一、城市建筑三维建模算法研究（论文文献综述）
陈睿昕[1]（2021）在《住区形态对太阳辐射的影响研究 ——以西安为例》文中认为随着中国经济的快速发展,住房面积近年来呈现出快速增长的趋势,住区作为现代人居环境的主要表现形式,是城市人口的主要居住形式,住区室外空间是城市人口的主要活动场地,营造良好的住区室外空间从社会层面和心理层面上都具有重要的意义。太阳辐射是影响住区室外开放空间舒适的重要参数,也是促进城市住区环境可持续的主要考虑因素,因为它与能源效率及宜居性密切相关。因而研究住区太阳辐射对室外热环境既可持续性具有基础价值,本文希望明确住区形态参数与太阳辐射间的相关关系,进而定量描述形态参数与住区室外舒适间的关系。为此,本文做了如下的工作内容以及获得如下的结果:（1）首先,阐述了太阳辐射、住区、住区形态等相关基本概念,对住区开放空间的太阳辐射形成原理进行梳理,在此基础上分析了辐射各个分量的组成部分,对文献中太阳辐射模拟方法进行梳理,整理出适合住区层面的太阳辐射模拟计算方法,从间接计算太阳辐射入手,通过梳理天空开阔度计算原理及软件计算的优缺点,基于投影算法提出在基于参数化软件及性能模拟化插件平台建立计算天空开阔度（Sky view factor）的方法,建立快速便捷计算太阳辐射的计算模型。通过与住区实测辐射数据进行对比,证明该方法具有较高的稳定性,适合住区室外太阳辐射的计算模型,操作方便精度高。（2）针对住区实地调研不便的缺点,利用开放数据的方法获取西安地区的城市建筑模型,包括建筑轮廓数据及建筑高度空间分布,建立从开放数据获取三维数据的流程。通过对西安地区住区特征进行总结,基于层次分析法获取宜居的住区区域,根据层高频次及布局形式分类获取西安地区典型住区20例。（3）以西安地区典型住区为例,获得住区年太阳辐射总量的分布情况,住区天空开阔度与年太阳辐射总量的相关关系较强,相关系数R在0.914-0.989间,因此可使用天空开阔度作为年太阳辐射总量的预测因子。通过分析天空开阔度与月太阳辐射总量间的关系,同样有较强的相关性,且相关性随着太阳高度角的变化而变化,随太阳高度角的变大而增大,在遵循四原则基础上确定描述住区的形态参数,包括建筑密度、容积率、建筑平均高度、建筑平均高度标准差、紧凑度、复杂度、建筑占地面积标准差,研究住区形态参数对太阳辐射的影响规律,结果表明,建筑密度、容积率、建筑平均高度、建筑平均高度标准差、复杂度、建筑占地面积标准差与年太阳辐射总量间呈负相关、其中建筑占地面积标准差与年太阳辐射总量间的相关性较弱,相关系数R仅为0.226;紧凑度与年太阳辐射总量间呈正相关,相关性较强,相关系数R为0.802。将建筑密度、建筑高度标准差、紧凑度及建筑平均高度此四个形态参数作为自变量因子建立多元回归模型。（4）利用热气候指数（UTCI）作为评价太阳辐射影响下的住区室外舒适的指标。根据阴影区和太阳辐射影响下不同的通用热气候指数。获得室外环境舒适阴影和室外有效辐射范围,确定使室外舒适住区形态参数范围。综合考虑,住区复杂度1.0-2.0,紧凑度为0.20-0.29。
包馨[2]（2021）在《“分形视距”纹理压缩与彩色多边形纹理集成的三维模型可视化方法》文中研究指明纹理数据是构建城市真三维模型过程中的重要组成部分,通常会占用大量内存,导致三维模型难以实现流畅稳定的动态可视化,因此,对纹理数据进行有效组织与调度已成为目前国际地理信息科学领域的重要和热点研究内容之一。本文针对目前国内外三维模型可视化中纹理数据及其组织的研究现状,提出了“分形视距”（FVD）纹理压缩与彩色多边形纹理集成的三维模型可视化方法。该方法能够用较少纹理数据表示出建筑物的视觉特征,极大提高了大场景三维模型可视化的渲染效率和速率,具有较大的研究价值。本文提出的“分形视距”（FVD）纹理压缩与彩色多边形纹理集成的三维模型可视化方法主要工作有以下几个方面:首先,本文针对目前国内外纹理压缩和数据管理现状,对FVD模型理论及数学基础进行介绍,重点分析了现有基本分形编码算法及其优缺点,阐述本文根据三维模型可视化中视点位置和距离进行纹理压缩的必要性。其次,根据视距及目标立面的可见性情况提出了“分形视距”纹理压缩及彩色多边形纹理组织方法。当视距满足纹理调用条件且目标立面可见时,对纹理数据进行动态迭代解压,并确定纹理重采样次数以创建多分辨率纹理数据;当视距不满足纹理调用条件但目标立面可见时,利用纹理分割算法创建颜色纹理树,通过合并节点生成彩色多边形来表示建筑立面纹理。基于三维模型数据的构成,以及对比总结现有空间数据存储结构的优缺点,本文利用关系数据库实现对建筑物纹理数据的高效存储和快速调用。然后,介绍了三维模型的纹理映射算法,并基于AABB包围盒的视锥裁剪方法,提出了FVD纹理动态调度方案。该方法根据最初视点位置和视线方向加载场景数据,当视点不断变化时,进行条件判断并调用相应的纹理数据,若三维建筑模型在视椎体外部,则不需要渲染该模型数据;若目标建筑立面不可见,则需要剔除此建筑立面,再根据视角和距离调用相应分辨率纹理或者彩色多边形纹理,完成三维建筑模型的动态可视化。最后,针对本研究提出的方法,利用两个研究区建筑纹理数据进行了实验。并且分别使用3ds Max、Sketch Up和本文提出的方法对实验结果从内存占用和帧速率两方面进行对比分析。实验结果显示,本方法和3ds Max、Sketch Up Pro相比,在研究区1中分别减少了约33.1%和37.2%的内存占用,帧速率分别提高了约8.4%和11.1%;在研究区2中分别减少了约36.5%和30.9%的内存占用,帧速率分别提高了约7%和10.9%。
程耀[3]（2020）在《面向精细化管理的城市级三维模型关键技术研究》文中提出随着我国城市化进程的持续推进,城市精细化管理成为必然的趋势,传统的二维平面场景已不能满足当前城市规划管理的需求,以三维模型为基础的三维数字城市成为城市运行管理的“新宠”。与此同时,大规模的城市规划对三维模型的数字化、立体化、精细化的要求也越来越高,以构建高精度、离散三维要素的城市场景成为研究的热门。传统的城市三维建模方法存在效率低、现势性差、成本高等劣势,虽然采用无人机倾斜摄影技术可以实现快速高效地构建城市三维场景,但该三维场景无完整的拓扑结构和语义信息,且城市建筑、城市部件要素是一个整体,无法进行离散化的城市三维要素信息管理。城市要素的重要程度是城市精细化管理的主要依据,城市三维管理的差异化需求影响着三维模型的精细化粒度。因此,城市级三维场景构建存在着效率化、精细化与管理化之间的矛盾。针对这一矛盾,本文从城市三维场景、城市建筑体和城市部件的三维模型构建展开研究:以无人机倾斜摄影技术构建的城市三维场景为基础,根据城市管理需求构建不同精细程度的城市建筑体三维模型,结合城市部件三维模型库和实测部件数据,参数化构建城市部件三维模型。最后,基于OsgEarth三维数字地球引擎库,融合多源城市三维数据,使用面向对象的思想进行分层组织管理,初步实现了基于倾斜模型的城市三维可视化系统。该系统能满足不同领域用户多元化的应用需求,能够全方位、多层次的展示城市三维模型,更好地致力于智慧城市的建设。本文主要研究内容如下:1.研究城市三维场景的构建方法。基于建模软件、无人机倾斜摄影测量和三维激光点云的构建方法,探讨了城市三维场景的构建,通过实验对比分析,确定倾斜实景模型在城市级三维场景构建中具有明显优势。2.研究三个层级的城市建筑体三维模型构建方法。根据城市建筑体在城市精细化管理中的重要程度设计三个层级的城市建筑体快速构建方案:利用DLG快速构建三维白模（V0级别建筑体模型）,结合建筑纹理库进行纹理映射（V1级别建筑体模型）,使用DP-Modeler软件进行精细单体化建模（V2级别建筑体模型）,完成实验区域V0～V2三层级别的城市建筑体三维模型构建。3.研究城市部件三维模型动态构建方法。利用3DSMax完成城市部件三维标准库的构建,结合实测部件点,通过设计城市部件参数化映射关系,实现参数化动态生成城市部件三维模型。4.研究城市三维要素统一可视化的方法。为实现城市要素统一组织管理,以数字地球的形式,设计多元城市三维要素的集成框架,基于OsgEarth三维数字地球引擎库,通过城市三维场景、城市建筑体三维模型进行高效合理组织与管理,根据城市部件参数化映射关系,利用MySQL数据库实现城市部件三维模型的渲染及动态调度,完成面向精细化管理的城市级三维模型构建、组织、渲染及管理。
