面向GIS应用的铁路工程三维信息模型数据交换方法

为实现铁路三维信息模型在不同平台之间的互操作和信息共享,提出了一种基于多元信息分离和独立存储、支持简化层次细节和场景构建的模型数据交换方法RIMTrans.首先,从RIM各单元要素中提取描述几何特征的参数,通过快速网格化等算法将其转换为GIS需要的Mesh数据;其次,建立IFC与RIM语义之间的映射关系,保证了数据交换过程中语义信息的完整性;第三,引用IFC规定的属性定义和描述方式作为标准交换格式,实现属性信息的传递;最后,以语义为主导,从几何、属性、语义3个方面对RIM进行了多层次细节简化.通过选择某铁路工程设计工点案例区域,采用RIMTrans方法开展了设计阶段信息模型的格式转换实验,结果表明,本文提出的数据交换方法灵活可控,三维模型中附带的铁路工程语义信息完整性可达85%,与传统作业方式相比,RIM信息模型的转换时间耗用降低70%,集成到三维GIS场景中的准确度达100%.      

CityGML与IFC三维空间构模分析与比较

随着三维地理信息的快速发展,CityGML与IFC融合并受到广泛重视。从空间定位、空间剖分、几何表达等方面对CityGML与IFC的三维几何构模异同进行分析,对二者融合中面临的几何转换问题进行探讨,并通过试验对二者建模效率进行对比分析。     

视觉感知驱动的三维城市场景数据组织与调度方法

针对大规模复杂三维城市场景三维可视化的数据调度效率不高、视觉一致性差等关键问题,提出了一种视觉感知驱动的复杂三维城市场景数据自适应组织管理与动态调度方法.该方法根据三维场景数据的空间分布特征,利用自适应四叉树对复杂三维城市场景进行不同层次粒度的划分,并自底向上遍历四叉树,为中间节点生成LOD(level of detail)和计算各个层级的几何误差,构建灵活的多粒度三维瓦片模型,最后根据屏幕误差评估建筑物模型的三维几何特征(形状、尺寸、高度)等视觉感知参数,约束不同细节层次模型的自适应调度.选择了柏林4个细节层次的三维城市模型数据,进行交互式三维漫游测试.实验结果表明,基于视点相关HLOD(hierarchical LOD)动态调度,动态可视化的渲染帧率始终保持在40 f/s左右,达到了网络环境下复杂三维城市场景数据动态调度的高效性和三维可视化视觉一致性的要求.     

基于单目图像的列车事故场景三维重建

为了辅助铁路事故应急救援方案的制定,提出了一种基于单目图像的列车事故场景快速三维重建方法。考虑不同应用场景的2种相机投影模型,采用SIFT算法提取图像特征并与事故列车的CAD模型相匹配,通过引入车厢之间的几何约束,将三维重建转换为求解带约束的非线性最小二乘问题,最终还原事故主体的位置与姿态。为了定量与定性验证该方法的计算效果,分别对模拟列车事故场景与真实列车事故场景进行车厢的三维重建。在模拟列车事故场景中采用了较精确的有限相机投影模型进行离线标定,在真实列车事故场景中采用了较稳定的针孔模型进行自标定。分析结果表明:通过对模拟场景的定量分析,重建两节车厢中用于测量的8个节点的最大相对误差为4.54%,平均相对误差为1.85%;通过对真实场景的定性分析,结合地形信息校正,同样能够实现车厢位置与姿态的三维还原;最终借助三维可视化引擎,可在视觉上还原整个事故环境全貌。该方法还可用于应急救援电子沙盘的开发以进行铁路事故分析和安全教育。     

道路地形动态三维可视化及相关属性查询研究

采用CDT理论建立道路与地形整体模型,并转化成格网模型进行三维显示;采用小波算法对格网地形模型进行简化,成功应用在道路三维场景实时浏览中;根据OpenGL技术原理,解决了三维空间数据与地物属性数据库的连接;在三维空间中,通过鼠标点击获取三维空间目标,再从地物属性数据库中返回此目标的属性数据,供设计者参考.     

