專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法、裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智慧樓宇和地理信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法、裝置。
背景技術(shù)：
智慧樓宇是指以建筑為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。其構(gòu)建過程分為設(shè)計(jì)、施工、安裝三個過程，其中，設(shè)計(jì)階段是智慧樓宇構(gòu)建這三個過程的基礎(chǔ)，該階段的設(shè)計(jì)圖紙和分析結(jié)果是智慧樓宇構(gòu)建的總指導(dǎo)和總依據(jù)。建筑物中的聲環(huán)境模擬和分析主要是為了讓建筑中的聲音的音質(zhì)更加優(yōu)化，其衡量指標(biāo)之一為混響時間分析參數(shù)。當(dāng)聲源在室內(nèi)發(fā)聲時，室內(nèi)聲場中的任一點(diǎn)所接收到的聲音由下列三個部分組成直達(dá)聲、早期反射聲及混響聲。直達(dá)聲由聲源直接到達(dá)接收點(diǎn)的聲音。早期反射聲一般是指直達(dá)聲到達(dá)后，相對延遲時間為50ms (對于音樂可以放寬至80ms)內(nèi)到達(dá)的反射聲。混響聲在早期反射聲后陸續(xù)到達(dá)的，經(jīng)過多次反射后的聲音統(tǒng)稱為混響聲。當(dāng)室內(nèi)的一個聲源開始輻射聲能時，隨著直達(dá)聲的到來，室內(nèi)各點(diǎn)的聲能密度將會突然增強(qiáng)，在這之后的一段時間，由于反射聲的陸續(xù)到達(dá)，聲能密度將持續(xù)小幅增加。最后，整個過程將會達(dá)到平衡，被室內(nèi)表面及空氣吸收的聲能等于聲源所輻射出的聲能，室內(nèi)聲能密度不再增加，而是處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。如果此時聲源突然停止發(fā)聲，室內(nèi)各點(diǎn)上的聲音并不會立即消失，而是有一個逐漸衰減的過程，首先是直達(dá)聲消失，然后是早期反射聲，最后是混響聲。這一過程的衰減速率是房間形狀和建筑材料數(shù)量/位置的函數(shù)；吸聲較強(qiáng)的房間的衰減時間比較短；與此相反，在反射比較強(qiáng)的房間里，衰減時間可能相對要長一些。實(shí)際上聲能逐步衰減的過程就是通常我們所說的混響過程，作為吸聲量和聲能密度之間同步作用的結(jié)果，它是時間的指數(shù)函數(shù)。較長的混響時間能增加音質(zhì)的豐滿度，過長則會影響聽音的清晰度；較短的混響時間有利于提升清晰度，但過短又會使聲音干澀。因此，在進(jìn)行室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)時，根據(jù)使用要求適當(dāng)控制混響時間是非常重要的一項(xiàng)工作。然而，目前所建成的智慧樓宇大多數(shù)都是在傳統(tǒng)樓宇設(shè)施的基礎(chǔ)上機(jī)械的添加一些樓宇自動化的設(shè)備，很難滿足智慧樓宇定義中所描述的安全、高效、舒適、便利的要求。究其原因主要是因?yàn)?，目前在智慧樓宇?gòu)建過程的設(shè)計(jì)階段依賴于利用傳統(tǒng)的點(diǎn)線面等幾何圖形進(jìn)行組合拼接以此來進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)。由于這些幾何圖形不具備面向?qū)ο笮裕礋o法具備現(xiàn)實(shí)樓宇中各種物體的功能以及屬性，因此無法對建筑的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行分析以此來判斷其設(shè)計(jì)結(jié)果是否符合智慧樓宇的標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模、分析的方法、裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)無法對建筑的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行分析以此來判斷其設(shè)計(jì)結(jié)果是否符合智慧樓宇的標(biāo)準(zhǔn)的問題。
一方面，提供一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法，所述方法包括構(gòu)建基于地理信息系統(tǒng)的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型；以所述智慧樓宇的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成所述建筑實(shí)例的三維模型；根據(jù)所述三維模型確定所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域，并提取影響所述目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)；結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型，利用所述參數(shù)計(jì)算得到所述目標(biāo)區(qū)域在各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)；根據(jù)所述各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，生成混響時間分析曲線；將所述混響時間分析曲線與預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，判斷所述建筑實(shí)例的三維模型是否合理；如果不合理，則重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，直至根據(jù)三維建模后生成的三維模型確定的所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域的混響時間分析曲線符合預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)模型包括實(shí)體對象模型，與所述實(shí)體對象模型對應(yīng)的空間幾何信息、非幾何屬性和實(shí)體空間關(guān)系。