曹林[4]（2020）在《基于倾斜影像线特征的建筑物三维模型重建与优化方法研究》文中研究指明近年来,随着我国现代化建设的进程逐渐加快以及大数据时代的到来,以地理空间信息为核心的“数字城市”、“实景三维城市”等城市服务体系正在蓬勃发展,建筑物是城市地区的重要基础设施和组成部分,其三维模型的构建已经成为数字城市地理空间数据框架的关键要素之一,实景城市三维模型、数字建筑模型、独立建筑物模型构建等高层次的建模需求对三维建模技术提出了新的挑战,如何快速、自动、准确地构建城市地区尤其是各类形态复杂的建筑物三维模型是当前各领域研究的热点问题。一方面,传统的垂直航空摄影或是机载激光雷达扫描技术都难以获取建筑物立面信息,通常需要结合数字近景摄影测量进行补充才能构建建筑物立面模型,不仅效率较低且建模成本较高;同时,基于点云进行建筑物三维模型的构建时由于点云数据庞大,存在着构网复杂、建模效率低下、模型视觉效果不佳以及纹理缺失区域建模精度不高等问题。另一方面,现有建模方法大多以点云数据为基础构建三维模型而轻视了线特征的作用,在城市等包含大量几何规律及特性的场景中,由于三维线段模型在表现人造建筑物的几何结构方面效果更加突出,因此若将线特征应用于建筑物三维模型的构建和优化工作,可以提高模型构建的效率和精度,改善三维模型的视觉效果。因此,基于线特征的建筑物三维模型重建具有重要的理论研究价值和实用性。本文针对目前建筑物三维模型重建领域存在的问题,以倾斜影像中获取的建筑物线特征为基础,对建筑物三维模型重建技术路线中的线特征匹配、线特征三维重建、三维点云模型优化、建筑物模型快速重建等关键技术展开了研究。1.针对倾斜影像等变形大、遮挡严重的情况下线特征难以匹配以及只考虑局部特征时匹配稳健性不高的问题,提出了一种多重约束下的倾斜影像线特征多视匹配方法,为倾斜影像的线特征匹配以及线特征的多视图匹配提供了新的思路和借鉴。2.针对线特征三维重建时线段端点难以确定以及稳健性不高的情况,提出了一种基于选权迭代思想的线特征三维重建方法,解决了线特征三维重建中线段完整性与稳健性之间互相矛盾的问题。3.针对以点云为基础进行建筑物三维建模时计算量大、纹理缺失区域建模效果不佳等问题,以倾斜影像中获取的建筑物三维线特征为基础,提出了一种基于倾斜影像线特征的建筑物三维模型重建方法,为低复杂度建筑物的快速建模以及线特征在建筑物三维模型重建中的应用提供了新的解决方案。4.针对点云数据构建建筑物三维模型时存在的表面凹凸不平、边缘锯齿等模型真实感不佳的问题,提出了一种基于线特征辅助的三维模型平面和边缘优化方法,改善了建筑物三维模型的视觉效果,提高了模型精度,为物方三角网以及点云重建模型的优化提供了新的研究思路。
王奇胜[5]（2020）在《基于3DGIS与BIM的城市轨道交通线路设计方法研究》文中进行了进一步梳理城市轨道交通因其运量大、快捷、舒适、低污染的优势成为城市解决公共交通问题的有效途径。城市轨道交通线路主要穿越城市中心区域,线路走向与空间位置的选择将直接影响沿线周边居民的生活条件和城市景观建设,而传统的线路规划设计方法难以在复杂的城市环境中发现潜在的冲突问题,如地下线与地下管网、建筑桩基的碰撞,地面线和高架线给城市规划带来的噪音和景观问题。采用基于3DGIS可视化环境的选线方法,能够直观评价设计效果,将精细的BIM模型作为信息来源可以更智能地进行空间查询和环境影响评价,能够有效改善目前城市轨道交通设计方法存在的不足。论文基于3DGIS与BIM技术对轨道交通三维线路设计中涉及的理论方法和关键技术进行了研究,完成了城市轨道交通三维空间选线系统的开发。论文的主要研究内容和成果如下:基于City Maker SDK组件式开发了三维空间选线系统,主要研究了快速构建城市三维景观、三维空间线路设计方法、线路构造物BIM快速建模、线路方案优化等相关问题。（1）针对城市道路结构特点,在City Engine中通过Python脚本快速生成具有真实地理特征属性的城市道路网,并导入城市三维环境中。提出一种城市三维景观快速建模方法,实现快速建立城市建筑、水系、小品等模型。（2）结合《地铁设计规范GB50157-2013》的相关规定,系统研究了线路数据结构和曲线要素参数计算方法,基于City Maker平台开发了城市轨道交通线路三维设计子系统,解决了线路曲线要素的模型渲染、线路动态调整、标签插入、提取线路中心线数据等问题,实现了在三维空间下城市轨道交通的线路快速设计。（3）根据线路中心线数据,基于Revit API开发实现了轨道交通铁路构造物BIM模型的参数化建立和自动拼装。根据真实的管线数据和地质钻孔数据,实现了快速建立城市地下管网模型和地质实体模型。（4）总结了BIM与3DGIS的数据融合机理,研究分析了City Maker平台对BIM数据的兼容和优化能力,并基于City Maker SDK空间查询、相交分析等方法,实现了快速确定线路影响范围和铁路构造物与既有城市构造物的碰撞检测分析,为线路方案的优化提供解决方案。
王方建[6]（2019）在《基于地面激光点云数据的建筑物模型自动化重建研究》文中研究说明在数字城市建设中建筑物的精细化、自动化模型重建一直是一项重要的应用需求和研究课题。激光探测与测量技术（Light Detection and Ranging,Li DAR）经过近三十年的发展,已经成为一种重要的遥感测量手段,它通过对目标地物进行高分辨率的激光扫描,获取其外轮廓高精度、高密度的阵列式激光点云数据。依据激光扫描平台的不同,激光扫描测距技术发展了多种不同扫描尺度点云数据精度和对应应用目的的数据采集系统,如航天卫星载体、航空飞行器载体、地表移动载体、地面固定载体等。近年来,无人机激光扫描仪、手持式激光扫描仪也开始得到广泛的研究应用。其中,地面激光雷达扫描技术（Terrestrial Laser Scanning,TLS）,能够为城市建筑的数字化与精细化模型重建提供高效灵活的外业数据采集策略,采集目标地物高精度高密度的立面激光点云数据,为目标地物的精细化模型重建提供可靠的数字支持。本文研究基于TLS数据的建筑物模型自动化重建方案,结合国内外学者的相关研究成果、技术方案和相关算法的研究,对重建流程中的关键问题进行深入研究并提出一套完整的建筑物模型重建的技术方案,包括数据预处理、多测站点云数据配准、点云面片分割、模型重建等步骤。具体内容如下:（1）数据预处理。目的是对高密度的地面激光扫描原始点云数据进行八叉树组织管理,提出栅格去噪算法滤除原始点云数据中的孤立点集和孤立栅格点集。该算法针对TLS数据的特点,有效识别原始采集数据中孤立噪音和建筑物周边包括树木、行人、车辆等障碍物点云集,滤除这些噪音以实现后续精确建模。（2）多测站点云数据配准。研究基于点云数据几何特征的预配准和基于ICP算法的精确配准。针对地面激光扫描数据的特征,优化相关参数,得到精确配准的目标建筑物的整体点云数据模型。（3）点云面片分割。采用基于区域生长的分割算法对建筑物整体点云数据进行面片分割,针对TLS数据的特点,计算点云密度,通过优化邻域半径、平滑系数、曲率系数等参数达到点云面片分割目的。采用基于参数模型的分割算法对高密度复杂建筑物点云数据进行面片分割,针对TLS数据特点,调整优化包围盒距离阈值、包围盒宽位图分辨率、法向量偏移余弦阈值等分割参数达到点云面片分割目的。（4）点云面片规则化算法。提出基于最小二乘法和RANSAC的点云面片规则化算法。从分割出的点云面片数据,提取边界点云,应用拟合最佳平面、拟合直线段、连通性分析离散不连通线段、规则化离散线段流程,拟合高精度的规则多边形。（5）基于知识的重建方法。依据点云面片的语义特征,通过统计面片的面积、位置、法向量、拓扑关系等几何特征将面片分为地面、墙体、窗户、门洞、屋顶、台阶及其他等7类,制定后续模型重建策略。
