集作為剖切計(jì)算單元；逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何形體，構(gòu)建剖面并自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。本發(fā)明可以用于靈活創(chuàng)建直觀展示復(fù)雜三維建筑物模型內(nèi)部構(gòu)造并支持模型結(jié)構(gòu)間隱含關(guān)系解析計(jì)算的立體剖面模型，有助于發(fā)揮三維模型的數(shù)據(jù)價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
顧及一致性的復(fù)雜Ξ維建筑物模型剖切建模方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于地理空間信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種顧及一致性的復(fù)雜Ξ維建 筑物模型剖切建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)雜Ξ維建筑物模型（Complex 3D Building Models)是外觀高度逼真且內(nèi)部結(jié) 構(gòu)精細(xì)詳盡的Ξ維建筑物模型。復(fù)雜Ξ維建筑物模型因具有對(duì)室內(nèi)環(huán)境中建筑構(gòu)件、構(gòu)建 結(jié)構(gòu)關(guān)系與語(yǔ)義信息的詳盡描述，能支持專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用所需豐富室內(nèi)特征信息的查詢(xún)與解 析，已成為±木工程、建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、公共安全管理與應(yīng)急響應(yīng)等各類(lèi)數(shù)字地球和數(shù) 字區(qū)域建設(shè)專(zhuān)題地理空間信息系統(tǒng)廣泛采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型。
[0003] 幾何和語(yǔ)義是基于當(dāng)前建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)主 流行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IFC、KML、IndoorGML和CityGML描述復(fù)雜Ξ維建筑物模型的兩大構(gòu)成要素。城市 地上下室內(nèi)空間的精細(xì)化利用，使如展館、購(gòu)物中屯、、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)等各類(lèi)公共建筑的室內(nèi)環(huán) 境日趨復(fù)雜，針對(duì)運(yùn)些建筑的復(fù)雜Ξ維建筑物模型因此包含:①形態(tài)各異且交錯(cuò)分布的幾 何結(jié)構(gòu)，②幾何結(jié)構(gòu)間錯(cuò)綜復(fù)雜的拓?fù)潢P(guān)系，W及③結(jié)構(gòu)部件間豐富多樣的語(yǔ)義關(guān)系。運(yùn)些 日益增強(qiáng)的復(fù)雜性嚴(yán)重制約用戶(hù)對(duì)模型所表達(dá)的虛擬室內(nèi)場(chǎng)景中特征信息的透徹感知、直 觀理解與數(shù)值分析。立體剖面模型作為一種能直觀展示復(fù)雜模型內(nèi)部構(gòu)造并支持模型結(jié)構(gòu) 間隱含關(guān)系解析計(jì)算的立體表現(xiàn)形式，因而逐步成為支持復(fù)雜Ξ維建筑物模型特征展示和 結(jié)構(gòu)解析的重要內(nèi)容。實(shí)時(shí)、靈活且準(zhǔn)確的復(fù)雜Ξ維建筑物模型剖切建模方法由此成為地 理空間信息系統(tǒng)領(lǐng)域中提升模型應(yīng)用分析能力的重要技術(shù)之一。
[0004] 數(shù)據(jù)內(nèi)容的一致性是Ξ維模型數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。作為包含復(fù)雜幾何和豐 富語(yǔ)義的復(fù)雜Ξ維建筑物模型的特殊表現(xiàn)形式，立體剖面模型因此除了需要滿(mǎn)足自身幾何 與語(yǔ)義信息的一致性，還需要滿(mǎn)足與原復(fù)雜Ξ維建筑物模型幾何拓?fù)渑c語(yǔ)義關(guān)系的一致 性。能否實(shí)現(xiàn)顧及幾何與語(yǔ)義一致性的剖面建模不僅決定了立體剖面模型的質(zhì)量，也是利 用立體剖面模型對(duì)復(fù)雜虛擬室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行科學(xué)計(jì)算可視化，特別是探索式解析分析的前提 條件。
[0005] 利用激光掃描或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design,CAD)技術(shù)建模是當(dāng)前 地理空間信息系統(tǒng)中獲取并創(chuàng)建復(fù)雜Ξ維建筑物幾何模型的主要技術(shù)手段。由運(yùn)種建模方 式生成的復(fù)雜Ξ維建筑物模型具有W表面模型表達(dá)的共性特點(diǎn)；構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜Ξ維建筑物 模型的基本幾何要素又具有①獨(dú)立平面，②邊界開(kāi)放的規(guī)則網(wǎng)格曲面，或③構(gòu)成有限封 閉空間正則幾何形體且可參數(shù)化的網(wǎng)格曲面混合表達(dá)的多表面形態(tài)類(lèi)型特征；在此基礎(chǔ) 上，面向當(dāng)前建筑信息模型主流行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的語(yǔ)義增強(qiáng)建模，也自然地W基本幾何對(duì)象 為語(yǔ)義概念表達(dá)的基本粒度，并通過(guò)表面集合表示的方式支持建立在體或組幾何結(jié)構(gòu)上的 高層次語(yǔ)義概念的表達(dá);根據(jù)對(duì)象表面構(gòu)成的維度特點(diǎn)，運(yùn)些語(yǔ)義概念可被劃分為語(yǔ)義面 對(duì)象和語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象。由于模型幾何構(gòu)成的復(fù)雜性W及不同層次語(yǔ)義對(duì)象間基本幾何對(duì)象 的重疊和共用，復(fù)雜Ξ維建筑物模型具有多層次緊密相關(guān)的幾何拓?fù)潢P(guān)系與語(yǔ)義關(guān)系，且 相關(guān)關(guān)系的復(fù)雜性隨著模型復(fù)雜度的增大而增強(qiáng)。因此，面對(duì)現(xiàn)有各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域地理空間信 息系統(tǒng)中大量使用，W表面模型構(gòu)成并具有多層次幾何語(yǔ)義相關(guān)性的復(fù)雜Ξ維建筑物模 型，如何在顧及幾何與語(yǔ)義一致性的前提下，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、靈活且準(zhǔn)確剖面建模成為發(fā)揮模型 數(shù)據(jù)價(jià)值的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0006] 現(xiàn)有面向表面模型的剖切方法主要集中在計(jì)算機(jī)圖形圖像處理領(lǐng)域，在工程施工 管理、地質(zhì)分析和醫(yī)學(xué)等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造專(zhuān)題應(yīng)用中較為廣泛。相關(guān)方法主要面向具 有開(kāi)放邊界的連續(xù)2.5維表面模型面對(duì)象或構(gòu)成有限封閉空間且滿(mǎn)足正則形體(流形)的表 面模型，側(cè)重剖面輪廓線的提取和子表面的重建;在一致性維護(hù)方面，則主要側(cè)重子表面和 原表面對(duì)象幾何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致，W及子表面幾何的完整性?？傮w來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)方法已經(jīng) 能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)格量龐大且?guī)缀伪砻嫘螒B(tài)復(fù)雜的Ξ維模型剖切建模，該領(lǐng)域技術(shù)方法在下列文 獻(xiàn)中均有論述:一種Ξ維地質(zhì)模型的地質(zhì)剖面輸出方法，專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)：104299269Α;Ξ維網(wǎng) 格模型的剖切方法，專(zhuān)利公開(kāi)號(hào):CN 101441780Α;陳小橋，章虎，謝紅生.Ξ角網(wǎng)格模型的快 速剖切方法[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(21 ):119-122;李衷怡，趙新方.Ξ角網(wǎng)格剖切算 法的研究[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2007,35(3) :4-4;秦緒佳，侯建華.醫(yī)學(xué)圖像Ξ維重建模 型的剖切與立體視窗剪裁[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2002,14(3) :275-279;張小 青，吳坤華，黃鶴.基于Ξ角網(wǎng)格模型的剖面輪廓信息提取[J].測(cè)繪通報(bào)，2012(9) :26-28; Anglada Μ V.An improved incremental algorithm for constructing restricted Delaunay tri曰ngul曰tions[J].Computers&Gr曰phics,1997,21(2):215-223;Bruyns CD, Senger S.Interactive cutting of 3D surface meshes[J].Computers&Graphics,2001, 25(4):635-642;Ji Z,Liu L,Chen Z,et al.Easy mesh cutting[C]//Computer Graphics Forum.Blackwell Publishing,Inc,2006,25(3):283-291;Hoppe H.Efficient implementation of progressive meshes[J].Computers&Graphics,1998,22(1):27-36; Zhou Y,Chen W,Tang Z.An elaborate ambiguity detection method for constructing isosurfaces within tetrahedral meshes[J].Computers&Graphics,1995,19(3):355- 364；Nienhuys H W,van der Stappen A F.A Delaunay approach to interactive cutting in triangulated surfaces[M]//Algorithmic Foundations of Robotics V.Springer Berlin Heide化erg,2004:113-129。
[0007] 然而，不同于現(xiàn)有剖切方法所針對(duì)的幾何數(shù)據(jù)量和幾何表面形態(tài)復(fù)雜性，復(fù)雜Ξ 維建筑模型的復(fù)雜性在于幾何與語(yǔ)義要素的綜合構(gòu)成上，不僅具有不同層次語(yǔ)義對(duì)象間形 態(tài)各異的基本幾何對(duì)象的重疊和共用的特點(diǎn)，還具有多層次緊密相關(guān)的幾何拓?fù)潢P(guān)系與語(yǔ) 義關(guān)系;模型中大量存在：
[0008] ①不同層次語(yǔ)義對(duì)象的幾何表面間不完備的拓?fù)溥B接。完備的拓?fù)溥B接要求幾何 表面相交于公共邊，而復(fù)雜Ξ維建筑物模型中幾何表面通常通過(guò)激光掃描點(diǎn)云逐面提取或 逐部件的CAD參數(shù)化建模建立，因此，原始模型存在大量不完備的拓?fù)溥B接面片；
[0009] ②體概念層次的語(yǔ)義對(duì)象在幾何構(gòu)成上的開(kāi)放邊界。如室內(nèi)空間中的走廊等幾何 邊界半開(kāi)放的語(yǔ)義連接對(duì)象或房間等包含口窗等不同語(yǔ)義層次開(kāi)口的空間對(duì)象。
[0010] 而現(xiàn)有剖切建模方法面向單體幾何對(duì)象設(shè)計(jì)，因此在處理由形態(tài)各異且交錯(cuò)分布 的獨(dú)立平面或網(wǎng)格曲面綜合構(gòu)成的復(fù)雜Ξ維建筑模型時(shí)，只能首先對(duì)運(yùn)些多樣性形態(tài)的幾 何對(duì)象逐一執(zhí)行表面剖切操作;然后，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建剖面W及重建剖面與原模型表面間 的拓?fù)渑c語(yǔ)義關(guān)系。在第二步處理過(guò)程中，上述不完備的拓?fù)溥B接和開(kāi)放邊界問(wèn)題將導(dǎo)致 有效剖面信息的丟失，直接影響立體剖面模型的幾何完整性，并影響正確拓?fù)潢P(guān)系和完備 語(yǔ)義關(guān)系的自動(dòng)重構(gòu)，因此現(xiàn)有幾何圖形剖切技術(shù)也就難W實(shí)現(xiàn)顧及一致性的復(fù)雜Ξ維建 筑物模型自動(dòng)剖切建模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，面向幾何構(gòu)成上由多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象 混合表達(dá)且具有多層次緊密相關(guān)拓?fù)潢P(guān)系與語(yǔ)義關(guān)系的復(fù)雜Ξ維建筑物模型，提供一種顧 及幾何與語(yǔ)義一致性的自動(dòng)化剖切建模方法。所述一致性具體是指通過(guò)剖切建模方法生成 的立體剖面模型能夠滿(mǎn)足自身幾何與語(yǔ)義構(gòu)成的完整性、拓?fù)潢P(guān)系與語(yǔ)義關(guān)系的正確性W 及與原模型在幾何與語(yǔ)義上對(duì)象及關(guān)系的匹配性。
[0012] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:顧及一致性的復(fù)雜Ξ維建筑物模型 剖切建模方法，包括W下步驟：
[0013] 1)讀取構(gòu)成Ξ維建筑物模型的多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象集及其帶有的多層次語(yǔ)義信 息，逐一將多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象剖分為幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念描述粒度統(tǒng)一的語(yǔ)義 表面對(duì)象集；
[0014] 2)提取剖分后的語(yǔ)義表面對(duì)象集關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義信息，根據(jù)語(yǔ)義對(duì)象的嵌套包含關(guān)系 建立語(yǔ)義對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)；分類(lèi)提取相鄰層次語(yǔ)義對(duì)象間的語(yǔ)義組合關(guān)系和語(yǔ)義聚合關(guān) 系；
[0015] 3)利用語(yǔ)義組合關(guān)系和語(yǔ)義聚合關(guān)系，從語(yǔ)義表面對(duì)象集中解析原子語(yǔ)義實(shí)體 集，并正則形體化各原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何形體；
[0016] 4)利用設(shè)定的剖切面對(duì)象，逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體幾何形體的同時(shí)構(gòu)建剖面，并 根據(jù)層次結(jié)構(gòu)、自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。
[0017] 所述逐一將多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象剖分為幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念描述粒度 統(tǒng)一的語(yǔ)義表面對(duì)象集包括W下步驟：