進(jìn)一步地，所述以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模具體包括確定所述智慧樓宇中房間的數(shù)量及組成關(guān)系；逐一為每個房間進(jìn)行三維建模；將建模好的各個房間進(jìn)行組合并建立實(shí)體空間關(guān)系。進(jìn)一步地，所述逐一為每個房間進(jìn)行三維建模具體為逐一為每個房間中的門、窗、墻體、樓板進(jìn)行三維建模。進(jìn)一步地，所述參數(shù)包括所述目標(biāo)區(qū)域的體積、組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的表面積及組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的材料的吸聲系數(shù)。進(jìn)一步地，根據(jù)所述參數(shù)重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模。另一方面，提供一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的裝置，所述裝置包括數(shù)據(jù)模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建基于地理信息系統(tǒng)的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型；三維建模單元，用于以所述智慧樓宇的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成所述建筑實(shí)例的三維模型；參數(shù)提取單元，用于根據(jù)所述三維模型確定所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域，并提取影響所述目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)；聲環(huán)境混響時間計(jì)算單元，用于結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型，利用所述參數(shù)計(jì)算得到所述目標(biāo)區(qū)域在各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)；混響時間分析曲線生成單元，用于根據(jù)所述各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，生成混響時間分析曲線；判斷單元，用于將所述混響時間分析曲線與預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，判斷所述建筑實(shí)例的三維模型是否合理；二次三維建模單元，用于如果不合理，則重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，直至根據(jù)三維建模后生成的三維模型確定的所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域的混響時間分析曲線符合預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)模型包括實(shí)體對象模型，與所述實(shí)體對象模型對應(yīng)的空間幾何信息、非幾何屬性和實(shí)體空間關(guān)系。進(jìn)一步地,所述三維建模單元包括關(guān)系確定模塊，用于確定所述智慧樓宇中房間的數(shù)量及組成關(guān)系；房間建模模塊，用于逐一為每個房間進(jìn)行三維建模；實(shí)體關(guān)系建立模塊，用于將建模好的各個房間進(jìn)行組合并建立實(shí)體空間關(guān)系。進(jìn)一步地，所述房間建模模塊逐一為每個房間中的門、窗、墻體、樓板進(jìn)行三維建模。進(jìn)一步地，所述參數(shù)包括所述目標(biāo)區(qū)域的體積、組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的表面積及組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的材料的吸聲系數(shù)；所述二次三維建模單元根據(jù)所述參數(shù)重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模。在本發(fā)明實(shí)施例，以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成所述建筑實(shí)例的三維模型，根據(jù)所述三維模型確定所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域后，提取影響所述目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)，然后結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型，計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的在各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，根據(jù)各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)形成混響時間分析曲線，最后將所述混響時間分析曲線與最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，得到聲環(huán)境混響時間分析結(jié)果，根據(jù)分析結(jié)果更新建筑實(shí)例的三維模型。