一种本体转换为关系数据库模式的方法

语义网是下一代互联网,本体是语义网描述逻辑的具体实现．本文提出了一种本体转换为关系数据库模式存储的方法,将本体中的每个类和属性的实例用单独的数据表存储,使用视图来体现对象之间的关系．本文提出的转换方法的优点是当本体发生修改时,不需要大量修改数据库的结构,适合于中小型本体的转换．     

面向设计的集成产品装配模型

介绍了装配模型的研究现状,分析了装配模型的几种表示方式及其优点、缺点,然后提出了一种面向设计的基于广义键和层次结构模型的集成产品装配模型。这一装配模型能够描述产品的层次信息,描述零部件之间的位置关系信息、连接关系信息、运动关系信息、传动关系信息和配合关系信息,还能够描述零部件的设计参数及其约束关系、分析特征等非工程语义信息。基于产品几何模型和装配模型的设计系统,能够支持产品自上而下、逐步求精的设计     

真实感场景遥感技术在铁路工程勘察中的应用

为了进一步推广遥感技术在铁路工程勘察中的应用,在分析传统遥感技术应用局限性的基础上,提出了真实感场景遥感技术.通过引入视差函数,基于立体正射影像像对,保证视差方向与模型基线方向一致,消除夹角,获取数据精度更高的立体模型,形成了一套完善的遥感建模方法和生产应用流程;将遥感技术与协同设计平台配合使用,实现了不同专业之间数据的双向流通.研究结果表明:真实感场景遥感技术适用于铁路工程勘察的多个不同专业,尤其在不良地质调查、线路选线方面效果明显;与传统遥感技术相比,可节省外业勘察时间50%,节省内业设计时间20%.     

一种允许误差的异构图形语义匹配技术

为解决二维和三维异构图形数据匹配问题,以流程工厂协同设计为背景,提出了基于允许误差的最大语义匹配算法(MSMGE).该算法首先用类无向图描述二维和三维图形数据的工程属性和拓扑关系,消除了研究对象的异构性;然后,用语义表达式表示类无向图顶点与边的语义关系,将二维和三维异构图形数据的匹配转化为允许误差最大公共序列的匹配;最后,通过采用基于工程语义的类无向图语义分割、语义规整和语义裁剪等方法降低MSMGE的复杂度.研究表明,用此算法,匹配精度能够达到90%以上.     

CAD数字样机动力学参数提取及敏感性分析

现有的三维CAD模型主要描述的是产品的装配结构和几何特征,不具有可分析的特征和特性.以客观地定量化描述产品动力学参数对性能的影响为目标,提出了建立面向CAD的多体动力学分析信息统一描述模型和动力学参数对性能影响的定量描述方法.通过建立多体动力学分析信息统一描述模型,提出一种通用的动力学参数提取方法;基于仿真试验的性能分析取样策略获取动力学计算仿真模型的输入输出样本集,应用粗糙集理论对动力学性能参数进行敏感性分析,最终获得影响产品性能的关键参数集,最终完善CAD数字样品.最后,以机车车辆CATIA三维数字化CAD数字样机的动力学参数提取及敏感性分析为例,证明本文方法的可行性、有效性.     

GIS-BIM技术在山地城市路网优化设计中的应用

为提高山地城市路网设计的科学性与合理性,将地理信息(GIS)与建筑信息模型(BIM)技术引入到山地城市路网优化设计中来,构建了以道路等建构筑物信息为模型,以三维GIS为模拟分析手段的地理设计方法,实现了在大范围三维GIS场景中BIM要素的可视化模拟与分析。并以重庆港城工业园区B区路网工程为例,使用GIS与BIM技术对该路网进行优化设计,实现了优化后的路网与周边地形、地貌以及地理环境的完美融合,且节省工程投资3.46亿元。     

导航电子地图中路口的交通矩阵与路束模型

导航电子地图是车载导航系统的基础.其蛛式模型使用交通矩阵对路口的交通属性进行描述,适用于车辆导航.为将电子地图数据用于车载导航系统,提出一种路口交通矩阵的计算方法.在通用GIS模型的基础上建立一种新的路束模型以反映路口的类型特征,并通过路束交通矩阵实现路口交通属性的描述.基于路束模型创建了一套蛛式路口交通矩阵的计算方法.实验表明该方法可以方便的用于路口交通矩阵计算,为驾驶者提供准确的路口引导信息,适用于车辆导航.     

