CSG方法在建筑物三维建模中的应用研究

介绍了数字城市的框架体系和三维城市模型的建模过程,探讨了城市建筑物的CSG建模方法。该方法先根据建筑物的特征抽取CSG体素,然后将这些体素进行空间几何变换和正则布尔运算,形成建筑物的三维空间几何模型,进而表达建模过程和建筑物内部的空间拓扑关系。

基于面向对象方法的CSG建模

对面向对象的CSG进行了详细描述 ,并对传统CSG和面向对象CSG性质进行了比较 .提出了表示的抽象和多样性、求值函数的虚拟化等基本技术来实现面向对象的图形建模 ,同时给出了一个以面向对象CSG为主模型的通用CAD建模方案 .

基于TIN和CSG的三维城市建模方法

目的提出一种基于TIN和CSG的三维城市建模方法,解决我国现阶段"数字城市"的建设需求.方法采用基于半边数据结构的Delaunay三角剖分建模方法,对地形建模;采用CSG建筑物建模方式对建筑物进行建模,并将建筑物模型与地形模型进行匹配.结果由于地形模型与地物模型的几何特性相异,因此对两种模型分别建模,并集成在一起,实现了三维空间有效、完整地表达.结论两种模型有机结合,实现了三维城市中地形和建筑物模型的可视化表达,在三维城市构建方面有很好的应用前景.

基于CSG模型的SAR城区回波模拟

对城区的SAR回波仿真是一个比较困难的问题。在城区场景的SAR图像中,地面.墙壁结构、屋顶、屋脊、屋檐、地面是SAR图像中重要的散射源。利用构造几何模型对城区建筑进行几何建模,将场景分解为大量三维立体网格,计算网格内主要散射源的散射系数。利用网格位置及其散射系数,在SAR空间几何关系下仿真了城区场景回波。成像结果表明该方法的有效性。

三维CSG-BRep拓扑模型的研究

针对目前通过离散点云来构建的三角网模型具有数据量大,难以拆分,没有拓扑关系等缺点,提出一种特殊的CSG-BRep模型数据结构,该数据结构可以全面细致地记录模型内部的拓扑关系。利用激光雷达点云作为模型的数据来源,结合文中提出的数据结构,构建三维精细CSG-BRep拓扑模型。该模型与普通三角网模型相比,各个构件可以拆分,所占用内存较少,并具备更完善的拓扑关系。

限定TIN与CSG集成仿真模型生成算法研究

为了有效地组织和管理三维GIS空间数据,实现对三维空间实体高效、完整地表达,提出了限定不规则三角网(TIN)与构造实体几何(CSG)集成的仿真建模算法。采用TIN模型描述地形,CSG模型描述建筑物,通过抽取建筑物地面轮廓线作为地形三角剖分时的限定约束条件,将两种模型有机集成在一起。同时,实现了两类模型可视化渲染操作的同步进行。仿真试验结果表明,算法在保证模拟精度的前提下,能有效地简化建模过程,在一定程度上降低了可视化渲染计算的复杂度。

CSG模型到MCNP几何模型转换算法的研究与实现

针对MCNP输入文件结构复杂、几何模型描述工作易出错的特点,提出将CSG模型作为三维模型到MCNP几何模型转换的中介以实现自动转换的算法。描述CSG模型数据结构,定义CSG模型的规范化及简化操作,实现并验证CSG模型到MCNP几何模型的自动转换。该方法简化了三维模型到MCNP几何模型转换的复杂度,易于实现三维模型到MCNP几何模型的转换,提高了MCNP输入文件的制作效率。

参数化CSG模型之间等价参数域求解方法

基于参数化半空间概念给出参数化CSG模型的一般形式 ,通过分析不同CSG模型中参数化半空间之间的关系 ,提出CSG模型等价的模型参数不等式约束关系 ,并由此定义等价参数域 ,借助于线性代数领域中新提出的Γ 算法 ,求解这些不等式最终得到等价参数域的显式表示 ,进而推导出等价参数域上不同模型参数之间的映射关系 .当两CSG模型分别表示CAD系统中的零件设计方案和CAPP系统中的零件加工工艺过程时 。