[0018] 步驟2.1，根據(jù)幾何形態(tài)類(lèi)型和所關(guān)聯(lián)的最低層次語(yǔ)義粒度將表面劃分為Ξ種類(lèi) 型：
[0019] d)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面；
[0020] e)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面；
[0021] f)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面；
[0022] 步驟2.2,根據(jù)不同的表面類(lèi)型進(jìn)行剖分操作，對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行Ξ角格網(wǎng)化。
[0023] 所述利用語(yǔ)義組合關(guān)系和語(yǔ)義聚合關(guān)系，從語(yǔ)義表面對(duì)象集中解析原子語(yǔ)義實(shí)體 集，并正則形體化各原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何形體包括W下步驟：
[0024] 步驟3.1，提取原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集:根據(jù)模型中的多層次語(yǔ)義聚合關(guān)系，從語(yǔ)義 表面對(duì)象集中逐個(gè)提取多層次語(yǔ)義聚合關(guān)系中最低層次的語(yǔ)義實(shí)體，標(biāo)記為原子語(yǔ)義實(shí)體 對(duì)象；
[0025] 步驟3.2，正則形體化原子語(yǔ)義實(shí)體:利用語(yǔ)義組合關(guān)系，從步驟3.1提取的原子語(yǔ) 義實(shí)體對(duì)象集中逐個(gè)提取原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何表面，從W下步驟中選擇相應(yīng)正則化的具體 修正操作：
[0026] 步驟3.2a，對(duì)具有語(yǔ)義聚合關(guān)系的兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)插入交邊修正幾 何表面間不完備的拓?fù)溥B接，包括W下子步驟：
[0027] I)提取任意兩個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面集合；
[0028] II)依次得到表面集合間兩兩表面對(duì)象的交線段，分別保存交線段到相交表面；
[0029] III)遍歷兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的每個(gè)表面;在W原有點(diǎn)和邊為基本特征的同時(shí)， W交線段為約束特征，進(jìn)行特征約束的Ξ角剖分計(jì)算，得到交邊修正的幾何表面；
[0030] 步驟3.化，對(duì)每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體，通過(guò)插入填充面修正幾何表面間的開(kāi)放邊界，包 括W下子步驟：
[0031] IV)提取原子語(yǔ)義實(shí)體幾何表面集合；
[0032] I)提取每個(gè)幾何平面的邊界輪廓線，保存為線段數(shù)組；
[0033] II)遍歷每個(gè)線段數(shù)組，提取只出現(xiàn)一次的線段集合；
[0034] IV)在只出現(xiàn)一次的線段集合中捜索封閉多邊形，直到集合中所有線段被使用過(guò)；
[0035] V)根據(jù)不同的表面類(lèi)型進(jìn)行剖分操作，Ξ角平面化每一個(gè)封閉多邊形；將Ξ角平 面化的多邊形網(wǎng)格作為原子語(yǔ)義實(shí)體正則形體化的填充面。
[0036] 所述根據(jù)不同的表面類(lèi)型進(jìn)行剖分操作包括W下步驟：
[0037] 步驟1.2a，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面對(duì)象，W原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特征點(diǎn)，W 原始格網(wǎng)表面中的邊為特征邊直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行Ξ角格網(wǎng)化；
[0038] 步驟1.化，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行W下子步驟：
[0039] I)根據(jù)網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面；
[0040] II)將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承原 網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息；
[0041] III)對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象，W表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特 征點(diǎn)，W表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的邊為特征邊直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行Ξ角格網(wǎng) 化；
[0042] 步驟Ic，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行W下子步驟：
[0043] I)根據(jù)網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面；
[0044] II)基于網(wǎng)格曲面對(duì)象所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，創(chuàng)建相對(duì)于語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象低一層 次的語(yǔ)義面對(duì)象概念并插入原網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息中；
[0045] III)將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承插 入語(yǔ)義面對(duì)象之后的各層次語(yǔ)義信息；
[0046] IV)對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象，W表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特 征點(diǎn)，W表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的邊為特征邊直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行Ξ角格網(wǎng) 化。
[0047] 所述步驟3.2中正則形體化原子語(yǔ)義實(shí)體后，還修正原子語(yǔ)義實(shí)體集的室內(nèi)空間 覆蓋，從W下步驟中選擇具體的修正操作：
[0048] 步驟3.3a，對(duì)兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，體素邊界收縮至消除對(duì)象間的空間重疊；
[0049] 步驟3.3b，對(duì)兩兩相鄰原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，體素局部邊界膨脹至填充原子語(yǔ)義實(shí) 體間的空隙。
[0050] 所述利用設(shè)定的剖切面對(duì)象，逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體幾何形體的同時(shí)構(gòu)建剖面包 括w下步驟：
[0051 ]步驟4.1，幾何求交:計(jì)算設(shè)定的剖切面與原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的交線段；
[0052] 步驟4.2,表面剖分:在W原有點(diǎn)和邊為基本特征的同時(shí)，W交線段為約束特征;分 別對(duì)產(chǎn)生交線的剖面Ξ角形和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面進(jìn)行Ξ角剖分計(jì)算，得到步驟 4.1所得交線段約束的剖面Ξ角網(wǎng)和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面；
[0053] 步驟4.3,表面分割:通過(guò)構(gòu)建BSP樹(shù)分割剖分后的剖面和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的表 面對(duì)象集;根據(jù)表面對(duì)象集中待分割表面與分割空間所屬關(guān)系，從W下步驟中選擇具體操 作：
[0054] 步驟4.3a，構(gòu)建剖切面的BSP樹(shù)，BSP樹(shù)將空間分割為W帶有方向?qū)傩缘钠是忻鏋?邊界的正向空間space+和反向空間space-;將原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面劃分為分別對(duì) 應(yīng)剖切面正向空間和反向空間的兩組分割表面集BSspace+和BSspace-;
[0055] 步驟4.3b，構(gòu)建原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的BSP樹(shù)，所述BSP樹(shù)將空間分割為W 幾何表面為邊界的形體內(nèi)空間spacein和形體外空間spaceout;提取表面剖分后剖切面在 spacein中的Ξ角網(wǎng)格集創(chuàng)建為原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何剖面對(duì)象BSsection;
[0056] 步驟4.4，形體重構(gòu)：通過(guò)步驟4.3獲得的BSspace+、BSspace-，W及BSsecticm，重建剖切 后原子語(yǔ)義實(shí)體相對(duì)于剖切面的兩部分幾何形體，具體執(zhí)行W下分組：
[0057] 步驟4.4a，直接組合BSspace-和BSsectinn為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)應(yīng)space-的幾何形體；
[0化引步驟4.4b，通過(guò)逆序排列BSsection中各Ξ角形頂點(diǎn)，包I建與BSsection表面方向相反的 表面集BSseetiDn-;組合BSspaee+和BSseetiDn-為原子語(yǔ)義頭體對(duì)應(yīng)Space +的幾何形體。
[0059] 所述根據(jù)層次結(jié)構(gòu)、自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象包括W下步驟：
[0060] 步驟4.5，創(chuàng)建剖面對(duì)象的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)，具體執(zhí)行W下步驟：
[0061] I)依據(jù)幾何相交的表面對(duì)象，自底向上判別并標(biāo)記步驟2建立的語(yǔ)義對(duì)象層次結(jié) 構(gòu)中各層次相交的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)為nodecut;
[0062] II)在每一個(gè)nodecut的原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)下，插入一個(gè)關(guān)聯(lián)相應(yīng)幾何剖面BSsection 的語(yǔ)義面對(duì)象nodesection;
[0063] 步驟4.6，層次分解語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)，具體執(zhí)行W下步驟：
[0064] I)分別創(chuàng)建對(duì)應(yīng)space+和space-的立體剖面模型對(duì)象Mspace+和Mspace-;
[0065] II)自頂向下，逐層遍歷原模型各層次中的語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的nodecut標(biāo) 記，分類(lèi)執(zhí)行W下處理步驟：
[0066] a)對(duì)于每一個(gè)nodecut語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，分別拷貝SjMspace+和Mspace-下；
[0067] b)對(duì)于其余節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與space+或space-的隸屬關(guān)系拷貝到相 應(yīng) Mspace+或 Mspace-下；
[006引在遍歷并分解所有語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)后，分別恢復(fù)Mspace+和Mspace-中各結(jié)點(diǎn)在原模型中 的語(yǔ)義聚合關(guān)系；
[0069] III)遍歷組合為各原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的node。。*標(biāo)記，分 類(lèi)執(zhí)行W下處理步驟：
[0070] a)對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中每一個(gè)nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，分別拷貝到Mspace+和Mspace-中；同 時(shí)，分別關(guān)聯(lián)表面剖分后劃分到space+和space-的幾何對(duì)象；
[0071] b)對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中沒(méi)有標(biāo)記nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與 space+或space-的隸屬關(guān)系，拷貝到相應(yīng)Mspace+和Mspace-下并保留其幾何關(guān)聯(lián)倍息；
[00巧 C)對(duì)于新插入的nodesection節(jié)點(diǎn)，分別拷貝SjMspace +和Mspace-中；同時(shí)，分別關(guān)聯(lián)幾 何對(duì)象BSseGtinn-和BSseetion ;
[0073] 在遍歷處理每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)后，分別在Mspaee+和Mspace- 中，恢復(fù)其與相應(yīng)語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義組成關(guān)系
[0074] 本發(fā)明具有W下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：
[0075] 1.為現(xiàn)有各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域地理空間信息系統(tǒng)中大量使用，W表面模型構(gòu)成并具有多層 次幾何語(yǔ)義相關(guān)性的復(fù)雜Ξ維建筑物模型，提供一種能夠顧及幾何與語(yǔ)義一致性的立體剖 面模型自動(dòng)構(gòu)建方案。
[0076] 2.解決了現(xiàn)有幾何圖形剖切算法缺乏處理"復(fù)雜Ξ維建筑物模型多形態(tài)類(lèi)型表面 構(gòu)成中幾何形體的維度和語(yǔ)義概念的描述粒度不匹配，且存在對(duì)象間不完備拓?fù)滏溄雍烷_(kāi) 放邊界"的方案，進(jìn)而無(wú)法自動(dòng)創(chuàng)建完整剖面并無(wú)法正確重建剖面模型拓?fù)潢P(guān)系和語(yǔ)義關(guān) 系的問(wèn)題。
[0077] 3.本發(fā)明方法可W適用于利用任意形態(tài)的剖面，靈活創(chuàng)建直觀展示復(fù)雜Ξ維建筑 物模型內(nèi)部構(gòu)造并支持模型結(jié)構(gòu)間隱含關(guān)系解析計(jì)算的立體剖面模型，有助于發(fā)揮Ξ維模 型的數(shù)據(jù)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0078] 圖1為本發(fā)明的總體流程圖；
[0079] 圖2為本發(fā)明的表面結(jié)構(gòu)剖分子流程圖.