刘梓昂[7]（2019）在《夏热冬冷地区城市形态与能源性能耦合机制及其优化研究 ——以东南大学四牌楼校区为例》文中认为随着新型城镇化的快速推进,人口与产业持续向大城市集聚,导致城市建成面积不断增长,城市能源消耗（简称能耗）总量日益增加而成为社会普遍关注的重要问题。论文以能源性能导向下的城市设计为切入点,以能源性能为导向,关注建筑能耗与城市建成环境的互动机制,推动城市可持续发展。基于国外城市规模的建筑节能最新研究成果,论文以夏热冬冷地区中观尺度的城市形态（城市街区层级的建筑群体）为研究对象,构建三维的城市建筑能耗信息模型,融入量化分析的技术方法,为通过城市形态优化提高能源性能提供科学依据。首先,论文从城市形态学、城市气候学及建筑热工学等相关原理出发,介绍了城市密度、城市肌理和建筑类型等城市形态与能源性能耦合的主要影响因子,剖析了城市形态通过微气候调节对建筑能耗的影响及耦合机制,尝试凝练出若干适应夏热冬冷地区气候特征的城市形态优化与能源性能提升的原则与策略。其次,论文基于能源性能的中观尺度的城市设计理念,提出了相应的城市形态优化设计方法。论文选用Rhino+Grasshopper自动建模平台以及Ladybug+Honeybee性能分析软件作为技术工具,主要涵盖以下四个阶段的设计流程:数据采集与分析、能耗模型构建与校核、形态优化以及最终方案比选。最后,论文以东南大学四牌楼校区为样本,对方法流程的可行性与有效性进行实践检验,具体实验过程如下:（1）对区域内各类数据进行实地调研、分析与简化;（2）整合各类信息数据,构建校区能耗模型,并用实测能耗数据对其展开校核;（3）选择建筑间距系数和垂直布局形式分别作为城市密度和城市肌理的城市形态关键影响因子,在改变建筑布局的前提下,生成12组优化方案,并逐一进行微气候环境模拟;（4）进行多维比较、可视化评估及相关性分析,评析建筑间距系数和垂直布局形式这两个形态影响因子与城市建筑能耗的耦合机制;（5）通过多方案比较,选取建筑间距系数在0.8左右的南高北低布局形式作为最优方案,并总结了一系列城市形态优化及能源性能提升的方法与策略。综上所述,论文依托多学科交叉与协同,初步探索了城市形态与能源性能耦合机制与技术路径,可在前期规划设计阶段有效提高分析的效率和准确度,促进了建筑信息模型在城市尺度的运用,丰富了城市层面的建筑能源性能的分析、比对与优化研究。全文约71000字,图表100余幅。
周景波[8]（2019）在《基于元胞自动机与数据同化的城市扩展分析 ——以成都市中心城区为例》文中认为在当前全球经济快速发展的浪潮中,城市化发展作为社会经济发展的一种必然现象应运而生,为了寻求更好的人与自然的和谐发展道路,构建合理有效的城市生存环境,研究城市扩展状况尤显重要。同时,对城市扩展的研究也成为当前我国乃至全世界城市发展规划的重大研究课题之一。当前,我国城市发展正处于快速扩张发展阶段,城市正面临着城市用地发展合理规划、生产生活供给与需求、环境保护与资源的有效利用等方面的不可调和的问题。城市扩展研究对城市合理规划以及协调人类与环境之间的关系起到了关键作用。当前的城市扩展主要是基于城市地理学,从定性角度预测城市扩展,少有以定量方式结合预测模型对城市阶段性变化进行扩展研究,本文利用遥感数据和GIS等手段研究城市阶段性发展扩张情况,并利用预测模型进行城市扩展预测研究,定量化分析城市扩展特征与驱动因素分析,达到引导城市可持续发展和合理规划城市用地的目的。本论文以我国六大中心城市之一的成都市所辖的11个中心区县为研究区,以1985年、2000年和2015年Landsat+ETM遥感数据为基础,对成都市中心城区城市用地空间分布信息进行提取。在通过遥感解译数据和已有的研究区数据的基础上,结合地理要素多层次约束性条件,利用相关逻辑参数建立元胞自动机（CA）模型转化规则,并利用地理信息空间分析技术,构建CA模型和数据同化算法（EnKF）相耦合的城市用地扩张模型。并建立模拟结果修正模型,以达到提高数据同化-CA模拟预测精度要求。然后利用Matlab软件通过CA迭代进行简单的编程代码实现模型运行得到模拟结果,并在ArcGIS软件上实现城市扩展结果。利用传统的逻辑回归元胞自动机模型和基于数据同化的集合卡尔曼滤波算法的元胞自动机模型进行模拟对比分析,选取模拟精度较好的模型对研究区2030年的城市发展变化进行预测,最后对模拟结果进行城市变化特征分析和影响因素分析。主要结论如下:（1）城市扩展预测结果显示,1985年到2000年成都市中心区域呈同心圆状向外围缓慢扩展,其中离市中心较远的个别地区出现卫星城快速发展的趋势。Logistic-CA模型预测的结果表明成都市中心城区的发展和实际城市变化的趋势具有一致性。2000到2015年的成都市城市变化程度较为明显,中心城市面积扩大了一倍多,呈放射状向四周的卫星城沿伸。而1985年到2000年的EnKF-CA模型预测来看,新增用地主要集中在已有的城市边缘地区,其中主要分布在中心城区的西侧及西南侧,而小斑块地块分布比较分散,空间分布显示不明显。2000年到2015年的城市建筑用地扩展变化较明显,变化面积相对较大,面积较大的地块主要沿城市放射状道路沿伸向边缘较远的卫星城区发展,主要集中于温江区中部、双流区中心南部以及西南部、龙泉驿区中部、新都区中部和郫都区中部地区建筑用地的变化,与实际城市发展情况具有一致性。（2）通过预测精度比较结果显示EnKF-CA模型无论是在城市中心区完整区块的预测效果合适,在距离城市中心区较远的城市边缘小城镇区的建筑用地的模拟的方差和Kappa系数均要优于Logistic-CA模型,其Kappa系数分别为0.128和0.059,其原因在于EnKF-CA模型通过多次迭代计算和模型修正,减少了误差累计,提高了模拟精度。（3）成都市中心城区用地时空变化特征:1985年到2015年研究区城市用地面积是呈上升趋势,其中2000年到2015年用地面积变化的最快,所增面积约为1985年到2000年增加面积的两倍。城市用地扩张强度30年来为0.910km2/年,表现为中速扩张的扩张趋势,扩张动态度为8.13%,为中速扩张。其中2000年到2015年的城市扩张较为明显,为快速扩张类型。从研究区土地利用类型转移变化分析得到成都市中心区域的城市建筑用地主要是由耕地类型转换而来的,耕地类型转移占总转移量的94.40%,其他类型相对较少。城市重心总体上表现为有西北向东南方向转移,转移距离较大。通过对城市用地的缓冲区分析可以看出研究区的建筑用地增加范围主要集中在距离城市中心的20-40km范围内,其他范围也有扩展,但扩展面积不大。（4）从影响城市用地变化的影响因素分析结果显示,研究区当前城市变化的主要原因是社会经济因素方面的地区经济的快速发展和户籍人口总数的增加,城市用地压力不断加大,致使城市需要不断向外扩展以解决城市问题所造成城市建筑面积的不断扩大。自然因素方面的城市道路交通和地形也对城市建立起到一定程度作用,其城市形态和向外扩展的指向性因素主要还是受到交通运输制约。尤其是2000年到2015年的城市扩张沿伸方式,说明这一时期的交通运输条件成为城市发展的主要自然因素。政府决策在一定程度上对城市规划发展也起到一定作用,城市化方面的国家政策的影响力对研究区城市的扩展表现力尤为重要,需进一步对政策因素角度对城市变化进行进一步研究。