基于CSG模式的浓淡图显示

本文介绍了FSMTS系统基于CSG表达模式的浓淡图显示算法,对于点分类及其效率因素进行了分析。该算法很好地解决了特征体素的各种共面显示和局部图象更新等问题。

基于近景目标3维测量系统和CSG技术构建3维景观

针对构建建筑物模型的过程,基于CSG体素,将建筑物进行体分解;以构建CSG树技术对建筑物进行3维重建。车载式近景目标3维测量系统(3D-Surs)提供的建筑物3维空间数据和纹理数据,为应用CSG技术奠定了数据基础。本文提出了基于3D-Surs和CSG技术构建建筑物3维模型的流程,并对该技术和流程进行了实践检验。实践表明本文的技术方案可行,具有推广价值。

CSG理论在计算机辅助设计中的应用

ＣＳＧ理论是构造实体模型的基础，本文以ＡｕｔｏＣＡＤ为例，讨论了基于ＣＳＧ理论的三维造型技术及其在计算机辅助设计及辅助绘图中的应用。

一个基于抽象类层次和扩展 CSG 结构的图形建模方法

介绍了一个基于抽象类层次和扩展ＣＳＧ结构的面向对象图形建模方法首先讨论了利用面向对象技术建模的特点，然后从两个抽象类层次描述了建模系统的结构，在分析传统的实体造型技术ＣＳＧ方法基础上。

基于CSG-BR模型的3维实体可视化建模方法

采用CSG和BR集成的模式表达3维空间数据,提出一种基于CSG-BR模型的3维实体可视化建模方法,以复杂空间实体的分解为切入点,通过建立起CSG与BR面之间的对应关系,设计CSG-BR模型的数据结构,并在网路环境下构建基于CSG-BR模型的3维实体可视化系统模型,表达了复杂实体的完整特性,为3维实体虚拟仿真、动态表达和空间分析研究提供参考。

CSG/BR方法在铁路构筑物三维建模中的应用研究

根据铁路构筑物形状规则性的特点,在CSG、BR等三维模型表示方法的基础上,研究了CSG/BR混合模型表示法在铁路构筑物三维建模中的应用。以往的铁路三维模型重在可视化方面,CSG/BR模型可以关联属性数据,进行空间查询和分析,并以桥墩为例分析了此方法的建模过程。

基于CSG和B-Rep的三维地下管网参数化建模

结合结构实体几何法(Constructive Solid Geometry,CSG)与边界表示法(Boundary Representation,B-Rep)在管网建模中的优缺点,该文提出一种基于CSG/B-Rep混合数据模型的城市地下管网三维建模方法,实现了管件和管线的三维模型构建。根据不同类型管件和附属物的连接特征,计算管点模型与管线准确匹配所需的旋转参数;利用3DS Max擅长于精细建模、SuperMap便于高效构建大规模三维场景的特点,基于CSG方法和3DS Max构建了各种造型管件及附属物的精细三维模型;在此基础上利用SuperMap渲染大规模三维管网场景。以南宁市某区域地下管网为例进行三维建模,验证了该建模方法的可行性。

倾斜摄影建筑物模型自动纹理重建

构建高精度、高真实感的建筑物模型依赖精确的几何边界与清晰的纹理贴图。在建筑物单体化建模过程中,窗户、弧形阳台等附属部件的简化或省略破坏了原本的几何结构,导致纹理映射时模型表面存在纹理偏移、错位的现象。针对上述问题,本文提出了一种针对建筑物单体化模型的自动纹理重建方法:首先引入单体化模型的几何误差,对纹理接缝产生的位置进行约束,减轻接缝两侧的错位;然后利用跨接缝的直线结构进行配准,对齐接缝处的错位;最后进行色彩一致性调整。试验结果表明,本文方法能为多种不同复杂程度的建筑物单体化模型生成几何轮廓连续、颜色过渡自然的纹理结果,有效提高了建筑物单体化建模过程中纹理处理的效率。