[0080] 圖3為本發(fā)明的語(yǔ)義實(shí)體解析子流程圖；
[0081 ]圖4為本發(fā)明的語(yǔ)義實(shí)體剖切子流程圖；
[0082] 圖5a為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)待剖切復(fù)雜Ξ維建筑模型示意圖；
[0083] 圖化為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)折剖面立體剖切建模結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0084] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0085] 本發(fā)明設(shè)及一種顧及一致性的復(fù)雜Ξ維建筑物模型剖切建模方法，屬于地理空間 信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)方案包括W下步驟:a)剖分復(fù)雜Ξ維建筑物模型中多形態(tài)類(lèi)型表 面對(duì)象為Ξ角格網(wǎng)化且平面離散化的語(yǔ)義面對(duì)象集合，提供特征語(yǔ)義關(guān)系解析和幾何計(jì)算 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);b)分類(lèi)提取語(yǔ)義面對(duì)象基礎(chǔ)上的多層次特征語(yǔ)義關(guān)系，提供解析剖切計(jì)算單 元的約束條件;C)解析正則幾何形體化的原子語(yǔ)義實(shí)體集作為剖切計(jì)算單元;d)逐個(gè)剖切 原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何形體，構(gòu)建剖面并自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。本發(fā)明精神 的核屯、是在統(tǒng)一復(fù)雜Ξ維建筑物模型構(gòu)成元素幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念描述粒度的 基礎(chǔ)上，分類(lèi)歸納、解析并充分利用模型中的語(yǔ)義關(guān)系特征，提取正則形體化的原子語(yǔ)義實(shí) 體作為剖切計(jì)算的基本數(shù)據(jù)粒度，解決現(xiàn)有幾何圖形剖切方法無(wú)法自動(dòng)創(chuàng)建復(fù)雜Ξ維建筑 物模型完整剖面，進(jìn)而無(wú)法正確重建立體剖面模型幾何拓?fù)潢P(guān)系和語(yǔ)義關(guān)系的問(wèn)題；可W 用于靈活創(chuàng)建直觀展示復(fù)雜Ξ維建筑物模型內(nèi)部構(gòu)造并支持模型結(jié)構(gòu)間隱含關(guān)系解析計(jì) 算的立體剖面模型，有助于發(fā)揮Ξ維模型的數(shù)據(jù)價(jià)值。
[0086] 本發(fā)明的技術(shù)方案包括W下步驟：
[0087] 步驟1，表面結(jié)構(gòu)剖分:打開(kāi)一個(gè)復(fù)雜Ξ維建筑物模型的同時(shí)，提取模型構(gòu)成中關(guān) 聯(lián)多層次語(yǔ)義信息的表面對(duì)象集;逐一剖分多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象為統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一表 面形態(tài)類(lèi)型和統(tǒng)一基本語(yǔ)義粒度的語(yǔ)義對(duì)象集合。所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指ΚΞ角形為核屯、的 格網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);所述統(tǒng)一表面形態(tài)類(lèi)型指由連續(xù)格網(wǎng)單元構(gòu)成的平面;所述統(tǒng)一基本語(yǔ)義 粒度指復(fù)雜Ξ維建模物模型語(yǔ)義對(duì)象語(yǔ)義面-語(yǔ)義實(shí)體類(lèi)型劃分中的語(yǔ)義面對(duì)象。保存剖 分后關(guān)聯(lián)多層次語(yǔ)義信息的表面對(duì)象集作為步驟2和步驟3所利用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0088] 步驟2,語(yǔ)義關(guān)系解析:提取結(jié)構(gòu)剖分后的表面對(duì)象集關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義信息，根據(jù)語(yǔ)義 對(duì)象的包含關(guān)系在內(nèi)存中建立語(yǔ)義對(duì)象的層次結(jié)構(gòu);判斷并分類(lèi)提取相鄰層次語(yǔ)義對(duì)象間 的語(yǔ)義關(guān)系。自底向上依次提取的語(yǔ)義關(guān)系包括"語(yǔ)義面和語(yǔ)義實(shí)體之間的語(yǔ)義組合關(guān)系" W及"語(yǔ)義實(shí)體之間的語(yǔ)義聚合關(guān)系"。保存語(yǔ)義關(guān)系類(lèi)型作為步驟3所利用的（約束)參考 信息。
[0089] 步驟3,語(yǔ)義實(shí)體解析:利用步驟2解析確定的兩類(lèi)語(yǔ)義關(guān)系，從步驟1剖分得到的 Ξ角格網(wǎng)化且平面離散化的語(yǔ)義表面對(duì)象集中，解析完整表達(dá)復(fù)雜Ξ維建筑物模型的原子 語(yǔ)義實(shí)體集并正則形體化各原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何表達(dá)。所述原子語(yǔ)義實(shí)體指在復(fù)雜Ξ維建 筑物模型內(nèi)部占據(jù)連續(xù)幾何空間且在語(yǔ)義概念上不能再細(xì)分的語(yǔ)義實(shí)體;所述原子語(yǔ)義實(shí) 體集指W原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象為元素的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集，且集合元素完整而無(wú)重疊地覆蓋復(fù) 雜Ξ維建筑物模型內(nèi)部空間。解析獲得的正則形體化的原子語(yǔ)義實(shí)體作為步驟4中執(zhí)行剖 切計(jì)算的基本數(shù)據(jù)粒度。
[0090] 步驟4,語(yǔ)義實(shí)體剖切:根據(jù)交互式指定的剖切線/面/體和剖切方向構(gòu)建Ξ角格網(wǎng) 化的幾何剖切面對(duì)象;逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何形體并自頂向下逐層重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。 所述交互式方式包括通過(guò)文件讀入的間接方式和在虛擬場(chǎng)景中直接創(chuàng)建內(nèi)存對(duì)象的方式； 所述剖切方向包括相對(duì)于剖切面的正向和反向。保存立體剖面模型作為已知信息，用于對(duì) 虛擬室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行科學(xué)計(jì)算可視化和探索式解析分析。
[0091] 而且，所述步驟1中，多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象結(jié)構(gòu)剖分的實(shí)現(xiàn)方式包括W下子步驟：
[0092] 步驟1.1，根據(jù)幾何形態(tài)類(lèi)型和所關(guān)聯(lián)的最低層次語(yǔ)義粒度(語(yǔ)義面或語(yǔ)義實(shí)體） 將表面劃分為Ξ種類(lèi)型：
[0093] a)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面；
[0094] b)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面；
[0095] C)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面；
[0096] 步驟1.2,根據(jù)不同表面類(lèi)型從W下步驟中選擇相應(yīng)剖分操作的實(shí)現(xiàn)方式：
[0097] 步驟1.2a，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面對(duì)象：直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行Ξ角格網(wǎng)化 (Triangulation);所述Ξ角格網(wǎng)化W原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特征點(diǎn)，W原始格網(wǎng)表面中 的邊為特征邊;采用圖形學(xué)Ξ角剖分通用技術(shù)，包括經(jīng)典Delaunays角剖分算法及各類(lèi)特 征約束的改進(jìn)Ξ角剖分算法中的一種或多種組合實(shí)現(xiàn)。
[0098] 步驟1.化，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行W下子步驟：
[0099] I)根據(jù)網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面；
[0100] II)將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承原 網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息；
[0101] III)對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象執(zhí)行步驟1.2a操作；
[0102] 步驟1.2c，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行W下子步 驟：
[0103] I)根據(jù)網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面；
[0104] II)基于網(wǎng)格曲面對(duì)象所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，創(chuàng)建比語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象低一層次的 語(yǔ)義面對(duì)象，并插入原網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息中；
[0105] III)將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承插 入語(yǔ)義面對(duì)象之后的各層次語(yǔ)義信息；
[0106] IV)對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象執(zhí)行步驟1.2a操作；
[0107] 而且，所述步驟3中，原子語(yǔ)義實(shí)體集解析并正則形體化的實(shí)現(xiàn)方式包括W下子步 驟：
[0108] 步驟3.1，提取原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集:根據(jù)步驟2記錄的語(yǔ)義聚合關(guān)系，逐個(gè)提取最 低聚合層次的語(yǔ)義實(shí)體，標(biāo)記為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象。
[0109] 步驟3.2，正則形體化原子語(yǔ)義實(shí)體:利用步驟2記錄的語(yǔ)義組合關(guān)系，逐個(gè)提取原 子語(yǔ)義實(shí)體的幾何表面，并根據(jù)表面特征，從W下步驟中選擇相應(yīng)正則化的具體修正操作：
[0110] 步驟3.2a，對(duì)具有語(yǔ)義聚合關(guān)系的兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)插入交邊修正幾 何表面間不完備的拓?fù)溥B接，執(zhí)行W下子步驟：
[0111] I)提取兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面集合；
[0112] II)采用圖形學(xué)多邊形矢量求交通用技術(shù)的一種或多種組合，依次計(jì)算表面集合 間兩兩表面對(duì)象的交線段，分別保存交線段到相交表面；
[0113] III)遍歷兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的每個(gè)表面，采用圖形學(xué)中特征約束的Ξ角剖分通 用技術(shù)的一種或多種組合，W交線段為約束特征，依次進(jìn)行Ξ角剖分計(jì)算；
[0114] 步驟3.化，對(duì)每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體，通過(guò)插入填充面修正幾何表面間的開(kāi)放邊界，執(zhí) 行W下子步驟：
[0115] I)提取原子語(yǔ)義實(shí)體幾何表面集合；
[0116] II)提取每個(gè)幾何平面的邊界輪廓線，保存為線段數(shù)組；
[0117] III)遍歷每個(gè)線段數(shù)組，提取只出現(xiàn)一次的線段集合；
[0118] IV)在只出現(xiàn)一次的線段集合中捜索封閉多邊形，直到集合中所有線段被使用；
[0119] V)采用步驟1.2所述方法，Ξ角平面化每一個(gè)封閉多邊形;將Ξ角平面化的多邊形 網(wǎng)格作為原子語(yǔ)義實(shí)體正則形體化的填充面；