黄昭键[9]（2019）在《基于深度学习技术的城市总体太阳能光伏利用潜力研究 ——以武汉市为例》文中研究表明当前应用新能源技术解决能源和环境问题已经成为国际社会的共识,同时城市建筑能耗也是能源消费的主要来源之一,建筑屋面太阳能有着无污染、无噪声、易于和建筑屋面相结合的特点,是最适合在城市中应用的新能源技术之一。城市屋面太阳能光伏应用是政策导向之所在,同时目前宏观规划、调控也缺乏定量的指标作为城市屋面光伏标准制定的依据。在研究内容上,目前的太阳能研究多在宏观的地理尺度以及微观的建筑尺度,缺乏中观城市尺度的太阳能光伏利用潜力研究。在研究方法上,城市尺度的太阳能研究存在计算量大和数据缺失的问题,目前尚且缺乏一种合适的方法适用城市尺度的太阳能光伏利用潜力测算。因此,本文提供了一种新的方法测算城市总体太阳能利用潜力,其测算结果可以为城市光伏规划发展指定指标提供量化的依据。本文从三个方面展开研究:首先,针对目前国内外的研究对城市屋面太阳能利用遮挡系数的研究有较大差异,针对高密度的中国城市形态,为获得适用于中国城市屋面太阳能利用的遮挡系数,本文以武汉市为例,通过对近88例具有代表性的真实城市街区进行调研,建立街区信息数据库,采用仿真模拟的方法,测算不同街区屋面太阳能光伏利用潜力,建立了城市街区信息及太阳能光伏利用潜力数据库,分析了影响城市建筑屋面太阳能光伏利用潜力的影响因素,采用线性回归算法,得到了武汉市城市街区屋面太阳能遮挡系数。其次,针对目前国内外的研究缺乏适用于城市尺度大规模太阳能测算的测算方法,对本文采用深度学习技术中的U-Net人工神经网络,识别了城市建筑表面可用于接受太阳辐射的屋面,采用蒙特卡洛方法计算了屋面可利用面积,结合城市街区屋面太阳能预测模型,得到了城市太阳能光伏利用潜力的空间位置以及量化数据,以武汉市为例,绘制了城市尺度总体太阳能光伏利用潜力地图。最后,本研究对武汉市各行政区划的太阳能利用潜力量化进行分析、评估。该结果为制定城市总体以及区域光伏建设目标提供依据,有利于完善现有的控规编制内容,有利于推行“能源自治式社区”的城市规划,有利于在规划设计的早期阶段考虑光伏发电量因素,提高城市建筑屋面光伏利用率。本研究发现,武汉市不同类型城市街区建筑遮挡对的太阳能光伏利用潜力造成的不利影响不同,本研究测算了不同类型街区的遮挡系数,分别为0.01,0.04,0.13,城市总体屋面遮挡系数为0.07。本研究经过测算,武汉市研究区域内总体屋面太阳能辐射量为135625.90 GWh/年,总体屋面光伏利用潜力为17292.30 GWh/年。经过验证,该方法与传统方法的误差在5.13%。本方法而在保证误差的技术上,相比较传统方法将城市尺度太阳能光伏利用潜力测算的时间缩短为原来的万分之一。在规划建议方面,本研究发现武汉市江汉区、硚口区、青山区的地块太阳能光伏利用潜力普遍较高,建议优先发展;青山区、江汉区、江岸区的个别地块的光伏利用潜力较高,建议重点发展。本研究经过测算,仅需要开发1.43%的城市屋面应用太阳能光伏利用潜力即可满足该《武汉市能源发展“十三五”规划》提出的目标。经过测算,按照以往的研究设置的城市屋面安装率的经验值4%时,主城区屋面可以实现57.25万千瓦的光伏装机容量。而武汉市主城区最大可以实现559.65万千瓦的装机容量,这些数据为将来制定武汉市屋面光伏发展目标提供了量化的依据。
谭均铭[10]（2019）在《城市规划三维辅助决策系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理计算机软件和硬件技术的进步推动着三维技术的发展,作为“数字城市”核心技术之一的地理信息系统（Geographic Information Systems,GIS）也进入了“升维”的时代。三维GIS凭借其立体直观的视觉体验效果,与各类服务和应用结合,渗透到多个行业中,并发挥着越来越大的作用。城市规划三维辅助决策系统是指结合三维GIS,将城市规划从设计到审批的过程中产生的地理空间数据和规划数据进行综合集成管理,构建地形地貌和城市建筑模型的真实三维场景,以直观展示规划方案,并通过三维空间分析方法辅助规划管理人员对各种规划设计方案进行审批,为科学规划和成本节约提供依据。当前三维GIS在城市规划辅助决策中的应用主要解决以下几方面的需求:一是对规划过程中的海量三维模型数据、遥感影像数据、地形数据和规划业务数据等进行统一的管理与显示。二是在集成了这些多源异构数据的三维场景中,利用GIS的空间分析能力计算相关指标,如可视范围、日照时长、建筑立面颜色比例等,以提供城市规划相关业务的辅助决策支持。本文首先介绍了国内外关于海量三维数据加载以及三维空间分析方法的研究现状,并对国内外主流的三维GIS软件平台的特点进行总结。针对三维城市模型制约渲染显示效率的瓶颈所在,探索海量三维城市模型可视化的关键技术,并对一些特定的辅助决策空间分析功能进行优化改进和实现。论文主要研究了两部分内容:三维城市模型数据组织和调度以及面向城市规划的三维空间分析算法。对于大数据量的三维城市模型渲染效率低的问题,采用基于二次误差度量的边折叠算法对模型数据进行简化,并根据不同的简化级别构建细节层次模型（Levels of Detail,LOD）,通过分页数据库技术预读LOD（PageLOD）实现内存动态调度,实现了大数据量的三维城市模型流畅显示。在三维空间分析算法方面,主要对视域分析、日照分析和天际线分析等在真三维场景中的计算和显示进行了研究。最后,基于关键技术对城市规划三维辅助决策系统进行设计并实现。
二、城市建筑三维建模算法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、城市建筑三维建模算法研究（论文提纲范文）
（1）住区形态对太阳辐射的影响研究 ——以西安为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 住区太阳辐射研究现状 |
| 1.2.2 天空开阔度研究现状 |
| 1.2.3 住区形态与太阳辐射相关性研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.3.4 研究技术路线 |
| 2 天空开阔度计算方法及验证 |
| 2.1 相关概念界定 |
| 2.1.1 太阳辐射 |
| 2.1.2 太阳辐射量和太阳辐射总量 |
| 2.1.3 住区及住区形态 |
| 2.2 住区太阳辐射研究 |
| 2.3 天空开阔度及天空曝光因子 |
| 2.3.1 天空开阔度(Sky view factor) |
| 2.3.2 天空曝光因子(Sky exposure factor) |
| 2.3.3 天空开阔度计算 |
| 2.3.4 天空开阔度验证 |
| 2.4 太阳辐射模拟验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 典型住区模型确定与太阳辐射模拟方法 |
| 3.1 开放数据下的住区模型 |
| 3.1.1 数据来源 |
| 3.1.2 数据清洗和数据修正 |
| 3.1.3 研究数据类型 |
| 3.2 典型住区模型 |
| 3.2.1 区位及气候条件分析 |
| 3.2.2 住区特征 |
| 3.2.3 住区分类兴趣点(POI) |
| 3.2.4 基于便捷宜居的典型住区 |
| 3.3 典型住区太阳辐射模拟 |
| 3.3.1 建筑模型生成与表现软件 |
| 3.3.2 软件模拟运行过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 住区形态参数对太阳辐射影响分析 |
| 4.1 住区太阳辐射模拟结果分析 |
| 4.1.1 模拟数据分析流程 |
| 4.1.2 不同住区的天空开阔度模拟结果分析 |
| 4.1.3 不同住区的天空曝光因子模拟结果分析 |
| 4.1.4 不同住区的太阳辐射模拟结果分析 |
| 4.2 住区形态参数 |
| 4.2.1 住区形态参数的确定 |
| 4.2.2 住区形态参数化量化方法 |
| 4.2.3 住区形态参数间的相关性 |
| 4.3 住区形态参数与太阳辐射的相关性研究 |
| 4.3.1 天空开阔度与太阳辐射的相关性 |
| 4.3.2 天空曝光因子与太阳辐射的相关性 |
| 4.3.3 住区太阳辐射的多元回归模型验证 |
| 4.4 住区形态参数的相关性分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 住区太阳辐射评价及应用 |
| 5.1 住区开放空间太阳辐射评价 |
| 5.1.1 通用热气候指数(UTCI) |
| 5.1.2 住区开放空间的阴影区的通用热气候指数 |
