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Web 保持几何特征的三维建筑物模型简化方法
- 1. 保持几何特征的
三维建筑物模型简化方法
答 辩 人: kekec
指导老师: zq dzq
学科专业: 计算机应用技术
研究方向: 三维地理信息系统
时 间: 2012年5月26日
Wuhan University, LIESMARS
- 2. 主要内容
一. 绪论
二. 三维建筑物几何特征提取
三. 特征保持与简化算法
四. 简化实验及结果分析
五. 总结与展望
- 11. 轮廓线提取
轮廓线是构成三维模型的
外部几何的线条,被广泛
地用于图形识别和特征匹
配等。通过计算所有多边
形表面相邻的面元的二面
角,当二面角小于某个角
度阈值时,则将相邻面元
之间的边认为是一条轮廓
线。
- 18. 特征点提取(续)
从建筑物几何部件的底部向顶部进行特
征点的搜索,将特征点集分成三类:
① FootPrint特征点;
② 与FootPrint向上相连的最高顶点
③ 顶部角点特征点
- 19. 加权策略
用三角形面积对各顶点进行Q值加权:
Q(M) = SABM*Q(ABM) + SBCM*Q(BCM)
+ SCDM*Q(CDM) + SDEM*Q(DEM)
+ SEFM*Q(EFM) + SFAM*Q(FAM)
开发边界约束与加权:
其中, L为开放边的长度,为约束平面的Q值,w为约束加权值
裂缝开放边界:w=1.0;FootPrint开放边界:w=1000.0
点对折叠代价长度加权
- 21. 4.1 单一建筑物简化实验
【简单】 【流形】三维建筑物模型 【复杂流形平顶】三维建筑物模型
简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度
简化前 1 34 64 100%
小部件剔除后 1 34 64 100%
保特征简化后 1 10 16 25%
简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度
简化前 13 400 748 100%
小部件剔除后 2 247 486 65.0%
保特征简化后 2 80 152 20.3%
- 22. 单一建筑物简化实验(续)
【复杂流形人字形屋顶】三维建筑物模型 【简单非流形】三维建筑物模型
简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度
简化前 3 48 69 100%
小部件剔除后 1 32 53 76.8%
保特征简化后 1 16 21 30.4%
简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度
简化前 58 1064 1896 100%
小部件剔除后 6 259 494 26.1%
保特征简化后 6 122 220 11.6%
- 23. 单一建筑物简化实验(续)
【复杂、非流形平顶】三维建筑物模型 【复杂、非流形人字形屋顶】三维建筑物模型
简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度 简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度
简化前 20 560 805 100% 简化前 31 673 911 100%
小部件剔除后 1 379 605 75.2% 小部件剔除后 3 229 322 35.3%
保特征简化后 1 119 177 22.0% 保特征简化后 3 94 101 11.1%
- 24. 4.2 批量建筑物简化实验
简化步骤 部件数 顶点数 三角形数 △简化程度
简化前 2376 48703 57450 100%
小部件剔除后 106 22670 31711 55.2%
保特征简化后 106 7447 9130 15.9%
- 25. 4.3 实验结论
简化方法对流形和非流形表面网格的平顶和人字形
屋顶的建筑物模型均有较好地适应性。经过两个层级的
简化之后,三维建筑物几何数据量为原来的10%-30%,
但模型的整体几何形态却保持良好。
- 26. 4.4 对比分析
原始模型 原始QEM简化后模型 本文方法简化后模型
本文方法在保持垂直棱角特征方面要优于原始QEM算法
与原始QEM算法相比,本文方法简化的轮廓边缘较整齐,碎面较少
- 27. 对比分析(续)
原始模型 原始QEM简化后模型 本文方法简化后模型
与原始QEM算法相比,本文方法将人字形屋顶整齐地由双层面简化成单层面
与原始QEM算法相比,将长度在阈值范围内的短棱边进行简化