[0120] 步驟3.3,修正原子語(yǔ)義實(shí)體集室內(nèi)空間覆蓋的完備性?；谡齽t形體邊界體素化 原子語(yǔ)義實(shí)體的空間覆蓋范圍，根據(jù)體素集的空間關(guān)系，從W下步驟中選擇具體的修正操 作：
[0121] 步驟3.3a，對(duì)兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)體素局部邊界收縮消除對(duì)象間的空間 重疊；
[0122] 步驟3.3b，對(duì)兩兩相鄰原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)體素局部邊界膨脹填充原子語(yǔ)義 實(shí)體間的空隙。
[0123] 而且，所述步驟4中，幾何形體剖切的實(shí)現(xiàn)方式包括W下子步驟：
[0124] 步驟4.1，幾何求交:采用圖形學(xué)多邊形矢量求交通用技術(shù)的一種或多種組合，計(jì) 算剖切面與原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的交線段;優(yōu)選地，在求交前，建立原子語(yǔ)義實(shí)體集 的空間索引，用于快速相交檢測(cè)。
[0125] 步驟4.2,表面剖分:采用圖形學(xué)中特征約束的Ξ角剖分通用技術(shù)，包括各類(lèi)特征 約束的Delaunays角剖分算法中的一種或多種組合，W交線段為約束特征，分別對(duì)產(chǎn)生交 線的剖面Ξ角形和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面進(jìn)行Ξ角剖分計(jì)算。
[0126] 步驟4.3,表面分割:通過(guò)構(gòu)建二叉空間分割樹(shù)(BSP樹(shù)），分割剖分后的表面對(duì)象 集;根據(jù)表面與分割空間所屬關(guān)系，從W下步驟中選擇具體操作：
[0127] 步驟4.3a，構(gòu)建剖切面的BSP樹(shù)，所述BSP樹(shù)將空間分割為W帶有方向?qū)傩缘钠是?面為邊界的"正向空間（space+r和"反向空間（space-)";將原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面 劃分為分別對(duì)應(yīng)剖切面正向空間和反向空間的兩組分割表面集BSspace+和BSspace-;
[0128] 步驟4.3b，構(gòu)建原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的BSP樹(shù)，所述BSP樹(shù)將空間分割為W 幾何表面為邊界的"形體內(nèi)空間（spacein)"和"形體外空間（spaceoutr ;提取表面剖分后剖 切面在spacein中的Ξ角網(wǎng)格集創(chuàng)建為原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何剖面對(duì)象BSsection。
[0129] 步驟4.4，形體重構(gòu):通過(guò)分組組合步驟4.3操作獲得的表面分割集，重建剖切后原 子語(yǔ)義實(shí)體相對(duì)于剖切面的兩部分幾何形體，具體執(zhí)行W下分組：
[0130] 步驟4.4a，直接組合BSspaee-和BSseeti。。為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)應(yīng)space-的幾何形體；
[0131] 步驟4.4b，通過(guò)逆序排列BSsection中各Ξ角形頂點(diǎn)，包I建與BSsection表面方向相反的 表面集BSseGtinn-;組合BSspaee+和BSseGtinn-為原子語(yǔ)義頭體對(duì)應(yīng)space +的幾何形體；
[0132] 而且，所述步驟4中，語(yǔ)義對(duì)象重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式包括W下子步驟：
[0133] 步驟4.5,創(chuàng)建剖面對(duì)象的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)。具體執(zhí)行W下步驟：
[0134] I)依據(jù)步驟4.1中計(jì)算獲得的幾何相交的表面對(duì)象，自底向上判別并標(biāo)記步驟2建 立的語(yǔ)義對(duì)象層次結(jié)構(gòu)中各層次相交的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)為nodecut;
[01巧]II)在每一個(gè)nodecut的原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)下，插入一個(gè)關(guān)聯(lián)相應(yīng)幾何剖面BSsection 的語(yǔ)義面對(duì)象nodesection 〇
[0136] 步驟4.6，層次分解語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)。具體執(zhí)行W下步驟：
[0137] I)分別創(chuàng)建對(duì)應(yīng)space+和space-的立體剖面模型對(duì)象Msp3Ge+，Mspace-;
[0138] II)自頂向下，逐層遍歷原模型各層次中的語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的nodecut標(biāo) 記，分類(lèi)執(zhí)行W下處理步驟：
[0139] a)對(duì)于每一個(gè)nodecut語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，分別拷貝SjMspace+和Mspace-下；
[0140] b)對(duì)于其余節(jié)點(diǎn)根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與space+或space-的隸屬關(guān)系拷貝到相 應(yīng) Mspace+或 Mspace-下；
[0141] 在遍歷并分解所有語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)后，分別恢復(fù)Mspace+和Mspace-中各結(jié)點(diǎn)在原模型中 的語(yǔ)義聚合關(guān)系；
[0142] III)遍歷組合為各原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的nodeeut標(biāo)記，分 類(lèi)執(zhí)行W下處理步驟：
[01創(chuàng) a)對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中每一個(gè)nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，分別拷貝到Mspace +和Mspace-中；同 時(shí)，分別關(guān)聯(lián)表面剖分后劃分到space+和space-的幾何對(duì)象；
[0144] b)對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中沒(méi)有標(biāo)記nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與 space+或space-的隸屬關(guān)系，拷貝到相應(yīng)Mspace+或Mspace-下并保留其幾何關(guān)聯(lián)倍息；
[0145] C)對(duì)于新插入的nodesection節(jié)點(diǎn)，分別拷貝SjMspace +和Mspace-中；同時(shí)，分別關(guān)聯(lián)幾 何對(duì)象BSseGtinn-和BSseetion ;
[0146] 在遍歷處理每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)后，分別在Mspaee+和Mspace- 中，恢復(fù)其與相應(yīng)語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義組成關(guān)系。
[0147] 本發(fā)明面向幾何構(gòu)成上由多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象混合表達(dá)且具有多層次緊密相關(guān) 拓?fù)潢P(guān)系與語(yǔ)義關(guān)系的復(fù)雜Ξ維建筑物模型，提供一種顧及幾何與拓?fù)湟恢滦缘钠是薪?方法。
[0148] 本發(fā)明技術(shù)方案的原理是:針對(duì)現(xiàn)有復(fù)雜Ξ維建筑物模型多形態(tài)類(lèi)型表面構(gòu)成中 幾何形體的維度和語(yǔ)義概念的描述粒度不匹配，且存在對(duì)象間不完備拓?fù)滏溄雍烷_(kāi)放邊 界，導(dǎo)致現(xiàn)有幾何圖形剖切算法在自動(dòng)建立滿(mǎn)足幾何與拓?fù)湟恢滦缘牧Ⅲw剖面建模上能力 不足的問(wèn)題，在統(tǒng)一模型構(gòu)成元素幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念描述粒度的基礎(chǔ)上，分類(lèi) 歸納、解析并充分利用模型中的語(yǔ)義關(guān)系特征，提取完整表達(dá)復(fù)雜Ξ維建筑物模型且正則 形體化的原子語(yǔ)義實(shí)體集作為剖切計(jì)算的基本粒度數(shù)據(jù)集;在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)幾何剖切并基 于語(yǔ)義層次關(guān)系，自底向上逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。本發(fā)明方案不僅能支持對(duì)復(fù)雜建筑模 型任意形狀與角度的自動(dòng)剖切建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜建筑模型內(nèi)部場(chǎng)景的全方位展示;更能使 通過(guò)剖切建模方法生成的立體剖面模型能夠滿(mǎn)足自身幾何與語(yǔ)義構(gòu)成的完整性、拓?fù)潢P(guān)系 與語(yǔ)義關(guān)系的正確性W及與原模型在幾何與語(yǔ)義上對(duì)象及關(guān)系的匹配性。從而解決現(xiàn)有幾 何圖形剖切方法無(wú)法自動(dòng)創(chuàng)建完整剖面，進(jìn)而無(wú)法正確重建立體剖面模型幾何拓?fù)潢P(guān)系和 語(yǔ)義關(guān)系的局限，支持在虛擬Ξ維場(chǎng)景中對(duì)剖面和剖切重構(gòu)后的立體剖面模型執(zhí)行幾何度 量、語(yǔ)義查詢(xún)W及模型結(jié)構(gòu)間隱含關(guān)系解析計(jì)算等探索式Ξ維空間分析與可視化應(yīng)用。
[0149] 本發(fā)明方法中，原子語(yǔ)義實(shí)體指在復(fù)雜Ξ維建筑物模型內(nèi)部占據(jù)連續(xù)幾何空間且 在語(yǔ)義概念上不能再細(xì)分的語(yǔ)義實(shí)體;所述原子語(yǔ)義實(shí)體集指W原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象為元素 的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集。作為剖切計(jì)算基本粒度數(shù)據(jù)集的原子語(yǔ)義實(shí)體集中所有元素滿(mǎn)足完整 而無(wú)重疊地覆蓋復(fù)雜Ξ維建筑物模型內(nèi)部空間的特征。
[0150] W下結(jié)合實(shí)施例并附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。
[0151] 如圖1所示，本發(fā)明方法的總體步驟流程是:首先，剖分復(fù)雜Ξ維建筑物模型中多 形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象為Ξ角格網(wǎng)化且平面離散化的語(yǔ)義面對(duì)象集合，統(tǒng)一幾何形體的表達(dá)維 度和語(yǔ)義概念的描述粒度，提供語(yǔ)義關(guān)系特征解析和幾何計(jì)算形式統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);然后， 在構(gòu)建語(yǔ)義對(duì)象層次關(guān)系并充分歸納模型中的語(yǔ)義關(guān)系特征的基礎(chǔ)上，分類(lèi)提取復(fù)雜Ξ維 建筑物模型多層次語(yǔ)義概念間的組合關(guān)系與聚合關(guān)系，作為解析原子語(yǔ)義實(shí)體的約束條 件;之后，利用語(yǔ)義關(guān)系解析原子語(yǔ)義實(shí)體集，并通過(guò)逐個(gè)修正原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的拓?fù)滏?接和開(kāi)放邊界實(shí)現(xiàn)其幾何表達(dá)的正則形體化，作為剖切計(jì)算單元;最后，利用指定的剖切 線/面/體和剖切方向創(chuàng)建的剖切面對(duì)象，逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何形體的同時(shí)構(gòu)建 剖面，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)所構(gòu)建的原模型語(yǔ)義層次，自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。
[0152] 本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過(guò)程采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，包括W下具體步驟：
