基于图象的三维模型建模绘制系统

基于图象绘制技术近几年来在图形学领域引起了极大的重视,它不仅弥补了传统的基于几何绘制技术中存在的不足,而且能给出更加逼真的图象显示,在构建一种基于图象建模系统的基础上重点讨论了图象变形、图象重构、以及最后采用传统纹理映射技术进行复杂三维模型建模的主要原理与方法。

BIM施工模型自动建模系统研究

BIM施工应用的前提是精确的BIM模型,但是对于中小型施工单位来说,很难单纯依靠自己的力量去建立和深化高质量的BIM施工模型。针对此问题,提出了一种BIM几何模型自动建模的技术方案,通过研究BIM自动建模中的几何模型自动生成原理,用函数式形式化语言给出了基础算法,并用Python语言实现了该算法,在Autodesk Dynamo图形开发平台上完成了BIM几何模型自动建模的原型系统。并以工程实际案例验证了原型系统的有效性,从而证明了提出的核心算法的正确性,以及BIM自动建模系统研发的可行性。

基于领域系统的复杂装备技术状态管理建模方法

为保障复杂装备技术状态管理的有效集成和多方协同,实现技术状态管理业务数据的双重有序管控,提出基于领域系统(domain system,DS)的建模架构和设计方法。通过引入基于模式的系统工程(pattern-based system engineering,PBSE)框架,构建基于DS的复杂装备技术状态管理基本架构,设计DS元模型、DS模型、DS模式的建模方法,将国防部体系架构元模型(Department of Defense Architecture framework metamodel,DM2)进行复杂装备技术状态管理领域化重组为DS元模型,并通过领域元数据映射为DS模型,使其有序组织为适用于具体装备技术状态管理的DS模式。为验证所提方法的有效性,以运载火箭结构系统多视图物料清单(X bill of material,XBOM)为案例,开展基于DS的技术状态管理应用。结果表明,所提方法可为其技术状态管理提供兼具建模的一致性和可追溯性的实施方案,为复杂装备技术状态管理的领域模型配置提供指导性思路。

不确定转子系统动力学降阶模型构建与模型散度参数辨识

在航空、航天、船舶等领域的实际工程转子系统中,广泛存在高维复杂的非线性系统。在航空发动机转子系统、燃气轮机转子系统等重点研究领域,通常还难以对高维复杂非线性系统进行直接的数据处理和分析统计。针对不确定性转子系统的模型维度较高等问题,提出了一种模型不确定性动力学降阶计算模型构建和模型散度参数辨识方法。首先,根据确定性动力学模型和静态矩阵降阶方法,完善了确定性动力学降阶模型;然后,基于随机矩阵理论和非参数动力学建模方法,提出了不确定性动力学降阶模型;最后,利用系统确定性模型的一阶临界转速、振型和实验数据,对不确定性动力学模型的散度参数进行了辨识;为了验证散度参数辨识方法的有效性,笔者又在转子实验平台上进行了实验验证。研究结果表明:实验结果与降阶之后振动响应均值的差异性较小,且与不确定性动力学模型相差不超过10%,表明所采用的理论模型在描述转子系统行为方面具备了较高的准确性和可靠性,该模型可以为深入研究模型不确定性转子系统提供参考。

沉积地层系统三维实体模型构建方法

全面系统地研究了沉积地层系统三维实体构模的原理、方法及实施过程。针对沉积地层系统的几何结构特征,提出了一种基于钻孔数据的三维实体模型生成方法"钻孔-层面-实体法"。该方法首先使用二分拓扑结构将钻孔数据离散化为一系列散点,基于这些散点插值拟合出各个地层顶、底界面的初始高程,自动推算出缺失地层的地质成因;然后按照不同的地质成因,自动对缺失地层及其控制界面进行交切处理、高程调整与一致性处理;最后生成用三维块体或三棱柱体元充填的三维实体模型。通过上海城建工程中的一个应用实例验证了"钻孔-层面-实体法"的有效性。

三维地质模型建模系统的研究与实现

石油勘探开发数据的迅速准确可视化处理是帮助专家了解和掌握油藏分布从而做出正确决策的重要手段。三维地质体模型建模是可视化工作的基础。文章提出了三维地质体建模系统结构,由图形平台、数据管理、地质建模组成,分析了各模块的设计思路,研究了地质建模的关键算法。

