基于BIM的建筑物三维权籍模型构建文献综述

 2022-03-21 20:58:14

基于BIM的建筑物三维权籍模型构建文献综述

随着国家的发展,“数字城市”“智慧城市”变得越来越耳熟能详, “数字中国、智慧社会”战略成为推动数字经济、智慧城市建设及其可持续化发展的重要途径。在此背景下,不动产的“三维权籍管理”成为了智慧城市成立的重要组成部分。三维建模的方法很多,但利用建筑规划时建立的BIM模型,可以轻易得到建筑的精确高度、外观尺寸,大大节省三维建模的工作量和成本,并且可进行室内空间信息的查询和分析,能满足建筑物三维权籍数据和属性的查询和展示的需求。

  1. 建筑物三维权籍模型的构建方法
    1. 一般三维模型构建方法

3ds Max建模主要包括三维激光扫描数据获取和3ds Max实景建模两步。三维激光扫描技术虽然发展时间较短,但是由于其具有无接触性、精确性及高效性等特点,在诸多领域有着广泛的应用。利用三维激光扫描技术,可获取原始点云数据以及纹理照片;3ds Max实景建模法主要依靠的是空间几何体之间的拓扑关系; 利用各个物体之间的拓扑关系将一个个独立的单元组成完整的整体模型,其中涉及的技术主要有GPU渲染技术和纹理贴图技术。

Smart 3D建模主要涉及多视影像联合平差、特征提取、空中三角测量以及自动建模三方面内容。多视影像联合平差: 将曝光瞬间GPS /IMU系统获取的POS数据作为初始值,采用金字塔由粗到细的匹配方法,对每一级进行同名点提取,结合光束法区域网平差,并将外业量测的像控点数据参与平差,可以获得较好的平差结果。空中三角测量: 利用少量的控制点在室内进行地面控制点的加密,得到更多的控制点,使得定向的精度提高,建立的模型位置更加正确。自动建模: 利用空三之后形成的点云进行加密,得到密集点云,然后由密集点云生成TIN模型,根据TIN模型建立三维模型,最后自动纹理贴图得到三维模型。

SolidWorks是达索系统(Dassault Systemes )下的子公司,专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。Solidworks软件功能强大,组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点,这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能,而且对每个工程师和设计者来说,操作简单方便、易学易用。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中,SolidWorks是设计过程比较简便而方便的软件之一。

Pro/Engineer第一个提出了参数化设计的概念,并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外,它采用模块化方式,用户可以根据自身的需要进行选择,而不必安装所有模块。Pro/Engineer的基于特征方式,能够将设计至生产全过程集成到一起,实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站,而且也可以应用到单机上。Pro/E是基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,您可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上,不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。

1.2 三维权籍模型的特点

首先地籍管理对象一般应包括地籍要素、地理要素、注记要素、影像要素。地籍要素类各子类的对象成员包括:记录其土地权属空间界限的几何体对象,分为三维宗地以及其界址点、线、面;与土地权籍相关的其他信息。例如:权利人信息、使用权类型、共有使用权情况、权属来源证明编号等;建筑物空间使用状况信息。例如:建筑物占用空间界限,以及建筑密度、容积率、体积、建筑面积、占地面积、起止高程等。全三维地籍模型中,基础地理要素应包括:测量控制点,指在进行测量作业之前,在测区范围内布设的平面、高程控制点;地物,指依附于地表的各种固定性物体,含道路、水系、绿化、广场、公园、建(构)筑物等自然地物和人工地物。在全三维地籍模型中,地物占用的空间为物理空间。在设计对象模型时仅需要考虑其空间边界、表面纹理图形等相关属性成员的定义和表达,不需要涉及土地权属信息;地貌,指地表各种形态的总称。注记要素包括三维界址点(线、面)注记、三维宗地注记、三维房产单元注记和三维建筑物注记。考虑地籍管理三维可视化的需求,影像要素一般可以包括数字正射影像等基础数据。数据库是整个权属调查的核心, 作业人员进行绘制图形和录入属性时, 能方便写入数据库, 同时可以利用创建的数据库生成图饰和报表资料等, 实现属性数据一次录入, 多次使用。

三维权籍的概念模型是对真实世界中三维地籍实体对象进行描述。三维地籍的研究对象为三维宗地及其界址和权属信息,其中界址面作为区分不同权利三维实体图形的分界面是二维界址在三维空间的扩展。三维地籍数据模型不仅要描述地籍产权体的几何形态,更要描述产权体之间的关系,尤其是拓扑关系,这是一个实体建模问题。通常实体建模方式有2种:几何实体构造方法和边界表达方法。三维地籍产权体形式可抽象为开放式宗地、半限制宗地和全限制宗地。三维地籍数据模型的选取需要满足以下3个条件:模型能够准确表达地籍产权体的权属边界;所选取的模型包含节点,弧段和面片⒉种拓扑元素及点、线、表面、体四种几何对象;需要满足可视化表达、空间分析和计算等功能。

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