[0153] 步驟1，表面結(jié)構(gòu)剖分。打開(kāi)待剖切的原始復(fù)雜Ξ維建筑物模型文件，在完整讀取 構(gòu)成模型的多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象集及其帶有的多層次語(yǔ)義信息后，逐一將多形態(tài)類(lèi)型表面 對(duì)象剖分為幾何形體表達(dá)維度和基本語(yǔ)義概念描述粒度統(tǒng)一的對(duì)象集:在幾何上，將表面 統(tǒng)一剖分為由Ξ角格網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)的面對(duì)象，且每個(gè)面對(duì)象滿(mǎn)足由連續(xù)Ξ角形構(gòu)成的平 面形態(tài);在語(yǔ)義上，將基本語(yǔ)義粒度統(tǒng)一剖分為與Ξ角格網(wǎng)化、平面離散化的幾何表面相對(duì) 應(yīng)的語(yǔ)義面對(duì)象。Ξ角形格網(wǎng)具有能W任意精度表達(dá)任意復(fù)雜的曲面的優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)有幾何 造型領(lǐng)域的主流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明因此基于Ξ角形格網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于支持靈活采用現(xiàn)有 幾何圖形處理通用方法執(zhí)行剖切建模處理過(guò)程中的解析計(jì)算操作并支持處理結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ) 共享；同時(shí)，本發(fā)明限定平面化的基本表面形態(tài)用于降低具體求交、剖分、空間劃分等各幾 何處理實(shí)施過(guò)程中的計(jì)算維度，保證計(jì)算機(jī)自動(dòng)化幾何處理的計(jì)算效率和穩(wěn)定性;此外，本 發(fā)明采用與幾何表面相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義面作為統(tǒng)一基本語(yǔ)義粒度用于提供語(yǔ)義關(guān)系解析的基 礎(chǔ)特征結(jié)構(gòu)。
[0154] 為不失一般性且便于實(shí)施，本實(shí)施例采用的Ξ角形格網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W頂點(diǎn)集合和頂 點(diǎn)索引列表為核屯、并關(guān)聯(lián)材質(zhì)、紋理等信息。實(shí)施例Ξ角形格網(wǎng)采用的內(nèi)存對(duì)象結(jié)構(gòu)如下：
[0155]
[0157] 利用上述對(duì)象中的頂點(diǎn)集合和頂點(diǎn)索引可直接通過(guò)頂點(diǎn)索引定位并獲取Ξ角形 圖元信息用于幾何計(jì)算處理;此外，作為優(yōu)選方案，在處理由大量Ξ角格網(wǎng)表面構(gòu)成的復(fù)雜 建筑部件時(shí)，還可基于上述頂點(diǎn)集合和頂點(diǎn)索引進(jìn)一步建立"復(fù)雜建筑物Ξ維模型多分辨 率建模方法"（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?00810048921.x;公開(kāi)號(hào)：101655993)中提出的角形為核屯、 且?guī)в姓Z(yǔ)義信息的半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高大數(shù)據(jù)量圖元的捜索效率;對(duì)象中的材質(zhì)、紋理信息 用于在支持立體剖面模型數(shù)值解析分析的同時(shí)，還能支持模型的真實(shí)感可視化展示和探索 式可視分析應(yīng)用。
[0158] 如圖2所示，面向上述表面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實(shí)施例的多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象剖分具體通 過(guò)W下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0159] 步驟1.1，根據(jù)幾何形態(tài)類(lèi)型和所關(guān)聯(lián)的最低層次語(yǔ)義粒度特征將表面劃分為Ξ 種類(lèi)型：
[0160] a)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面；
[0161] b)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面；
[0162] c)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面；
[0163] 結(jié)合表面對(duì)象的幾何與語(yǔ)義特征，通過(guò)W下具體步驟自動(dòng)判別原模型中任一表面 對(duì)象所屬類(lèi)型：
[0164] 判斷幾何表面形態(tài)類(lèi)型，執(zhí)行W下子步驟：
[0165] I)利用頂點(diǎn)索引，依次逐個(gè)提取Ξ角形網(wǎng)格單元的兩條邊；
[0166] II)根據(jù)邊計(jì)算Ξ角形網(wǎng)格單元的法向量并歸一化；
[0167] ΠΙ)從第n(n〉l)個(gè)Ξ角形網(wǎng)格單元開(kāi)始，計(jì)算第η個(gè)和第n-1個(gè)Ξ角形網(wǎng)格單元法 向量的夾角，并根據(jù)預(yù)先給定的系統(tǒng)角度容差，通過(guò)判斷法向量的同向性，判斷第η個(gè)和第 η-1個(gè)Ξ角形網(wǎng)格單元是否共面；
[0168] IV)當(dāng)出現(xiàn)不共面的Ξ角形網(wǎng)格單元，則停止判斷，標(biāo)記該表面對(duì)象為網(wǎng)格曲面； 否則，表面對(duì)象中所有Ξ角形網(wǎng)格單元均共面，標(biāo)記該表面對(duì)象為格網(wǎng)平面。
[0169] 判斷最低層次語(yǔ)義粒度，執(zhí)行W下子步驟：
[0170] V)提取與幾何表面直接關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義對(duì)象作為其最低層次語(yǔ)義粒度；
[0171] VI)將主流行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)^(：、碰1^、111(1〇〇'6肥和(：117611^中的語(yǔ)義對(duì)象歸納為語(yǔ)義面對(duì) 象和語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象兩大類(lèi)，本實(shí)施例中設(shè)及的語(yǔ)義對(duì)象分類(lèi)如下：
[0172] +語(yǔ)義面對(duì)象
[0173] +室內(nèi)表面（Inter boundaiy surface)
[0174] + 內(nèi)墻面（Inter wall)
[01巧]+ 結(jié)構(gòu)面（Lateral surface)
[0176] + 地板面化1〇〇1·)
[0177] + 天花板面(Ceiling)
[0178] + 室外表面（Outer boundaiy surface)
[0179] + 外墻面（Outer wall)
[0180] + 地面（Ground)
[0181] + 屋頂面(Roof)
[0182] +語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象
[0183] + 結(jié)構(gòu)體（St;ruc1:ure)
[0184] + 墻體(Wall)
[01 化]+ 外裝飾部件（Outer building ins1:allation)
[01 化]+ 內(nèi)裝飾部件（Inter building installation)
[0187] + 實(shí)體口 (Door)
[0188] + 實(shí)體窗(Window)
[0189] +空間體(Space)
[0190] + 口廳（Hall)
[0191] + 房間（Room)
[0192] + 樓梯間（Sl:ai;rcase)
[0193] + 電梯間（Corridor)
[0194] + 樓層（Storey)
[01%] VII)根據(jù)與幾何表面直接關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義對(duì)象所述類(lèi)別，標(biāo)記各表面為語(yǔ)義面或語(yǔ)義 體；
[0196] 步驟1.2,根據(jù)不同表面類(lèi)型從W下步驟中選擇相應(yīng)剖分操作的實(shí)現(xiàn)方式：
[0197] 步驟1.2a，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面對(duì)象：直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行Ξ角格網(wǎng)化 (Triangulation)，將整個(gè)格網(wǎng)平面轉(zhuǎn)換為一個(gè)C3DTriangleMesh對(duì)象，并使對(duì)象繼承原格 網(wǎng)平面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息。本實(shí)施例采用"Ξ維網(wǎng)格模型的剖切方法"（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?200810197509.4;公開(kāi)號(hào)：101441780)中提出的模型轉(zhuǎn)換裝置，對(duì)原格網(wǎng)平面實(shí)施逐格網(wǎng)單 元Ξ角格網(wǎng)化;保存各Ξ角形信息到頂點(diǎn)數(shù)組和頂點(diǎn)索引數(shù)組，對(duì)于關(guān)聯(lián)紋理信息的格網(wǎng) 平面，進(jìn)一步通過(guò)線性?xún)?nèi)插，計(jì)算頂點(diǎn)數(shù)組中各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紋理坐標(biāo)。
[0198] 步驟1.化，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行W下子步驟：
[0199] I)根據(jù)Ξ角形網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面；
[0200] II)將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承原 網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息；
[0201] III)對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象執(zhí)行步驟1.2a操作；
[0202] 步驟1.2c，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行W下子步 驟：
[0203] I)根據(jù)Ξ角形網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面；
[0204] II)基于網(wǎng)格曲面對(duì)象所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，創(chuàng)建比語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象低一層次的 語(yǔ)義面對(duì)象概念并依據(jù)層次插入原網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息中；為了便于實(shí)施， 本發(fā)明實(shí)施例依據(jù)模型設(shè)及的語(yǔ)義對(duì)象，給出對(duì)各語(yǔ)義實(shí)體所對(duì)應(yīng)的低層次語(yǔ)義面對(duì)象類(lèi) 型如下：
[0205] +語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象
[0206] + 結(jié)構(gòu)體（St;ruc1:ure)
[0207] + 墻體(Wall)
[020引 + 內(nèi)墻面（Inter wall)
[0209] + 外墻面（Outer wall)
[0210] + 外裝飾部件(Outer building installation)
[0211] + 結(jié)構(gòu)面（Lateral surface)
[0212] + 內(nèi)裝飾部件（Inter building installation)
[0213] + 結(jié)構(gòu)面（Lateral surface)
[0214] + 實(shí)體 Π (Door)
[0215] + 結(jié)構(gòu)面（Lateral surface)
[0216] + 實(shí)體窗(Window)
[0217] + 結(jié)構(gòu)面（Lateral surface)
[0218] + 空間體(Space)
[0219] +Π 廳（化11)
[0220] + 內(nèi)墻面（Inter wall)
[0221] + 地板面(Floor)
[0222] + 天花板面(Ceiling)
[0223] +房間（Room)
[0224] + 內(nèi)墻面（Inter wall)
[02 巧]+ 地板面Floor)
[02%] + 天花板面(Ceiling)
[0227] + 樓梯間（Sl:ai;rcase)
[022引 + 內(nèi)墻面（Inter wall)
[02巧]+地板面(Floor)
[0230] + 天花板面(Ceiling)
[0231] +電梯間（Corridor)
[0232] + 內(nèi)墻面（Inter wall)
[0233] + 地板面(Floor)
[0234] + 天花板面(Ceiling)