實(shí)現(xiàn)了在智慧樓宇設(shè)計(jì)過程中，對現(xiàn)實(shí)樓宇中各種物體優(yōu)化組合的結(jié)果進(jìn)行聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型模擬和分析以此來選擇最優(yōu)的物體組合，從而滿足智慧樓宇建設(shè)的需要。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的智慧樓宇的總體模型示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型示意圖；圖4a、4b、4c、4d、4e分別是本發(fā)明實(shí)施例一提供的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型實(shí)例示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的建立墻體的四個區(qū)域點(diǎn)坐標(biāo)的界面示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例一提供的通過圖5建立的墻體的三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例一提供的建立的墻體、屋頂?shù)娜S結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例一提供的設(shè)置窗戶參數(shù)的界面示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例一提供的設(shè)置屋頂?shù)牟馁|(zhì)參數(shù)的界面示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例一提供的設(shè)置墻體的材質(zhì)參數(shù)的界面示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例一提供的設(shè)置窗戶的材質(zhì)參數(shù)的界面示意圖12是本發(fā)明實(shí)施例一提供的建立好的智慧樓宇的三維模型示意圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例一提供的顯示所選取的目標(biāo)區(qū)域的體積的界面示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例一提供的所選擇材料的吸聲系數(shù)及曲線示意圖；圖15是本發(fā)明實(shí)施例一提供的選擇聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型的界面示意圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例一提供的通過所選擇的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到的混響時間分析曲線的示意圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例一提供的所選擇材料的吸聲系數(shù)及曲線示意圖；圖18是本發(fā)明實(shí)施例一提供的重新調(diào)整所選擇的材料后，計(jì)算得到的混響時間分析曲線的示意圖；圖19是本發(fā)明實(shí)施例二提供的實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例中，以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，以智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成建筑實(shí)例的三維模型，根據(jù)三維模型確定建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域后，提取影響目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)，然后結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型，計(jì)算建筑的各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，根據(jù)各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)形成混響時間分析曲線，最后將混響時間分析曲線與最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，得到聲環(huán)境混響時間分析結(jié)果，根據(jù)分析結(jié)果更新建筑實(shí)例的三維模型。以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例一圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下在步驟SlOl中，構(gòu)建基于GIS的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)作為一種對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行面向?qū)ο蟮慕?、模擬、分析的技術(shù)，可以彌補(bǔ)了目前智慧樓宇構(gòu)建設(shè)計(jì)過程中的不足，實(shí)現(xiàn)整個建筑環(huán)境的模擬和分析。GIS是專門用于采集、存儲、管理、分析和表達(dá)空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，它既是表示、模擬現(xiàn)實(shí)空間世界和進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理分析的工具，也是一門關(guān)于空間信息處理分析的科學(xué)技術(shù)。就GIS的工具特性而言，它為人們采用數(shù)字形式表示和分析現(xiàn)實(shí)空間世界提供了一系列空間操作和分析的功能，包括綜合地存儲管理人們研究和解決空間問題所需的各種空間數(shù)據(jù)；根據(jù)用戶的要求查詢有關(guān)的空間分布信息，進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)量算、列表制圖；根據(jù)規(guī)劃、管理、生產(chǎn)的需要，進(jìn)行多因素的綜合研究、決策方案的模擬優(yōu)化等。