| 5.1.3 太阳辐射影响下的住区外开放空间的通用热气候指数 |
| 5.2 室外环境舒适阴影 |
| 5.3 室外环境有效辐射 |
| 5.4 确定形态参数范围 |
| 5.4.1 舒适阴影时的相关形态参数范围 |
| 5.4.2 有效辐射时的相关形态参数范围 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文后续工作 |
| 致谢 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间研究成果 |
| 附图 |
| 附表 |
（2）“分形视距”纹理压缩与彩色多边形纹理集成的三维模型可视化方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 纹理图像压缩方法研究现状 |
| 1.2.2 三维场景数据存储及组织研究现状 |
| 1.2.3 三维模型可视化研究现状 |
| 1.3 研究内容及论文结构 |
| 第2章“分形视距”(FVD)模型理论及数学表示 |
| 2.1 FVD纹理压缩理论基础 |
| 2.1.1 仿射变换 |
| 2.1.2 度量空间 |
| 2.1.3 压缩映射定理 |
| 2.1.4 迭代函数系统 |
| 2.1.5 拼贴定理 |
| 2.2 基本分形压缩原理与实现 |
| 2.2.1 编码阶段 |
| 2.2.2 解码阶段 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 FVD纹理压缩与彩色多边形纹理的组织方法 |
| 3.1 FVD多分辨率纹理生成 |
| 3.1.1 基于四叉树的分形纹理压缩 |
| 3.1.2 FVD多分辨率纹理解码 |
| 3.2 彩色多边形纹理的生成 |
| 3.2.1 纹理多边形分割 |
| 3.2.2 颜色纹理树的创建 |
| 3.3 纹理数据存储方法 |
| 3.3.1 数据库设计 |
| 3.3.2 纹理存储方式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三维场景数据的动态调度机制 |
| 4.1 纹理映射算法 |
| 4.2 数据动态调度方法 |
| 4.2.1 视椎体纹理剔除算法 |
| 4.2.2 包围盒构建方法 |
| 4.2.3 基于AABB包围盒的视锥裁剪方法 |
| 4.2.4 纹理动态调度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 测区概况与实验数据 |
| 5.2 纹理预处理 |
| 5.2.1 创建FVD多分辨率纹理 |
| 5.2.2 生成彩色多边形纹理 |
| 5.3 三维模型动态可视化 |
| 5.4 实验对比分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 申请学位期间的研究成果及获奖情况 |
| 致谢 |
（3）面向精细化管理的城市级三维模型关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相关研究现状 |
| 1.2.1 城市三维建模技术研究现状 |
| 1.2.2 城市模型单体化技术研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第2章 城市三维场景构建方法 |
| 2.1 基于建模软件的模型构建方法 |
| 2.1.1 数据的采集与整理 |
| 2.1.2 三维场景构建过程 |
| 2.2 基于无人机倾斜摄影技术的模型构建方法 |
| 2.2.1 数据的采集和整理 |
| 2.2.2 三维场景构建过程 |
| 2.3 基于三维激光点云的模型构建方法 |
| 2.3.1 基础数据的采集和整理 |
| 2.3.2 三维场景构建过程 |
| 2.4 城市三维场景构建方法对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 城市建筑体三维建模方法研究 |
| 3.1 基于DLG快速构建三维白模 |
| 3.1.1 基于DLG快速构建三维白模算法过程 |
| 3.1.2 实验及效果 |
| 3.2 基于建筑纹理库的纹理映射 |
| 3.3 基于DP-Modeler精细化建模 |
| 3.3.1 数据准备 |
| 3.3.2 精细单体化模型构建实验 |
| 3.3.3 Mesh地表模型修饰实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 城市部件三维模型库参数化设计 |
| 4.1 城市部件分类编码 |
| 4.2 城市部件三维数据采集 |
| 4.3 城市部件三维库构建 |
| 4.4 城市部件映射关系设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统设计与实现 |
| 5.1 系统开发环境 |
| 5.2 系统总体设计 |
| 5.3 城市三维数据可视化模块 |
| 5.3.1 OsgEarth数据组织及渲染过程 |
| 5.3.2 基于QT界面的图形显示 |
| 5.4 城市部件参数化模块 |
| 5.5 城市三维模型编辑与应用模块 |
| 5.5.1 线面绘制 |
| 5.5.2 三维量测 |
| 5.5.3 模型压平 |
| 5.6 城市三维数据查询模块 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）基于倾斜影像线特征的建筑物三维模型重建与优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于图像的三维建模研究现状 |
| 1.2.2 三维模型优化研究现状 |
| 1.2.3 线特征匹配研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与结构安排 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 多重约束下的倾斜影像线特征多视匹配方法 |
| 2.1 基本概念与算法基础 |
| 2.1.1 匹配测度 |
| 2.1.2 匹配约束 |
| 2.1.3 匹配策略 |
| 2.1.4 基本矩阵 |
| 2.2 多重约束下倾斜影像线特征多视匹配思路与流程 |
| 2.3 多重约束下倾斜影像线特征多视匹配算法 |
| 2.3.1 初始匹配候选集的获取 |
| 2.3.2 改进的多重约束下误匹配线段的剔除 |
| 2.3.3 基于线段重叠区域的最优参考影像与参考线段的选取 |
| 2.3.4 多视影像联立下线特征匹配全局解的获取 |
| 2.4 实验验证与分析 |
| 2.4.1 匹配正确率对比实验 |
| 2.4.2 匹配率对比实验 |
| 2.4.3 匹配精度对比实验 |
| 2.4.4 实验分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于线特征的建筑物三维模型快速重建方法 |
| 3.1 基本概念与算法基础 |
| 3.1.1 三维重建 |
| 3.1.2 平面相交法 |
| 3.1.3 三视图几何 |
| 3.1.4 建筑物三维模型重建数据源 |
| 3.1.5 建筑物三维模型重建方法 |
| 3.2 基于线特征的建筑物三维模型快速重建思路与流程 |
| 3.3 基于线特征的建筑物三维模型快速重建算法 |
| 3.3.1 基于选权迭代思想的三维线段择优重建 |
| 3.3.2 基于分层聚类思想的线特征近似仿射平面剖分 |
| 3.3.3 特征点引导的基于拓扑顺序的平面构建方法 |
| 3.3.4 特征角点引导的平面边界构造与补充 |
| 3.3.5 基于稳健三维线段与特征角点的模型验证与精纠正 |
| 3.4 实验验证与分析 |
| 3.4.1 三维线段重建精度验证 |
| 3.4.2 模型视觉效果验证 |