数字城市空间框架三维模型构建与应用研究

城市信息模型已成为智慧城市数智化治理的重要数字基础设施,城市三维模型是城市信息模型的空间框架。文章针对城市三维精细模型生产成本高、难维护的问题,以南京为例,充分利用现有数据资源,根据智慧城市治理不同应用场景的需要,尝试将城市三维数字框架模型分为基础模型、精工模型、功能模型、管控模型和方案模型等5类,系统地构建了城市空间框架三维数字底板,分别阐述各类模型的数据治理、模型构建和成果应用,为城市信息模型建设探索路径,助推城市治理数智化转型和高质量发展。

基于模型的系统工程统一架构建模语言的标准体系构建

标准化是基于模型的系统工程的基础,随着多架构建模语言已经被应用于多领域、全周期、多层级的架构建模,多架构建模语言的标准化体系也逐渐受到重视。基于国家标准计划《系统与软件工程基于模型的系统工程统一架构建模语言》,提出架构建模语言的标准规范框架,重点阐述两种核心语言规范、支撑规范及领域规范。最后,提出标准的未来发展路径,进而推动多架构建模语言、工具及方法论的标准化进程。

基于模型的推进系统故障识别及建模方法

为全面识别复杂系统故障模式,根据基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)的思想,提出在复杂系统正向化设计与建模过程中,同步从功能、性能、结构3个维度识别潜在故障的方法;并依据系统建模语言(system modeling language,SysML)的扩展机制建立相对应的故障基础模型,用于对故障模式及相关要素进行建模。以新一代载人飞船推进系统为例,详述故障识别与建模流程。所提方法基于MBSE规范化、标准化、全维度的建模过程,用于实现对复杂系统潜在故障的全面识别及建模,避免以往依赖个人经验和能力、难以全面识别故障的问题,为基于模型的复杂系统可靠性分析、安全性分析提供基础。

利用三维CAD建立ADAMS复杂机械系统仿真的整机模型

探讨了在INVENTOR、ADAMS、Pro/E之间进行IGES、STEP、STL产品交换库标准文件格式的数据交换,以INVENTOR为例介绍了利用其他三维软件建立ADAMS复杂机械系统仿真的三维整机模型方法。

基于无人机倾斜影像三维精细化建模的模型修复技术探讨

针对悬浮物干扰、建筑物结构变形以及局部纹理缺失等无人机倾斜影像三维建模常见的问题,本文基于Smart 3D、ModelFun和DP-Modeler等软件,提出一系列精细化三维模型修复技术;对无人机倾斜摄影遮挡造成三维模型纹理不清晰、缺失等问题,利用空地融合技术重建了三维模型;采用无人机倾斜影像构建三维模型与BIM构建三维模型的融合技术,解决了大型桥梁三维建模变形较大的问题;利用SuperMap软件对房屋进行单体化处理探讨;通过对陕西省汉中市某区域进行三维建模实践,验证本文提出的三维精细化建模修复技术的有效性,取得了较好的三维建模效果。

基于GIS的三维数字校园系统设计及模型构建

将地理信息系统和虚拟现实技术结合起来,设计了ArcGIS和Multigen Creator综合的三维数字校园系统,分析了系统功能,确定了系统实施的技术路线。在此基础上,结合黄河水院8号实训楼,建立了三维校园模型,进行了系统功能的实用型验证。

基于三维建模和激光点云的建筑物目标监测系统

以提升目标监测效果为目的,提出基于三维建模和激光点云的建筑物目标监测系统。该系统首先利用感知单元采集目标激光点云数据,通过通信单元将数据传输到数据处理单元内,利用八叉树抽稀算法对建筑物目标激光点云数据实施简化处理,然后使用3DsMax三维建模软件构建目标三维模型,利用该模型进行实现建筑物目标监测,最后实验结果表明:系统采集的数据偏差小,点云抽稀率可达到30.5%,目标特征值监测偏差小于5%,可有效监测建筑物目标物体变化情况,监测性能良好。

工程三维模型的程序化建模算法研究

文章提出了一种工程三维模型自动生成的算法,该算法可以用来开发建筑信息模型(BIM)自动生成系统,从而降低工程设计资料三维可视化的技术门槛。首先设定了算法的假设前提、介绍了算法中的基本原理和基本操作,然后用函数式的表达方式给出了算法中基本操作的程序化表达方式。在这个基础上,用伪代码给出了工程三维模型自动建模算法的基本步骤,并且用一种DSL语言方案来描述了该算法的过程。最后,用了一个工程实例检验了该DSL语言和算法的正确性。

