【摘 要】
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室内位置服务(Indoor-Location Based Services,LBS)是智慧城市等领域中的重要应用领域,也是国家发展战略新兴产业的重大需求和国际科技经济竞争的制高点。近年来室外位置服务技术发展迅速并日益成熟,但被称为位置服务中“最后一公里”的室内位置服务依然处于发展的初期阶段,面临着许多的问题与挑战。建筑物地图作为室内位置服务的基础与信息载体,对于室内位置服务的发展起着至关重要的作用
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室内位置服务(Indoor-Location Based Services,LBS)是智慧城市等领域中的重要应用领域,也是国家发展战略新兴产业的重大需求和国际科技经济竞争的制高点。近年来室外位置服务技术发展迅速并日益成熟,但被称为位置服务中“最后一公里”的室内位置服务依然处于发展的初期阶段,面临着许多的问题与挑战。建筑物地图作为室内位置服务的基础与信息载体,对于室内位置服务的发展起着至关重要的作用;此外,面向智慧城市的三维场景也需要依托建筑物地图实现宏观大场景与局部精细模型间的高逼真无缝衔接。建筑物地图作为室内位置服务与智慧城市发展中的核心影响要素,具有重要的理论研究意义与实际应用价值。建筑物地图是当前建筑和GIS领域的研究热点,国内外诸多学者对相关内容进行了广泛研究。现有的数据模型和数据规范在应用于建筑物地图时仍具有明显的局限性,无法满足在复杂建筑环境下面向多元应用的普适性需要,其中尤以如下三个问题最为核心,(1)复杂场景下建筑物地图模型构建及数据组织表达问题;(2)建筑物地图模型与室内定位导航协同问题;(3)建筑物地图模型中海量数据信息的管理调度问题。本文以建筑物为核心要素,针对复杂场景下建筑物地图的构建问题,选择精细化建筑信息模型(BIM,Building Information Model)为主要数据源,依托BIM与GIS集成思想,构建高可交互集成性的建筑物实景全息地图混合模型以适应复杂建筑环境下多元应用的需要,并基于建筑物实景全息地图混合模型设计研发建筑物地图引擎用于建筑物地图模型中海量数据的调度加载。本文的主要研究内容如下:(1)建筑物实景全息地图模型的数据预处理方法研究。本研究选择BIM模型为“原材料”并对其进行轻量化处理,去除其中的冗余信息,而后分别对建筑物实景全息地图模型所需的几何、语义、拓扑、语音、视频、纹理数据进行采集、解析并存储为相应的数据格式,以满足后续建筑物实景全息地图模型构建研究的需要。(2)建筑物实景全息地图模型的构建方法研究。在对已有数据进行数据清洗和有效信息提取后,开展模型构建方法研究,分别完成实体模型与网络模型的构建,然后利用模型链接完成实体模型与网络模型之间的交互结合,并基于要素尺度的划分对模型中的信息进行集成,实现建筑物实景全息地图混合模型的最终构建。(3)建筑物地图引擎的研发与建筑物实景全息地图模型的实证研究。基于所提出的建筑物实景全息地图模型,设计并研发了的建筑物地图引擎,并对其数据存储结构以及调度加载机制进行了详细的讨论研究。在此基础上,结合Android开发技术与Web GL渲染技术,分别开发了手机室内定位导航系统与建筑物三维可视化与分析系统,证明建筑物实景全息地图模型在工程化应用中的可行性与使用价值。本文提出了一种建筑物实景全息地图混合模型以及一套相应的构建方法与技术流程,并通过应用实证表明了所提出的建筑物实景全息地图混合模型及其构建方法具有较好的可行性,可以满足实际生产应用中的需要,并着力探索建筑物实景全息地图的工程化应用之路。
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