| 3.4.3 建模效率对比 |
| 3.4.4 模型精度验证 |
| 3.4.5 模型表面可靠性验证 |
| 3.4.6 实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于线特征辅助的建筑物三维点云模型优化方法 |
| 4.1 基本概念与算法基础 |
| 4.1.1 点云数据获取 |
| 4.1.2 点云滤波 |
| 4.1.3 构建物方三角网 |
| 4.1.4 三角网格优化 |
| 4.2 基于线特征辅助的建筑物三维点云模型优化思路与流程 |
| 4.3 基于线特征辅助的建筑物三维点云模型优化算法 |
| 4.3.1 数据处理 |
| 4.3.2 基于三角面片的模型平面拟合与优化 |
| 4.3.3 基于三维线特征辅助的模型边缘优化 |
| 4.3.4 实验验证与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.1.1 论文工作 |
| 5.1.2 创新点 |
| 5.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（5）基于3DGIS与BIM的城市轨道交通线路设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 城市三维景观建模 |
| 1.2.2 城市道路建模 |
| 1.2.3 城市轨道交通三维线路设计 |
| 1.2.4 轨道交通线路构造物BIM参数化建模 |
| 1.2.5 融合3DGIS与 BIM |
| 1.2.6 研究现状评述 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 城市轨道交通三维景观建模 |
| 2.1 城市地形建模 |
| 2.2 城市道路建模 |
| 2.2.1 获取道路中心线 |
| 2.2.2 创建道路模型 |
| 2.3 城市景观布置 |
| 2.3.1 沿街建筑 |
| 2.3.2 小区建筑 |
| 2.3.3 绿化与水系 |
| 2.4 特定场景 |
| 2.5 线路三维漫游 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 城市轨道交通三维选线设计 |
| 3.1 线路曲线要素计算 |
| 3.1.1 曲线初始要素约定 |
| 3.1.2 曲线要素计算 |
| 3.2 线路要素生成 |
| 3.2.1 直线部分绘制 |
| 3.2.2 曲线部分绘制 |
| 3.3 线路动态设计 |
| 3.3.1 线位调整 |
| 3.3.2 导出线路坐标 |
| 3.3.3 标签插入 |
| 3.3.4 生成纵断面图 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 线路构造物BIM参数化建模 |
| 4.1 创建桥梁模型 |
| 4.1.1 墩台模型 |
| 4.1.2 梁段模型 |
| 4.2 轨道结构模型 |
| 4.2.1 钢轨模型 |
| 4.2.2 扣件模型 |
| 4.2.3 轨枕模型 |
| 4.2.4 道床模型 |
| 4.3 创建隧道模型 |
| 4.4 构造物自动拼装 |
| 4.5 地下管线三维建模 |
| 4.6 创建三维地质模型 |
| 4.6.1 地层数据处理 |
| 4.6.2 建立三维地质模型 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 BIM与3DGIS融合分析 |
| 5.1 BIM与3DGIS融合方法 |
| 5.2 City Maker对 BIM的结合 |
| 5.2.1 City Maker数据结构 |
| 5.2.2 City Maker获取BIM信息 |
| 5.3 三维信息场景漫游优化 |
| 5.4 轨道交通线路BIM应用 |
| 5.4.1 线路缓冲区分析 |
| 5.4.2 地铁车站布局分析 |
| 5.4.3 地下管线碰撞检测分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 系统实现与验证 |
| 6.1 系统概况 |
| 6.1.1 City Maker3DGIS平台简介 |
| 6.1.2 运行环境 |
| 6.1.3 接口介绍 |
| 6.2 系统主要功能 |
| 6.2.1 城市三维景观建模 |
| 6.2.2 线路三维设计 |
| 6.2.3 线路构造物BIM模型构建 |
| 6.2.4 城市轨道交通线路空间分析 |
| 6.2.5 线路三维漫游展示 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文 |
（6）基于地面激光点云数据的建筑物模型自动化重建研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词注释 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及问题 |
| 1.2.1 数据预处理研究现状及问题 |
| 1.2.2 多测站点云数据配准现状及问题 |
| 1.2.3 点云面片分割研究现状及问题 |
| 1.2.4 模型重建研究现状及问题 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.4 论文组织结构安排 |
| 第2章 地面激光雷达扫描原理和点云数据特征 |
| 2.1 地面激光雷达扫描系统 |
| 2.1.1 扫描测距原理及系统构成 |
| 2.1.2 TLS数据采集作业流程 |
| 2.2 激光点云数据特征 |
| 2.2.1 点云几何特征 |
| 2.2.2 点云光谱特征 |
| 2.3 激光点云数据的组织管理和去噪算法 |
| 2.3.1 激光点云数据的邻域和查找算法 |
| 2.3.2 基于八叉树组织的栅格去噪算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 多测站点云数据配准 |
| 3.1 点云数据配准技术综述 |
| 3.1.1 点云配准基本数学模型 |
| 3.1.2 点云配准转换参数求解算法 |
| 3.1.3 目标函数与分析 |
| 3.2 基于点云数据几何特征的预配准 |
| 3.2.1 预配准中的点云几何特征与求解 |
| 3.2.2 常用的几何特征描述算子 |
| 3.3 基于ICP及其改进算法的点云数据精确配准 |
| 3.3.1 ICP配准算法概述及其流程 |
| 3.3.2 经典ICP配准算法的不足及改进策略 |
| 3.3.3 点云数据配准实验与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 点云数据面片分割 |
| 4.1 点云数据分割概述 |
| 4.2 点云数据分割算法 |
| 4.2.1 基于点云光谱信息的分割算法 |
| 4.2.2 基于点云几何特征的分割算法 |
| 4.3 点云数据分割实验与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 边界规则化与模型自动化重建 |
| 5.1 建筑物模型重建方案 |
| 5.1.1 基于三维软件的建筑物重建 |
| 5.1.2 基于影像的建筑物重建 |
| 5.1.3 基于激光点云的建筑物重建 |
| 5.2 基于面片点云数据的边界规则化与面片语义分类重建策略 |
| 5.2.1 建筑物立面重建中的先验知识 |
| 5.2.2 点云面片边界规则化 |
| 5.2.3 点云面片语义分类 |
| 5.2.4 基于面片语义特征的模型重建策略 |
| 5.3 模型自动化重建实验与分析 |
| 5.3.1 点云面片数据规则化实验与分析 |