基于智能管控系统和BIM的特高压变电站自动化三维建模

特高压变电站通常包含大量的设备、线缆和管道,其复杂程度高,难以直观理解。通过三维建模技术,可以将变电站的结构、设备和各组成部分以可视化的方式展示,模拟不同条件下的运行情况,采取相应的维护和优化措施。为此,研究基于智能管控系统和BIM的特高压变电站自动化三维建模方法,运用最小二乘法拟合计算进度与时间的关系曲线,通过智能管控系统管控变电站施工进度;采用BIM和三维激光扫描技术,根据激光传感器进行定位,运用相机获得变电站表面颜色信息,采集变电站点云数据关联场景;利用Bentley软件构建变电站自动化三维模型,采用逻辑节点合成变电站自动化系统的可视信息,实现特高压变电站自动化建模。结果表明,本文方法的均方根误差均小于20 mm,能够得到更高精度的模型,帮助运维人员更好地识别和定位变电站中存在的问题并采取相应的维护和优化措施。

超大排水系统模型构建技术与应用

为实现白龙港排水系统的智能化诊断评估和运行调度管理,开展片区排水系统模型搭建工作。该模型建设范围以上海市白龙港污水片区服务系统为边界,包含边界内现状污水及雨水系统。鉴于现状已建系统异常复杂,为解决系统庞大、运行缓慢、无应用场景是什么意思等问题,从顶层设计出发,提出了“分系统、分片区、分主次、分时节”的“四分”建模策略,通过基础资料收集、模型构建、模型率定验证3个主要步骤,构建白龙港片区排水系统模型,并开展模型应用探索。该模型作为上海市排水运行调度管理平台模型构建的重要组成部分,结合白龙港排水系统监测监控体系完善,助力上海市排水运行调度管理平台和运行调度监控中心建设。

基于3DS MAX模型的无人直升机实时监控系统三维建模

分析OpenGL中三维建模的主要方法,结合共轴式无人直升机实时监控飞行系统的设计需要,得出利用3DS MAX的输出模型进行三维建模可以大大提高效率。分析3DS MAX主要输出文件的结构,指出OpenGL建模所需的要素。设计并实现了3DS MAX到OpenGL的模型转换模块,能够分离出3DS MAX场景中的三维模型,为在实时监控系统中再现3DS模型并构造监控飞行系统的三维场景提供灵活性。

基于倾斜摄影的实景三维单体化模型构建方法

倾斜摄影实景三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有“一张皮”的特点。针对无法管理与编辑模型上各地理对象的问题,该文提出基于倾斜摄影实景模型进行单体化建模的技术方法,通过对三维模型进行单体化操作,得到能够精确表达三维产权关系、且与地形匹配良好的三维地籍模型,为模型中地理对象属性的查询、管理和应用提供方便;对明晰表达三维空间中的权属状况,减少法律纠纷,对其他省市的相关三维地籍项目有借鉴价值和指导意义。

基于UWB的三维建模可视化物资管控系统设计与实现

针对传统安全机制缺乏动态管控、难以满足复杂系统安全需求等问题,提出了一种三维可视化的电力物资信息管控系统。采用基于UWB技术的定位模块设计系统定位功能,借助UE4游戏引擎进行三维可视化管控系统的开发,探究了系统模型的设计流程、前端设计以及关键技术等,实现了对人员定位、三维显示设备运行状态、监测报警等功能。同时还设计了基于实体行为的可信度模型用于感知用户行为的动态变化,有效提高了用户信息的可靠性,并进一步保证了系统信息安全。提升了电力物资信息的可视化管控能力,促进其安全运行。

基于模型集成方法的泰安市三维地质模型构建

本文基于MapGIS10平台,以泰安市中心城区三维基础地质模型构建为例,综合运用交互式建模、自动建模等方法,通过模型集成融合,完成泰安市中心城区地下100 m以浅三维基础地质模型的构建。重点对建模数据源的处理、方法的选择以及不同建模方法形成地质体之间的拼接集成等内容作了叙述,探索和研究了模型集成方法在三维地质模型构建、更新中的应用,为其他城市三维地质建模工作提供经验借鉴和技术支撑。