[0235] III)將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承插 入語(yǔ)義面對(duì)象之后的各層次語(yǔ)義信息；
[0236] IV)對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象執(zhí)行步驟1.2a操作；
[0237] 保存剖分后統(tǒng)一了幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念基本描述粒度，并關(guān)聯(lián)多層次語(yǔ) 義信息的表面對(duì)象集，作為步驟2中特征語(yǔ)義關(guān)系解析和步驟3幾何計(jì)算所利用的基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)。
[0238] 步驟2,語(yǔ)義關(guān)系解析。提取結(jié)構(gòu)剖分后的表面對(duì)象集關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義信息，根據(jù)語(yǔ)義 對(duì)象的包含關(guān)系在內(nèi)存中建立語(yǔ)義對(duì)象的樹(shù)形層次結(jié)構(gòu)。
[0239] 本實(shí)施例構(gòu)建的語(yǔ)義對(duì)象樹(shù)，有且只有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，所述根節(jié)點(diǎn)描述實(shí)施例中待 處理的復(fù)雜Ξ維建筑物模型整體;根節(jié)點(diǎn)包含多個(gè)層次的樹(shù)干節(jié)點(diǎn)，所述各層次樹(shù)干節(jié)點(diǎn) 對(duì)應(yīng)構(gòu)成復(fù)雜Ξ維建筑物模型不同層次的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象；葉子節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一對(duì)應(yīng)語(yǔ)義面對(duì)象。 對(duì)實(shí)施例構(gòu)建的樹(shù)形語(yǔ)義層次結(jié)構(gòu)關(guān)系在內(nèi)存中通過(guò)節(jié)點(diǎn)對(duì)象保存的前驅(qū)和后繼指針描 述；在獨(dú)立提取并使用某一節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)基于域名系統(tǒng)（Domain化me System,DNS)的語(yǔ)義 對(duì)象命名來(lái)指示層次關(guān)系;所述基于DNS的命名遵循任一節(jié)點(diǎn)語(yǔ)義名稱(chēng)唯一的原則;實(shí)施例 中獨(dú)立描述的語(yǔ)義面示例如下:<二層小樓建筑模型〉·<一樓〉·<房間103〉.<內(nèi)墻面0013 〉。
[0240] 在構(gòu)建語(yǔ)義對(duì)象層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分類(lèi)提取并標(biāo)記相鄰層次語(yǔ)義對(duì)象間的語(yǔ)義 關(guān)系。自底向上依次標(biāo)記兩類(lèi)語(yǔ)義關(guān)系：
[0241] a)語(yǔ)義面和語(yǔ)義實(shí)體之間的語(yǔ)義組合關(guān)系：如實(shí)施例中<房間103〉-組合-<內(nèi)墻面 0013〉；
[0242] b)語(yǔ)義實(shí)體之間的語(yǔ)義聚合關(guān)系：如實(shí)施例中< 二層小樓建筑模型〉-聚合-< 一樓 〉; <一樓〉-聚合-<房間103〉。
[0243] 保存語(yǔ)義關(guān)系類(lèi)型標(biāo)記作為步驟3解析剖切計(jì)算單元所執(zhí)行各子步驟中分別利用 的參考條件。
[0244] 步驟3,語(yǔ)義實(shí)體解析。利用步驟2解析確定的兩類(lèi)語(yǔ)義關(guān)系，從步驟1剖分得到的 Ξ角格網(wǎng)化且平面離散化的語(yǔ)義表面對(duì)象集中，解析完整表達(dá)復(fù)雜Ξ維建筑物模型的原子 語(yǔ)義實(shí)體集，并對(duì)每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體進(jìn)行正則形體化的幾何修正。
[0245] 如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的原子語(yǔ)義實(shí)體集解析并正則形體化具體通過(guò)W下步 驟實(shí)現(xiàn)：
[0246] 步驟3.1，提取原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集。根據(jù)步驟2標(biāo)記的語(yǔ)義聚合關(guān)系，逐個(gè)提取最 低聚合層次的樹(shù)干節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義實(shí)體為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象。
[0247] 實(shí)施例中的原子語(yǔ)義實(shí)體包括:各房間對(duì)象(Room)、各走廊對(duì)象(Corridor)、Π 廳 對(duì)象化all)樓梯間對(duì)象（Staircase)、樓梯對(duì)象（Stair)各墻體對(duì)象(Wall)、各口框?qū)ο?(Door frame)、各口板對(duì)象化oor)、各窗體對(duì)象(Window)，運(yùn)些對(duì)象滿(mǎn)足對(duì)模型語(yǔ)義概念表 達(dá)不可再細(xì)分的特點(diǎn)。
[0248] 步驟3.2,正則形體化原子語(yǔ)義實(shí)體。利用步驟2記錄的語(yǔ)義組合關(guān)系，逐個(gè)提取原 子語(yǔ)義實(shí)體的幾何表面，并根據(jù)表面特征，從W下步驟中選擇相應(yīng)正則化的具體修正操作：
[0249] 步驟3.2a，對(duì)具有語(yǔ)義聚合關(guān)系的兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)插入交邊修正幾 何表面間不完備的拓?fù)溥B接，執(zhí)行W下子步驟：
[0250] I)提取兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面集合；
[0251] II)采用圖形學(xué)多邊形矢量求交通用技術(shù)的一種或多種組合，依次計(jì)算表面集合 間兩兩表面對(duì)象的交線段，分別保存交線段到相交表面:本實(shí)施例首先采用"基于一體化Ξ 維GIS模型的剖面切割方法"（公開(kāi)號(hào)：103413297A)中提出的"空間對(duì)象碰撞檢測(cè)"子步驟對(duì) 兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何模型進(jìn)行相交檢測(cè);然后，對(duì)幾何相接或相交的Ξ角形對(duì)，執(zhí) 行子步驟"Ξ角形求交運(yùn)算"，依次獲取表面集合間兩兩Ξ角形表面對(duì)象的交線段，分別保 存交線段到相交的Ξ角形表面；
[0252] III)遍歷兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的表面的每個(gè)Ξ角形，采用圖形學(xué)中特征約束的Ξ 角剖分通用技術(shù)的一種或多種組合，W交線段為約束特征，依次進(jìn)行Ξ角剖分計(jì)算。本實(shí)施 例考慮Ξ角形的穩(wěn)定形態(tài)特征和模型交邊數(shù)目的有限性，側(cè)重算法健壯性并顧及處理效 率，采用周曉云一文提出的顧及特征約束的Delaunays角剖分方案（周曉云，劉慎權(quán).實(shí)現(xiàn) 約束Delaunays角剖分的健壯算法[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，1996,19(8):615-624)執(zhí)行本子步驟 的Ξ角剖分計(jì)算；
[0253] 步驟3.化，對(duì)每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體，通過(guò)插入填充面修正幾何表面間的開(kāi)放邊界，執(zhí) 行W下子步驟：
[0254] I)提取原子語(yǔ)義實(shí)體幾何表面集合；
[0255] II)提取每個(gè)幾何平面的邊界輪廓線，保存為線段數(shù)組；
[0256] III)遍歷每個(gè)線段數(shù)組，提取只出現(xiàn)一次的線段集合；
[0257] IV)在只出現(xiàn)一次的線段集合中捜索封閉多邊形，直到集合中所有線段被使用；
[0258] V)采用步驟1.2所述方法，Ξ角平面化每一個(gè)封閉多邊形;將Ξ角平面化的多邊形 網(wǎng)格作為原子語(yǔ)義實(shí)體正則形體化的填充面；
[0259] 步驟3.3,修正原子語(yǔ)義實(shí)體集室內(nèi)空間覆蓋的完備性?；谡齽t形體邊界體素化 原子語(yǔ)義實(shí)體的空間覆蓋范圍。為不失一般性，本發(fā)明實(shí)施例采用化mes等提出的基于種子 點(diǎn)增長(zhǎng)思路的多面體體素化方法（Oomes S,Snoeren P,Dijkstra T.3D shape represent曰tion:Transforming polygons into voxels[M]//Sc曰le-Sp曰ce Theory in Computer Vision.Springer Berlin Heide化erg,1997:349-352)，逐一體素化正則形體化 的原子語(yǔ)義實(shí)體;根據(jù)體素集的空間關(guān)系，從W下步驟中選擇具體的修正操作，保證原子語(yǔ) 義實(shí)體集完整而無(wú)重疊地覆蓋復(fù)雜Ξ維建筑物模型內(nèi)部空間：
[0260] 步驟3.3a，對(duì)兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)體素局部邊界收縮消除對(duì)象間的空間 重疊；
[0261] 步驟3.3b，對(duì)兩兩相鄰原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)體素局部邊界膨脹填充原子語(yǔ)義 實(shí)體間的空隙。
[0262] 正則形體化的原子語(yǔ)義實(shí)體作為步驟4中執(zhí)行剖切計(jì)算的基本數(shù)據(jù)粒度。
[0263] 步驟4,語(yǔ)義實(shí)體剖切。根據(jù)歷史文件讀入或在軟件界面中實(shí)時(shí)交互式建模指定的 剖切線/面/體和剖切方向構(gòu)建Ξ角格網(wǎng)化的幾何剖切面對(duì)象;所述交互式方式包括通過(guò)文 件讀入的間接方式和在虛擬場(chǎng)景中直接創(chuàng)建內(nèi)存對(duì)象的方式;所述剖切方向包括相對(duì)于剖 切面的正向和反向。
[0264] 本發(fā)明實(shí)施例剖切面的Ξ角格網(wǎng)化顧及對(duì)Ξ維空間中曲（折)剖面的支持，采用基 于Ξ維距離取代二維距離思想的Ξ維表面Delaunays角剖分算法，實(shí)施例具體選用李麗一 文給出的詳細(xì)處理方案（Ξ維空間Delaunays角剖分算法的研究及應(yīng)用[D].大連海事大 學(xué)，2010)執(zhí)行剖切面的Ξ角格網(wǎng)化。本發(fā)明實(shí)施例的剖切方向在沒(méi)有特別設(shè)定的條件下： 對(duì)設(shè)定的剖切線，根據(jù)電磁學(xué)中的右手法則得到平行于X0Y平面的矢量方向作為默認(rèn)剖切 正向；對(duì)設(shè)定的剖切面/體，根據(jù)其網(wǎng)格單元頂點(diǎn)計(jì)算法相，進(jìn)而確定剖切正向和反向。在實(shí) 施例中分別標(biāo)記正向和反向?yàn)?和0。
[0265] 在構(gòu)建剖切面的基礎(chǔ)上，利用剖切面逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何形體并自頂向 下逐層重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。一個(gè)剖切面將原復(fù)雜Ξ維建筑物模型劃分為邏輯上相對(duì)于剖切面正 向和反向的兩個(gè)立體剖面模型，因此，重構(gòu)的語(yǔ)義對(duì)象構(gòu)成兩組具有節(jié)點(diǎn)映射關(guān)系的語(yǔ)義 層次樹(shù)。
[0266] 如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的語(yǔ)義實(shí)體剖切具體通過(guò)W下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0267] 幾何形體剖切的具體實(shí)現(xiàn)方式包括W下子步驟：
[0268] 步驟4.1，幾何求交:采用圖形學(xué)多邊形矢量求交通用技術(shù)的一種或多種組合，計(jì) 算剖切面與原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的交線段。由于在上述各步中已經(jīng)對(duì)模型表面和剖 切面進(jìn)行了 Ξ角剖分，因此，本發(fā)明實(shí)施例選用同步驟3.2a中表面求交的方法，首先采用 "基于一體化Ξ維GIS模型的剖面切割方法"（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01310299420. X;公開(kāi)號(hào)： 103413297A)中提出的"空間對(duì)象碰撞檢測(cè)"子步驟對(duì)兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何模型進(jìn) 行相交檢測(cè)；然后，對(duì)幾何相接或相交的Ξ角形對(duì)，執(zhí)行子步驟"Ξ角形求交運(yùn)算"，依次獲 取表面集合間兩兩Ξ角形表面對(duì)象的交線段，分別保存交線段到相交的Ξ角形表面；