| 5.3.2 建筑物整体模型重建实验与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作和结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）夏热冬冷地区城市形态与能源性能耦合机制及其优化研究 ——以东南大学四牌楼校区为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究范围和相关概念界定 |
| 1.2.1 研究范围 |
| 1.2.2 气候区的划分与特征 |
| 1.2.3 城市尺度的建筑能耗与建筑节能 |
| 1.2.4 能源性能导向下的城市设计 |
| 1.2.5 城市尺度与城市形态 |
| 1.3 国内外相关研究现状 |
| 1.3.1 城市尺度建筑能耗研究的技术手段 |
| 1.3.2 城市形态对建筑能耗的影响要素 |
| 1.3.3 城市形态与建筑能耗的耦合机制 |
| 1.3.4 小结 |
| 1.4 研究内容和意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 1.5 研究方法和框架 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 研究框架 |
| 第二章 城市形态与能源性能耦合作用规律 |
| 2.1 城市形态与能源性能的耦合机制 |
| 2.2 城市形态与能源性能耦合的主要影响因子 |
| 2.2.1 城市密度因子 |
| 2.2.2 城市肌理因子 |
| 2.2.3 建筑类型因子 |
| 2.3 城市形态与能源性能耦合的作用途径 |
| 2.3.1 太阳辐射与能源性能的耦合 |
| 2.3.2 温度与能源性能的耦合 |
| 2.3.3 风环境与能源性能的耦合 |
| 2.4 夏热冬暖地区能源性能导向下的城市形态优化原则 |
| 2.4.1 提高夏季防热性能,降低制冷能耗 |
| 2.4.2 提高冬季保温性能,降低采暖能耗 |
| 2.4.3 减少照明与通风能耗,增加太阳能利用 |
| 2.4.4 存在问题与对策 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 能源性能导向下的城市形态优化设计方法与流程 |
| 3.1 实验平台组建 |
| 3.1.1 实验需求分析 |
| 3.1.2 自动建模平台构建 |
| 3.1.3 各类能耗模拟软件比选 |
| 3.1.4 性能分析软件遴选 |
| 3.2 优化设计的总体流程 |
| 3.3 数据采集与分析方法 |
| 3.3.1 环境数据采集与分析 |
| 3.3.2 城市形态数据采集与分析 |
| 3.3.3 建筑数据采集与分析 |
| 3.3.4 能耗数据采集与分析 |
| 3.4 能耗模型构建与校核方法 |
| 3.4.1 几何建模 |
| 3.4.2 参数输入 |
| 3.4.3 模拟结果展示 |
| 3.4.4 实测数据校核 |
| 3.5 城市形态优化方法 |
| 3.5.1 约束条件设定 |
| 3.5.2 城市形态与能源性能耦合的影响因子设定 |
| 3.5.3 城市形态优化方案生成 |
| 3.6 方案比选方法 |
| 3.6.1 评估标准 |
| 3.6.2 结果评估分析 |
| 3.6.3 优化方案选定 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 东南大学四牌楼校区建筑能耗实测与模拟 |
| 4.1 四牌楼校区相关数据采集与分析 |
| 4.1.1 区域环境数据采集与分析 |
| 4.1.2 城市形态数据采集与分析 |
| 4.1.3 校园内建筑数据采集与分析 |
| 4.1.4 区域内能耗数据实测与分析 |
| 4.2 四牌楼校区建筑能耗模型构建与校核 |
| 4.2.1 几何建模 |
| 4.2.2 参数输入 |
| 4.2.3 原始形态模拟结果 |
| 4.2.4 实测数据校核模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 四牌楼校区基于能源性能提升的形态优化与评估 |
| 5.1 四牌楼校区形态优化过程 |
| 5.1.1 约束条件设定 |
| 5.1.2 城市形态影响因子设定 |
| 5.1.3 优化方案生成 |
| 5.2 不同城市密度与肌理变量的形态优化模拟结果 |
| 5.2.1 南低北高布局形式模拟结果 |
| 5.2.2 南北低中间高布局形式模拟结果 |
| 5.2.3 南高北低布局形式模拟结果 |
| 5.3 城市密度与能源性能的耦合关系 |
| 5.3.1 总体及分项能耗强度比较 |
| 5.3.2 单体建筑能耗强度比较 |
| 5.3.3 不同功能属性建筑能耗强度比较 |
| 5.4 城市肌理与能耗性能的耦合关系 |
| 5.4.1 总体及分项能耗强度比较 |
| 5.4.2 单体建筑能耗强度比较 |
| 5.4.3 不同功能属性建筑能耗强度比较 |
| 5.5 城市形态与能源性能相关性分析 |
| 5.6 实验结果总结 |
| 5.6.1 优化方案选定 |
| 5.6.2 相关优化策略 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要成果和创新点 |
| 6.2 模型应用前景 |
| 6.3 研究局限性 |
| 6.4 未来与展望 |
| 参考文献 |
| 插图及附表清单 |
| 附录1 模拟实验数据 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
| 一、论文发表情况 |
| 二、科研竞赛获奖 |
| 三、参与课题研究 |
| 致谢 |
（8）基于元胞自动机与数据同化的城市扩展分析 ——以成都市中心城区为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 项目支撑 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结 |
| 1.3 研究内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.4 预期成果 |
| 第2章 数据同化与元胞自动机模型原理 |
| 2.1 元胞自动机模型概述 |
| 2.1.1 CA模型介绍 |
| 2.1.2 矢量元胞自动机 |
| 2.1.3 逻辑回归CA模型 |
| 2.2 遥感数据同化 |
| 2.2.1 数据同化算法 |
| 2.2.2 集合卡尔曼滤波算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 研究区概况及数据处理 |
| 3.1 研究区概况 |
| 3.1.1 自然地理概况 |
| 3.1.2 社会经济概况 |
| 3.2 数据源 |
| 3.2.1 数据准备 |
| 3.2.2 遥感数据处理 |
| 3.2.3 遥感影像图制作 |
| 3.3 城市用地遥感信息提取 |
| 3.3.1 土地分类体系 |
| 3.3.2 遥感解译标志 |
| 3.3.3 遥感影像解译 |
| 3.3.4 城市地类信息提取 |
| 3.4 城市用地分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 元胞自动机与数据同化建模 |
| 4.1 模型设置 |
| 4.1.1 元胞自动机模型 |
| 4.1.2 数据同化与CA模型结合 |
| 4.2 城市扩展模型研究 |
| 4.2.1 逻辑回归CA模型 |
| 4.2.2 逻辑回归CA模拟结果 |
| 4.2.3 数据同化CA模型 |
| 4.2.4 精度对比与分析 |
| 4.3 模型模拟分析 |
| 4.3.1 转移矩阵分析 |
| 4.3.2 景观格局指数分析 |
| 4.4 EnKF-CA模型模拟预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 城市扩张特征与驱动力分析 |