在GIS中，現(xiàn)實(shí)世界被表達(dá)成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象，這些地理特征至少由空間位置參考信息和非位置信息兩個組成部分。對現(xiàn)實(shí)世界對象的抽象過程通常認(rèn)為有9個層次，這九個層次之間通過8個接口連接，定義了從現(xiàn)實(shí)世界到地理要素集合世界的轉(zhuǎn)換模型。這9個層次依次為現(xiàn)實(shí)世界(RealWorld)、概念世界(Conceptual World)、地理空間世界(Geospatial World)、尺度世界(Dimensional World)、項(xiàng)目世界(Project World)、點(diǎn)世界(Points World)、幾何體世界(Geometry World)、地理要素世界(Feature World)以及要素集合世界(Feature Collection World)。連接這九個層次的8個接口分別為認(rèn)識(Epistemic)接口、GIS 學(xué)科(GIS Discipline)接口、局部測度(Local Metric)接口、信息團(tuán)體(Community)接口、空間參照系(Spatial Reference)接口、幾何體結(jié)構(gòu)接口、要素結(jié)構(gòu)接口及項(xiàng)目結(jié)構(gòu)接口。其中前五個模型是對現(xiàn)實(shí)世界的抽象，并不在計(jì)算機(jī)軟件中被實(shí)現(xiàn)；后四個模型是關(guān)于真實(shí)世界的數(shù)學(xué)的和符號化的模型，將在軟件中被實(shí)現(xiàn)。智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界中的樓宇實(shí)體是經(jīng)過模型抽象的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，智慧樓宇的總體模型如圖2所示。具體的建立的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型如圖3所示，主要包括三方面的內(nèi)容(I)、空間幾何信息即幾何坐標(biāo)集合，標(biāo)識樓宇中各個物體的空間位置，如經(jīng)緯度、平面直角坐標(biāo)及坐標(biāo)等，其幾何圖形表現(xiàn)為點(diǎn)對象、線對象和面對象等三種類型。1.1點(diǎn)對象點(diǎn)是有特定的位置，維數(shù)為零的物體，包括.點(diǎn)實(shí)體(PointEntity):用來代表一個實(shí)體；.注記點(diǎn)用于定位注記；.內(nèi)點(diǎn)(LabelPoint):用于記錄多邊形的屬性，存在于多邊形內(nèi)；.結(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))(Node):表示線的終點(diǎn)和起點(diǎn)；.角點(diǎn)(Vertex):表示線段和弧段的內(nèi)部點(diǎn)。1. 2線對象線對象是智慧樓宇的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型中非常常用的維度為I的空間組分，表示對象和它們邊界的空間屬性，由一系列坐標(biāo)表示，其中，線對象的幾何屬性包括.長度從起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長；.彎曲度用于表示像建筑屋頂?shù)膹澢某潭龋?方向用于表示供水管線的水流方向。線對象的幾何實(shí)體包括線段、邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡(luò)等。1. 3面對象面對象是智慧樓宇的面向?qū)ο蟮臄?shù)學(xué)模型中維度為2的空間組分。面狀實(shí)體，是對墻體、地板等一類現(xiàn)象的描述。通常在數(shù)據(jù)庫中由一封閉曲線加內(nèi)點(diǎn)來表示。面狀實(shí)體有如下空間特性(面對象的幾何屬性包括):.面積；.周長；.形狀；.獨(dú)立性或與其它的地物相鄰性，如墻體及其周邊地板或屋頂；.重疊性與非重疊性，如屋頂上燈光的照明范圍、空調(diào)系統(tǒng)的換氣范圍等都有可能出現(xiàn)交叉重疊現(xiàn)象，停車場的各個車位一般說來相鄰但不會出現(xiàn)重疊。
(2)、實(shí)體空間關(guān)系實(shí)體空間關(guān)系通常包括度量關(guān)系，如兩個物體之間的距離遠(yuǎn)近；方位關(guān)系，定義了兩個物體之間的方位；拓?fù)潢P(guān)系，定義了物體之間連通、鄰接等關(guān)系。2.1度量關(guān)系基本空間對象度量關(guān)系包含點(diǎn)/點(diǎn)、點(diǎn)/線、點(diǎn)/面、線/線、線/面、面/面之間的距離。根據(jù)這些基本關(guān)系可完成如墻體與臨近物體的角度、傾向、方位、面積、體積、照明輻射度、路徑通達(dá)性等參數(shù)。此外在基本空間對象之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，可構(gòu)造出點(diǎn)群、線群、面群之間的度量關(guān)系。例如，在已知點(diǎn)/線拓?fù)潢P(guān)系與點(diǎn)/點(diǎn)度量關(guān)系的基礎(chǔ)上，可求出點(diǎn)/點(diǎn)間的最短路徑、最優(yōu)路徑、服務(wù)范圍等；已知點(diǎn)、線、面度量關(guān)系，進(jìn)行距離量算、鄰近分析、聚類分析、緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析等。2. 2方位關(guān)系方位關(guān)系，它定義了物體之間的方位，如“電梯在辦公室的西北方向”就描述了方位關(guān)系。為了定義目標(biāo)之間的方位關(guān)系，首先定義點(diǎn)目標(biāo)之間的關(guān)系。