双注意力引导的跨层优化交通场景语义分割

针对交通场景目标分割边缘不平滑以及小目标难以准确分割等问题，本文提出一种双注意力引导的跨层优化交通场景语义分割算法。首先，构建多分支特征提取编码网络，并利用串行非比例式空洞卷积实现空间上下文信息提取，进而改善小目标信息的丢失；其次，构建基于空间对齐的跨层特征融合解码网络，实现语义信息和细节信息的融合，增强不同尺度目标的表达能力；最后，提出通道和空间注意力机制，建模全局通道相关性和长距离位置相关性，增强网络对关键特征的学习能力。交通场景数据集Cityscapes和CamVid上的实验结果表明，所提特征提取编码网络、跨层特征融合解码网络以及注意力机制模块是有效的；所提语义分割算法获得了77.79%和78.66%的平均交并比，能够平滑目标分割边缘，尤其对细长条形目标具有鲁棒性。     

基于数据库的三维几何模型描述

机械ＣＡＤ中，几何实体的基本表现方法就是将几何实体以信息方式储存于计算机中，对于实体对象而言，有许多不同的表现形式，本文在讨论了最主要的表现形式后，详细阐述了在数据库支持下，三维几何模型描述的重要方面（即储存形式）。     

无人机影像数字处理及在地震灾区重建中的应用

为解决多云雾地区卫星遥感数据难以实时获取的问题,考虑到无人机低空遥感影像分辨率高、灵活性好等特点,探讨了无人机影像的获取及数字处理方法.探讨了影像三维可视化过程,并针对汶川地震灾区重建规划设计的需要,将重建规划设计模型直接引入三维地理信息系统环境.实验结果表明:与卫星遥感数据相比,无人机获取的影像在三维可视化中能提供更详细、更丰富的几何和语义信息;采用设计模型与三维地形景观相结合的技术,能实时再现设计成果,避免复杂环境下二维图形带来的思维局限性和片面性,提高设计效果的真实表现力.     

基于球面图像的三角网格模型分割

为了从局部形状的角度实现对三角网格模型的管理和重用,提出了一种基于球面图像的三角网格模型分割方法.通过球面参数化及球面划分,将三角网格模型的表面属性信息映射到球面图像中;利用成熟的区域生长、区域合并图像分割算法对球面图像进行分割;将球面图像的分割结果转换为三角网格模型的分割结果.实验结果表明:该分割方法可以对不均匀的低分辨率三角网格模型进行有效分割,降低了几何属性估算对分割结果的影响,不会发生过分割现象,不需要进行分割的后续处理.     

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

摘要:为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、现势性差,数据粒度粗等问题,本文提出一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,并从施工图中自动提取出设计参数;其次,利用Web GIS技术设计开发了图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;然后,通过对进度数据进行统计分析,实现进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表等.最后,以阳大铁路工程为例,图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了阳大铁路工程施工进度管理水平和效率,节省70%以上统计分析工作量,具有重要的推广应用价值.     

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

摘要:为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、现势性差,数据粒度粗等问题,本文提出一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,并从施工图中自动提取出设计参数;其次,利用Web GIS技术设计开发了图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;然后,通过对进度数据进行统计分析,实现进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表等.最后,以阳大铁路工程为例,图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了阳大铁路工程施工进度管理水平和效率,节省70%以上统计分析工作量,具有重要的推广应用价值.     

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

摘要:为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、现势性差，数据粒度粗等问题，本文提出一种图形化施工进度数据处理方法.首先，采用面向对象的方法对工点进行工程分解，并从施工图中自动提取出设计参数;其次，利用Web GIS技术设计开发了图形化的施工进度数据采集系统，实现了进度数据的图形化填报与审核;然后，通过对进度数据进行统计分析，实现进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示，并生成进度统计与预警报表等.最后，以阳大铁路工程为例，图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要，显著提高了阳大铁路工程施工进度管理水平和效率，节省70%以上统计分析工作量，具有重要的推广应用价值.     

基于语义相似度的话题关联检测方法

为有效识别任意两篇报道的相似性,提出了一种基于语义相似度的话题关联检测算法.该算法首先通过计算特征词之间的相对熵作为两篇报道中特征词之间的语义相似度;其次,通过计算平均语义相似度获得特征词和报道之间的关联度;最后,结合特征词在语料库中的TF-IF(term frequency-inverse document frequency)权重计算两篇报道之间的关联度,实现报道之间的关联度检测.本文提出的方法与现有的向量空间模型方法和仅依赖于平均点互信息的方法进行了比较,并通过TDT4中文语料进行测评,结果表明,基于语义相似度的关联检测方法能够更好地利用文本的语境信息,提高了现有检测系统的性能,其最小DET(detection error tradeoff)代价降低了3%.