[0269] 優(yōu)選地，在求交前，建立原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集的八叉樹(shù)索引空間索引，將參與切割 的模型數(shù)據(jù)劃分并保存到索引劃分空間的各個(gè)子區(qū)域中，用于加速?gòu)?fù)雜對(duì)象集的相交檢 巧。;其中，索引單元基于對(duì)象最小外包矩形構(gòu)建。
[0270] 步驟4.2,表面剖分:采用圖形學(xué)中特征約束的Ξ角剖分通用技術(shù)，包括各類(lèi)特征 約束的Delaunays角剖分算法中的一種或多種組合，W交線段為約束特征，分別對(duì)產(chǎn)生交 線的剖面Ξ角形和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面進(jìn)行Ξ角剖分計(jì)算。在該子步驟處理中， 與步驟3.2a類(lèi)似，本發(fā)明實(shí)施例仍舊考慮Ξ角形的穩(wěn)定形態(tài)特征和模型交邊數(shù)目的有限 性，側(cè)重算法健壯性并顧及處理效率，采用周曉云一文提出的顧及特征約束的Delaunays 角剖分方案（周曉云，劉慎權(quán).實(shí)現(xiàn)約束Delaunays角剖分的健壯算法[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)， 1996，19 (8): 615-624)執(zhí)行本子步驟的Ξ角剖分計(jì)算；
[0271] 步驟4.3,表面分割:通過(guò)構(gòu)建二叉空間分割樹(shù)(BSP樹(shù)），分割剖分后的表面對(duì)象 集。
[0272] 為不失一般性且便于實(shí)施，實(shí)施例采用的BSP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存對(duì)象表示如下：
[0273]
[0275] 本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)表面與分割空間所屬關(guān)系，從W下步驟中選擇具體操作：
[0276] 步驟4.3a，構(gòu)建剖切面的BSP樹(shù)，所述BSP樹(shù)將空間分割為W帶有方向?qū)傩缘钠是?面為邊界的"正向空間（space+r和"反向空間（space-)";將每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何 表面劃分為分別對(duì)應(yīng)剖切面正向空間和反向空間的兩組分割表面集BSspace+和BSspace-;
[0277] 步驟4.3b，構(gòu)建原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的BSP樹(shù)，所述BSP樹(shù)將空間分割為W 幾何表面為邊界的"形體內(nèi)空間（spacein)"和"形體外空間（spaceoutr ;提取表面剖分后剖 切面在spacein中的Ξ角網(wǎng)格集創(chuàng)建為原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何剖面對(duì)象BSsection。
[0278] 步驟4.4,形體重構(gòu)：通過(guò)分組組合步驟4.3操作獲得的表面分割集（包括：步驟 4.3a獲得的BSspace +和BSspace-，W及步驟4.3b獲得的BSsecti。。），重建剖切后原子語(yǔ)義實(shí)體相 對(duì)于剖切面的兩部分幾何形體，具體執(zhí)行W下分組：
[02巧]步驟4.4a，直接組合BSspace-和BSsectinn為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)應(yīng)space-的幾何形體；
[0280] 步驟4.46，通過(guò)逆序排列8536加。。中各^角形頂點(diǎn)，創(chuàng)建與8536加。。表面方向相反的 表面集BSseetinn-;組合BSsp3Ge+和BSseeti。廠為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)應(yīng)space +的幾何形體；
[0281] 語(yǔ)義對(duì)象重構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)方式包括W下子步驟：
[0282] 步驟4.5,創(chuàng)建剖面對(duì)象的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)。具體執(zhí)行W下步驟：
[0283] I)依據(jù)步驟4.1中計(jì)算獲得的幾何相交的表面對(duì)象，自底向上判別并標(biāo)記步驟2建 立的語(yǔ)義對(duì)象層次結(jié)構(gòu)中各層次相交的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)為nodecut;
[0284] II)在每一個(gè)nodecut的原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)下，插入一個(gè)關(guān)聯(lián)相應(yīng)幾何剖面BSsection 的語(yǔ)義面對(duì)象nodesection。
[0285] 步驟4.6，層次分解語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)。具體執(zhí)行W下步驟：
[0286] I)分別創(chuàng)建對(duì)應(yīng)Space +和space-的立體剖面模型對(duì)象MspaGe+，Mspace-;
[0287] II)自頂向下，逐層遍歷原模型各層次中的語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的nodecut標(biāo) 記，分類(lèi)執(zhí)行W下處理步驟：
[ο巧引 a)對(duì)于每一個(gè)nodecut語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，分別拷貝SjMspace+和Mspace-下；
[0289] b)對(duì)于其余節(jié)點(diǎn)根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與space+或space-的隸屬關(guān)系拷貝到相 應(yīng) Mspace+或 Mspace-下；
[0290] 在遍歷并分解所有語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)后，分別恢復(fù)Mspace+和Mspace-中各結(jié)點(diǎn)在原模型中 的語(yǔ)義聚合關(guān)系；
[0291] III)遍歷組合為各原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的node。。*標(biāo)記，分 類(lèi)執(zhí)行W下處理步驟：
[0292] a)對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中每一個(gè)nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，分別拷貝到Mspace+和Mspace-中；同 時(shí)，分別關(guān)聯(lián)表面剖分后劃分到space+和space-的幾何對(duì)象；
[0293] b)對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中沒(méi)有標(biāo)記nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與 space+或space-的隸屬關(guān)系，拷貝到相應(yīng)Mspace+或Mspace-下并保留其幾何關(guān)聯(lián)倍息；
[0巧4] C)對(duì)于新插入的nodesection節(jié)點(diǎn)，分別拷貝SjMspace +和Mspace-中；同時(shí)，分別關(guān)聯(lián)幾 何對(duì)象BSseGtinn-和BSseetion ;
[OWS]在遍歷處理每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)后，分別在Mspaee+和Mspace- 中，恢復(fù)其與相應(yīng)語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義組成關(guān)系。本發(fā)明方法實(shí)施例的一個(gè)折剖面立體剖 切建模結(jié)果示意圖如圖5a和圖化所示。
[0296] 保存立體剖面模型作為已知信息，用于對(duì)虛擬室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行科學(xué)計(jì)算可視化和探 索式解析分析；由于生成的立體剖面模型是滿(mǎn)足幾何與語(yǔ)義一致性的Ξ維模型，因此既支 持對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立的可視化，Ξ維場(chǎng)景操作(平移/縮放/旋轉(zhuǎn)），W及解析計(jì)算分析等，也可W 支持其和原模型的聯(lián)動(dòng)分析等專(zhuān)題處理和分析操作。
[0297] 上述具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限 審IJ。具體實(shí)施時(shí)，由本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員按照上述流程進(jìn)行軟件編程實(shí)現(xiàn)即可； 實(shí)施過(guò)程中不會(huì)偏離本發(fā)明技術(shù)方案或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍的等同變化、 替換與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 讀取構(gòu)成三維建筑物模型的多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象集及其帶有的多層次語(yǔ)義信息，逐 一將多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象剖分為幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念描述粒度統(tǒng)一的語(yǔ)義表面 對(duì)象集； 2) 提取剖分后的語(yǔ)義表面對(duì)象集關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義信息，根據(jù)語(yǔ)義對(duì)象的嵌套包含關(guān)系建立 語(yǔ)義對(duì)象的層次結(jié)構(gòu);分類(lèi)提取相鄰層次語(yǔ)義對(duì)象間的語(yǔ)義組合關(guān)系和語(yǔ)義聚合關(guān)系； 3) 利用語(yǔ)義組合關(guān)系和語(yǔ)義聚合關(guān)系，從語(yǔ)義表面對(duì)象集中解析原子語(yǔ)義實(shí)體集，并 正則形體化各原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何形體； 4) 利用設(shè)定的剖切面對(duì)象，逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體幾何形體的同時(shí)構(gòu)建剖面，并根據(jù) 層次結(jié)構(gòu)、自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征在 于所述逐一將多形態(tài)類(lèi)型表面對(duì)象剖分為幾何形體表達(dá)維度和語(yǔ)義概念描述粒度統(tǒng)一的 語(yǔ)義表面對(duì)象集包括以下步驟： 步驟2.1，根據(jù)幾何形態(tài)類(lèi)型和所關(guān)聯(lián)的最低層次語(yǔ)義粒度將表面劃分為三種類(lèi)型： a) 關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面； b) 關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面； c) 關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面； 步驟2.2,根據(jù)不同的表面類(lèi)型進(jìn)行剖分操作，對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行三角格網(wǎng)化。