給定定位參考，即相互垂直的X、Y坐標(biāo)軸，方向關(guān)系的定義采用垂直于坐標(biāo)軸的直線為參考。令Pi為目標(biāo)P的點(diǎn)(P為原目標(biāo))，Qj為目標(biāo)Q的點(diǎn)(Q為參考目標(biāo))，X(Pi)與Y(Pi)函數(shù)返回點(diǎn)Pi的X、Y坐標(biāo)。則P與Q在二維空間中具有以下8種可能關(guān)系，并提供了一個完整的關(guān)系覆蓋。這些關(guān)系定義為Restricted_East (Pi, Qj) =X(Pi) > X(Qj)And Y(Pi) =Y(Qj)Restricted_South(Pi, Qj) =X(Pi) =X(Qj)And Y(Pi) < Y(Qj)Restricted_ffest (Pi, Qj) =X(Pi) < X(Qj)And Y(Pi) =Y(Qj)Restricted_North (Pi, Qj) =X (Pi) =X (Qj) And Y(Pi) > Y (Qj)North_West (Pi，Qj) =X (Pi) < X(Qj)And Y(Pi) > Y(Qj)North_East (Pi, Qj) =X (Pi) > X(Qj)And Y(Pi) > Y(Qj)South_West (Pi，Qj) =X (Pi) < X(Qj)And Y(Pi) < Y(Qj)South_East(Pi, Qj) =X (Pi) > X(Qj)And Y(Pi) < Y(Qj)以上8種關(guān)系通過點(diǎn)的投影可以精確判斷。如有任意兩點(diǎn)，上述8種關(guān)系必有一種滿足。而且，這些關(guān)系具有傳遞性，另外一些關(guān)系可進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換(如North_EaSt(PI，QJ) South_ffest(QI, PJ)，通過對上述8種關(guān)系進(jìn)行擴(kuò)充，可得出另外4種方向關(guān)系，即East (Pi, Qj)=North_East (Pi, Qj)Or Restricted_East (Pi, Qj)Or South_East(Pi, Qj)South(Pi, Qj)=South_ffest (Pi, Qj)Or Restricted_South (Pi, Qj)0rSouth_East(Pi, Qj)West (Pi, Qj)=North_ffest (Pi, Qj)Or Restricted_ffest (Pi, Qj)Or South_West(Pi, Qj)North (Pi, Qj)=North_ffest (Pi, Qj)Or Restricted_North (Pi, Qj)0rNorth_East(Pi, Qj)以點(diǎn)目標(biāo)之間的方向關(guān)系為基礎(chǔ)，其余目標(biāo)之間的方向關(guān)系可類似定義。2. 3拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系是智慧樓宇的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型中最基本的空間關(guān)系，對其可做如下數(shù)學(xué)定義設(shè)有現(xiàn)實(shí)世界中的兩個簡單實(shí)體A、B，B(A)、表示A、B的邊界，I (A)、I (B)表示A、B的內(nèi)部,E⑷、E 表示A、B余，因此可構(gòu)造出一個由邊界、內(nèi)部、余的點(diǎn)集組成的9-交空間關(guān)系模型(9-1ntersection Model,9-1M)如表I所不
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法，其特征在于，所述方法包括 構(gòu)建基于地理信息系統(tǒng)的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型； 以所述智慧樓宇的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成所述建筑實(shí)例的三維模型； 根據(jù)所述三維模型確定所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域，并提取影響所述目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)； 結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型，利用所述參數(shù)計(jì)算得到所述目標(biāo)區(qū)域在各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)； 根據(jù)所述各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，生成混響時間分析曲線； 將所述混響時間分析曲線與預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，判斷所述建筑實(shí)例的三維模型是否合理； 如果不合理，則重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，直至根據(jù)三維建模后生成的三維模型確定的所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域的混響時間分析曲線符合預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)模型包括實(shí)體對象模型，與所述實(shí)體對象模型對應(yīng)的空間幾何信息、非幾何屬性和實(shí)體空間關(guān)系。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模具體包括 確定所述智慧樓宇中房間的數(shù)量及組成關(guān)系； 逐一為每個房間進(jìn)行三維建模； 將建模好的各個房間進(jìn)行組合并建立實(shí)體空間關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述逐一為每個房間進(jìn)行三維建模具體為逐一為每個房間中的門、窗、墻體、樓板進(jìn)行三維建模。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)包括所述目標(biāo)區(qū)域的體積、組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的表面積及組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的材料的吸聲系數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述參數(shù)重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模。