| 5.1 城市时空特征变化分析 |
| 5.1.1 城市用地扩张时间特征分析 |
| 5.1.2 城市用地扩张空间特征分析 |
| 5.2 城市用地稳定性分析 |
| 5.2.1 分形理论 |
| 5.2.2 研究区城市用地分形研究 |
| 5.2.3 分形变化分析 |
| 5.3 城市扩张驱动力分析 |
| 5.3.1 社会经济因素 |
| 5.3.2 自然地理因素 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（9）基于深度学习技术的城市总体太阳能光伏利用潜力研究 ——以武汉市为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究目标与内容 |
| 1.3 研究方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 研究框架 |
| 2 城市太阳能光伏利用潜力研究综述 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 太阳能光伏在城市环境中应用的政策背景及发展趋势综述 |
| 2.3 太阳能利用潜力研究现状 |
| 2.4 城市太阳能潜力评估方法研究现状 |
| 2.5 深度学习与图像分割技术研究现状 |
| 2.6 当前研究对本文的借鉴与存在的不足 |
| 3 城市总体太阳能光伏利用潜力测算方法 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 太阳能利用潜力的界定 |
| 3.3 太阳能光伏利用潜力的计算方法 |
| 3.4 不同城市街区屋面太阳能遮挡系数测算方法 |
| 3.5 城市尺度总体屋面面积测算方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 城市尺度屋面太阳能遮挡量化研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 城市街区太阳能利用潜力建筑形态影响因素量化 |
| 4.3 基于聚类算法的城市街区分类 |
| 4.4 不同类型街区太阳能利用潜力遮挡系数测算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 武汉市主城区屋面总体太阳能光伏利用潜力研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基于深度学习的城市屋顶可利用面积获取 |
| 5.3 城市屋面太阳能光伏利用潜力计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 城市尺度屋面太阳能光伏利用潜力测算误差分析与精度验证 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 误差组成因素分析 |
| 6.3 误差测算与验证 |
| 6.4 本文方法和仿真方法误差对比分析和优势总结 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 武汉市屋面太阳能光伏利用分布特征与规划建议 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 武汉市主城七区屋面太阳能光伏利用潜力分布特征与规划建议 |
| 7.3 武汉市总体屋面太阳能光伏利用潜力分布特征与规划建议 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 研究结论 |
| 8.2 研究不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间的科研成果和个人奖励 |
（10）城市规划三维辅助决策系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 三维城市模型数据组织和调度研究现状 |
| 1.2.2 面向城市规划辅助决策的空间分析研究现状 |
| 1.2.3 三维城市规划平台研究现状 |
| 1.3 研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 三维城市模型数据组织和调度关键技术 |
| 2.1 三维城市模型数据结构 |
| 2.1.1 模型构建流程 |
| 2.1.2 模型文件组织方式 |
| 2.2 三维城市模型简化方法 |
| 2.2.1 二次误差度量的半边折叠简化算法 |
| 2.2.2 多级纹理压缩算法 |
| 2.2.3 试验结果 |
| 2.3 三维场景调度方法 |
| 2.3.1 基于简化算法的三维城市模型LOD构建 |
| 2.3.2 基于八叉树的分页调度方法 |
| 2.3.3 试验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 城市规划三维辅助决策空间分析方法 |
| 3.1 可视域分析方法 |
| 3.1.1 基于ShadowMap的可视域分析方法 |
| 3.1.2 改进精度的可视域分析方法 |
| 3.1.3 试验结果 |
| 3.2 日照分析方法 |
| 3.2.1 日照分析的原理 |
| 3.2.2 基于光线跟踪的日照量计算方法 |
| 3.2.3 试验结果 |
| 3.3 天际线分析方法 |
| 3.3.1 基于并行视线跟踪求交算法的天际线快速提取 |
| 3.3.2 基于GPU渲染管线模板测试的天际线动态渲染 |
| 3.3.3 试验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 城市规划三维辅助决策系统设计与实现 |
| 4.1 系统设计 |
| 4.1.1 系统总体结构设计 |
| 4.1.2 系统功能模块设计 |
| 4.1.3 开发环境 |
| 4.2 系统主要功能实现 |
| 4.2.1 系统主界面 |
| 4.2.2 坡向分析 |
| 4.2.3 坡度分析 |
| 4.2.4 叠置分析 |
| 4.2.5 淹没分析 |
| 4.2.6 剖面分析 |
| 4.2.7 控高分析 |
| 4.2.8 挖填方分析 |
| 4.2.9 红线退让分析 |
| 4.2.10 通视分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
四、城市建筑三维建模算法研究（论文参考文献）
- [1]住区形态对太阳辐射的影响研究 ——以西安为例[D]. 陈睿昕. 西安建筑科技大学, 2021
- [2]“分形视距”纹理压缩与彩色多边形纹理集成的三维模型可视化方法[D]. 包馨. 桂林理工大学, 2021(01)
- [3]面向精细化管理的城市级三维模型关键技术研究[D]. 程耀. 桂林理工大学, 2020(07)
- [4]基于倾斜影像线特征的建筑物三维模型重建与优化方法研究[D]. 曹林. 战略支援部队信息工程大学, 2020(03)
- [5]基于3DGIS与BIM的城市轨道交通线路设计方法研究[D]. 王奇胜. 石家庄铁道大学, 2020
- [6]基于地面激光点云数据的建筑物模型自动化重建研究[D]. 王方建. 中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所), 2019
- [7]夏热冬冷地区城市形态与能源性能耦合机制及其优化研究 ——以东南大学四牌楼校区为例[D]. 刘梓昂. 东南大学, 2019(05)
- [8]基于元胞自动机与数据同化的城市扩展分析 ——以成都市中心城区为例[D]. 周景波. 成都理工大学, 2019
- [9]基于深度学习技术的城市总体太阳能光伏利用潜力研究 ——以武汉市为例[D]. 黄昭键. 华中科技大学, 2019
- [10]城市规划三维辅助决策系统关键技术研究[D]. 谭均铭. 武汉大学, 2019(06)