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征在 于所述利用語(yǔ)義組合關(guān)系和語(yǔ)義聚合關(guān)系，從語(yǔ)義表面對(duì)象集中解析原子語(yǔ)義實(shí)體集，并 正則形體化各原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何形體包括以下步驟： 步驟3.1，提取原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象集:根據(jù)模型中的多層次語(yǔ)義聚合關(guān)系，從語(yǔ)義表面 對(duì)象集中逐個(gè)提取多層次語(yǔ)義聚合關(guān)系中最低層次的語(yǔ)義實(shí)體，標(biāo)記為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì) 象； 步驟3.2，正則形體化原子語(yǔ)義實(shí)體:利用語(yǔ)義組合關(guān)系，從步驟3.1提取的原子語(yǔ)義實(shí) 體對(duì)象集中逐個(gè)提取原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何表面，從以下步驟中選擇相應(yīng)正則化的具體修正 操作： 步驟3.2a，對(duì)具有語(yǔ)義聚合關(guān)系的兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，通過(guò)插入交邊修正幾何表 面間不完備的拓?fù)溥B接，包括以下子步驟： I) 提取任意兩個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面集合； II) 依次得到表面集合間兩兩表面對(duì)象的交線段，分別保存交線段到相交表面； III) 遍歷兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的每個(gè)表面;在以原有點(diǎn)和邊為基本特征的同時(shí)，以交 線段為約束特征，進(jìn)行特征約束的三角剖分計(jì)算，得到交邊修正的幾何表面； 步驟3.2b，對(duì)每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體，通過(guò)插入填充面修正幾何表面間的開(kāi)放邊界，包括以 下子步驟： I) 提取原子語(yǔ)義實(shí)體幾何表面集合； II) 提取每個(gè)幾何平面的邊界輪廓線，保存為線段數(shù)組； III) 遍歷每個(gè)線段數(shù)組，提取只出現(xiàn)一次的線段集合； IV) 在只出現(xiàn)一次的線段集合中搜索封閉多邊形，直到集合中所有線段被使用過(guò)； V)根據(jù)不同的表面類(lèi)型進(jìn)行剖分操作，三角平面化每一個(gè)封閉多邊形；將三角平面化 的多邊形網(wǎng)格作為原子語(yǔ)義實(shí)體正則形體化的填充面。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征 在于所述根據(jù)不同的表面類(lèi)型進(jìn)行剖分操作包括以下步驟： 步驟1.2a，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面的網(wǎng)格平面對(duì)象，以原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特征點(diǎn)，以原始 格網(wǎng)表面中的邊為特征邊直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行三角格網(wǎng)化； 步驟1.2b，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義面且邊界開(kāi)放的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行以下子步驟： I) 根據(jù)網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面； II) 將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承原網(wǎng)格 曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息； III) 對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象，以表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特征 點(diǎn)，以表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的邊為特征邊直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行三角格網(wǎng)化； 步驟lc，對(duì)關(guān)聯(lián)語(yǔ)義實(shí)體且構(gòu)成有限封閉空間的網(wǎng)格曲面對(duì)象，執(zhí)行以下子步驟： I) 根據(jù)網(wǎng)格單元的法向和鄰接邊劃分網(wǎng)格曲面為多個(gè)網(wǎng)格平面； II) 基于網(wǎng)格曲面對(duì)象所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，創(chuàng)建相對(duì)于語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象低一層次的 語(yǔ)義面對(duì)象概念并插入原網(wǎng)格曲面所關(guān)聯(lián)的各層次語(yǔ)義信息中； III) 將所劃分出的每個(gè)網(wǎng)格平面構(gòu)建為一個(gè)表面對(duì)象，每個(gè)表面對(duì)象完整繼承插入語(yǔ) 義面對(duì)象之后的各層次語(yǔ)義信息； IV) 對(duì)每個(gè)劃分出的表面對(duì)象，以表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的頂點(diǎn)為特征點(diǎn)， 以表面對(duì)象中存在于原始格網(wǎng)表面中的邊為特征邊直接對(duì)網(wǎng)格平面進(jìn)行三角格網(wǎng)化。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征在 于所述步驟3.2中正則形體化原子語(yǔ)義實(shí)體后，還修正原子語(yǔ)義實(shí)體集的室內(nèi)空間覆蓋，從 以下步驟中選擇具體的修正操作： 步驟3.3a，對(duì)兩兩原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，體素邊界收縮至消除對(duì)象間的空間重疊； 步驟3.3b，對(duì)兩兩相鄰原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象，體素局部邊界膨脹至填充原子語(yǔ)義實(shí)體間 的空隙。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征在 于所述利用設(shè)定的剖切面對(duì)象，逐個(gè)剖切原子語(yǔ)義實(shí)體幾何形體的同時(shí)構(gòu)建剖面包括以下 步驟： 步驟4.1，幾何求交:計(jì)算設(shè)定的剖切面與原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的交線段； 步驟4.2,表面剖分:在以原有點(diǎn)和邊為基本特征的同時(shí)，以交線段為約束特征;分別對(duì) 產(chǎn)生交線的剖面三角形和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面進(jìn)行三角剖分計(jì)算，得到步驟4.1 所得交線段約束的剖面三角網(wǎng)和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面； 步驟4.3,表面分割:通過(guò)構(gòu)建BSP樹(shù)分割剖分后的剖面和原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的表面對(duì) 象集;根據(jù)表面對(duì)象集中待分割表面與分割空間所屬關(guān)系，從以下步驟中選擇具體操作： 步驟4.3a，構(gòu)建剖切面的BSP樹(shù)，BSP樹(shù)將空間分割為以帶有方向?qū)傩缘钠是忻鏋檫吔?的正向空間space-和反向空間space-;將原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象的幾何表面劃分為分別對(duì)應(yīng)剖 切面正向空間和反向空間的兩組分割表面集BS space+和BSspace 一； 步驟4.3b，構(gòu)建原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)象幾何表面的BSP樹(shù)，所述BSP樹(shù)將空間分割為以幾何 表面為邊界的形體內(nèi)空間spacer和形體外空間spacemjt;提取表面剖分后剖切面在spacein 中的三角網(wǎng)格集創(chuàng)建為原子語(yǔ)義實(shí)體的幾何剖面對(duì)象BSsectlcin; 步驟4.4，形體重構(gòu):通過(guò)步驟4.3獲得的BSspa ce+、BSspace-，以及BSsection， 重建剖切后原子 語(yǔ)義實(shí)體相對(duì)于剖切面的兩部分幾何形體，具體執(zhí)行以下分組： 步驟4.4a，直接組合BSspaee-和BSseetion為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)應(yīng)Space-的幾何形體； 步驟4.仙，通過(guò)逆序排列85_^。"中各三角形頂點(diǎn)，創(chuàng)建與85_^。11表面方向相反的表面 集BSsertion-;組合BSspac；e+和BSsertion-為原子語(yǔ)義實(shí)體對(duì)應(yīng)space+的幾何形體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顧及一致性的復(fù)雜三維建筑物模型剖切建模方法，其特征在 于所述根據(jù)層次結(jié)構(gòu)、自頂向下逐層分類(lèi)重構(gòu)語(yǔ)義對(duì)象包括以下步驟： 步驟4.5，創(chuàng)建剖面對(duì)象的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)，具體執(zhí)行以下步驟： I) 依據(jù)幾何相交的表面對(duì)象，自底向上判別并標(biāo)記步驟2建立的語(yǔ)義對(duì)象層次結(jié)構(gòu)中 各層次相交的語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)為nodecut; II) 在每一個(gè)nodecut的原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)下，插入一個(gè)關(guān)聯(lián)相應(yīng)幾何剖面BSsection的語(yǔ) 乂面對(duì)象nodesection; 步驟4.6，層次分解語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)，具體執(zhí)行以下步驟： I) 分別創(chuàng)建對(duì)應(yīng)space+和space-的立體剖面模型對(duì)象Mspace+和Mspace 一； II) 自頂向下，逐層遍歷原模型各層次中的語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的nodecut標(biāo)記，分 類(lèi)執(zhí)行以下處理步驟： a) 對(duì)于每一個(gè)nodecut語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)，分別拷貝到Mspace+和Mspace-下； b) 對(duì)于其余節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與space-或space-的隸屬關(guān)系拷貝到相應(yīng) Mspace+或Mspace-下； 在遍歷并分解所有語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)后，分別恢復(fù)MSP_+和Mspa#中各結(jié)點(diǎn)在原模型中的語(yǔ) 義聚合關(guān)系； III) 遍歷組合為各原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的nodecmt標(biāo)記，分類(lèi)執(zhí) 行以下處理步驟： a) 對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中每一個(gè)nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，分別拷貝到Mspace+和Mspace-中；同時(shí)，分 別關(guān)聯(lián)表面剖分后劃分到space-和space-的幾何對(duì)象； b) 對(duì)于原節(jié)點(diǎn)集合中沒(méi)有標(biāo)記nodecut語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其關(guān)聯(lián)的幾何對(duì)象與space+或 space-的隸屬關(guān)系，拷貝到相應(yīng)Mspace+和Mspace-下并保留其幾何關(guān)聯(lián)信息； C)對(duì)于新插入的nodesection節(jié)點(diǎn)，分別拷貝到Mspace+和Mspace-中；同時(shí)，分別關(guān)聯(lián)幾何對(duì)象 BSsection-和 BS section ； 在遍歷處理每個(gè)原子語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)所關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義面節(jié)點(diǎn)后，分別在Mspat#和MspaCt中， 恢復(fù)其與相應(yīng)語(yǔ)義實(shí)體節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)義組成關(guān)系。
【文檔編號(hào)】G06T17/30GK105825550SQ201610147458
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】謝瀟, 薛冰, 張?jiān)扑?
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所