7.一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的裝置，其特征在于，所述裝置包括 數(shù)據(jù)模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建基于地理信息系統(tǒng)的智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型；三維建模單元，用于以所述智慧樓宇的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成所述建筑實(shí)例的三維模型； 參數(shù)提取單元，用于根據(jù)所述三維模型確定所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域，并提取影響所述目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)； 聲環(huán)境混響時間計(jì)算單元，用于結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型，利用所述參數(shù)計(jì)算得到所述目標(biāo)區(qū)域在各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)； 混響時間分析曲線生成單元，用于根據(jù)所述各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，生成混響時間分析曲線； 判斷單元，用于將所述混響時間分析曲線與預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，判斷所述建筑實(shí)例的三維模型是否合理； 二次三維建模單元，用于如果不合理，則重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，直至根據(jù)三維建模后生成的三維模型確定的所述建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域的混響時間分析曲線符合預(yù)設(shè)的智慧樓宇最佳的聲環(huán)境混響時間。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)模型包括實(shí)體對象模型，與所述實(shí)體對象模型對應(yīng)的空間幾何信息、非幾何屬性和實(shí)體空間關(guān)系。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述三維建模單元包括 關(guān)系確定模塊，用于確定所述智慧樓宇中房間的數(shù)量及組成關(guān)系； 房間建模模塊，用于逐一為每個房間進(jìn)行三維建模； 實(shí)體關(guān)系建立模塊，用于將建模好的各個房間進(jìn)行組合并建立實(shí)體空間關(guān)系。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述房間建模模塊逐一為每個房間中的門、窗、墻體、樓板進(jìn)行三維建模。
11.如權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述參數(shù)包括所述目標(biāo)區(qū)域的體積、組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的表面積及組成所述目標(biāo)區(qū)域的各組成物體的材料的吸聲系數(shù)； 所述二次三維建模單元根據(jù)所述參數(shù)重新以所述智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模。
全文摘要
本發(fā)明適用于智慧樓宇和地理信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種實(shí)現(xiàn)智慧樓宇三維建模的方法、裝置，所述方法包括構(gòu)建智慧樓宇面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，進(jìn)行建筑實(shí)例的三維建模，生成建筑實(shí)例的三維模型，確定建筑實(shí)例的目標(biāo)區(qū)域，提取影響目標(biāo)區(qū)域的聲環(huán)境混響時間的參數(shù)，計(jì)算目標(biāo)區(qū)域的在各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)，最后根據(jù)各個頻率下的聲環(huán)境混響時間參數(shù)形成混響時間分析曲線，將該混響時間分析曲線與最佳的聲環(huán)境混響時間進(jìn)行比較，得到聲環(huán)境混響時間分析結(jié)果，根據(jù)分析結(jié)果更新建筑實(shí)例的三維模型。本發(fā)明，對現(xiàn)實(shí)樓宇中各種物體優(yōu)化組合的結(jié)果進(jìn)行聲學(xué)混響時間數(shù)學(xué)模型模擬和分析以此來選擇最優(yōu)的物體組合，從而滿足智慧樓宇建設(shè)的需要。
文檔編號G06T17/00GK103065355SQ201210575908
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
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