胶结砂砾石坝坝料双屈服面弹塑性本构模型研究

【目的】为了准确预测不同胶结材料用量及围压下胶结砂砾石料的应力变形特征,【方法】采用理论推导与试验结果分析相结合的方法,在广义塑性位势理论框架下,依据胶结砂砾石料力学特性三轴试验结果,构建了新的剪切屈服函数和体积屈服函数。结合可反映硬化规律的塑性系数以及加卸载准则,建立了一个双屈服面本构模型,随后对比分析胶结材料用量20 kg/m^(3)、60 kg/m^(3)以及100 kg/m^(3)的胶结砂砾石料三轴剪切试验数据及本构模型的计算值。【结果】研究结果表明,抛物线型剪切屈服函数与椭圆型体积屈服函数可很好地反映胶结砂砾石料的剪切变形与体积变形机制。【结论】新的本构模型充分考虑了胶结材料用量、围压对胶结砂砾石料塑性变形、峰值强度、剪胀性等特性的影响;模型参数共有12个确定简单且物理意义明确的参数;该双屈服面本构模型的应力应变预测值与相应的三轴试验数据基本吻合。

复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析

胶凝砂砾石坝(cemented sand-gravel dam,CSG坝)是一种新型坝,具有大坝整体应力水平低、施工快速以及节约工程投资等优点。本文采用地质力学模型试验法,对CSG坝与重力坝在复杂地基上的深层抗滑稳定问题以及破坏差异进行分析,CSG坝原型选取守口堡大坝,与武都重力坝19~#坝段坝址区复杂地基相结合成一新坝段,从而模拟CSG坝在复杂地基下的运行情况,并通过模型加载试验得到坝体的变形特点及复杂地基中断层和层间错动带的破坏形态。通过CSG坝与武都重力坝19~#坝段的模型试验数据以及两者破坏形态对比分析可以得到:1)在相同的超载倍数下,重力坝坝体较CSG坝坝体变位更大;2)在最终破坏阶段,CSG坝与重力坝坝体均有轻微的扭转,其中重力坝坝体有轻微的顺时针转动,CSG坝坝体有轻微的逆时针转动;3)CSG坝与重力坝所在复杂地基的断层均发生了不同程度的滑移,其中断层10f2、f115发生了较大的相对变位;4)重力坝整体向下游变位较CSG坝明显,挤压破坏情况较为严重;5)模型试验中得到CSG坝安全度为6.4,重力坝安全度为3.0,运用刚体极限平衡分析得到CSG坝安全度为5.9,重力坝安全度为2.5。模型试验结果与理论分析结果相互验证,因此,从两者数据结果可得出CSG坝的极限承载能力较重力坝强,超载系数大,安全度较重力坝高,说明CSG坝是一种高安全性的坝型。

城市地下管网地理信息系统空间数据模型研究

城市地下管网的综合规划和管理,正随着地理信息系统产业的发展,越来越受到人们的重视。而空间数据模型是任何地理信息系统设计的核心。在综合评述GIS空间数据模型研究的基础上,针对城市地下管线空间对象,研究了地下管网的特点,提出了实体几何法与三维拓扑的集成模型,并设计了系统概念模型、数据组织模型以及相应的数据存储结构。

一种生成物体八叉树模型的新算法

八叉树模型是表达三维实体的一种方法．本文提出了一个由三维实体的ＣＳＧ模型转换到八叉树模型的算法．该算法采用动态分解策略，利用长整数的“位”来记录结点的状态信息，从而较大地节省了存储量并较好地弥补了八叉树模型存储量大的缺陷．实例表明该算法具有较广泛的适用性和良好的高效性．