建筑图三维重建技术研究

近年来，随着AutoCAD等软件的出现和广泛使用，建筑设计人员已经越来越多的使用计算机来设计建筑工程图。但是后期的计算、放样等过程还依赖于人工读图，效率低下。于是建筑工程图的三维重建技术成为我们研究的主要内容。
建筑图三维重建存在两个重要的问题，一是建筑图识别，主要是指从建筑图所提供的二维信息中提取三维信息，然后进行处理；二是建筑结构的重建，指在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维建筑结构。
本文在建筑图三维重建方面做了一些研究和探讨。主要有以下方面：采用了分步骤、分层次的自动识别方法，以及基于继承的前导结构图识别结果重用方法，高效的建立构件间的全局关系；分析了国内平面表达法建筑制图新标准中仍存在的建筑物三维信息描述的分散性和多样性，采用工程图的信息提取和整合方法，完成了整体三维重建；实现了基于OpenGL的建筑结构三维显示和漫游。
分步骤、分层次的自动识别方法既可以充分利用计算机自动读图的方便性和高效性，又可以在每一步骤之后插入人工交互，及时修正自动识别中的错漏，防止错误蔓延到后续的处理结果中；由于每一步识别的输出是下一步识别的输入，通过交互改正错误，使每一步都可以基于正确输入的假设，极大地简化了识别过程。
利用继承实现前导结构图识别结果的重用有以下好处：提高处理效率，并避免后续结构图识别中的重复交互工作；便于检查对应的柱、墙、梁、板图的一致性，以及发现自动识别中的错漏；通过重用前导结构图的识别结果，可以自然地建立起相关柱、墙、梁、板构件之间的逻辑关系，为建立建筑的全局三维逻辑框架做准备。
国内平面表达法建筑制图新标准中仍存在建筑物三维信息描述的分散性和多样性，这就为工程图的识别和信息提取带来了很大的挑战。我们采用的工程图的信息提取和整合方法，克服了建筑图三维重建的难点，完成了整体三维重建。
基于OpenGL的建筑结构三维显示和漫游，使得人们可以预先看到建筑结构的整体形状和有关细节，有极好的直观效果。用OpenGL提供的交互功能实现的建筑结构三维漫游更提高了三维显示的真实性与可观察性。

关键字 建筑工程图 三维重建 识别 三维建模 OpenGL
目 录
摘 要 I
ABSTRACT i
第一章 前言 1
1.1 选题背景 1
1.2 国内外相关研究情况 1
1.3 本文的研究内容 3
1.4 本文的组织安排 3
第二章 建筑图制图特点及三维重建思路 4
2.1 建筑图制图特点 4
2.2 建筑图三维重建的难点 5
2.3 建筑图三维重建的思路 7
2.3.1 二维建筑结构图信息提取的思路 7
2.3.2. 基于信息整合的三维还原思路 9
2.4 小结 12
第三章 建筑图三维重建方法 13
3.1 电子图的预处理方法 13
3.2 轴线尺寸线的识别、局部坐标系的建立方法 13
3.3 柱、墙、梁、板图的识别方法 14
3.3.1 柱图的识别方法 14
3.3.2 梁图的识别方法 16
3.3.3 板图的识别方法 18
3.3.4 表格的识别方法 19
3.4 前导结构图识别结果的重用 21
3.5 三维建模方法 22
3.5.1全局轮廓线条的生成方法 23
3.5.2 三维平面的生成方法 23
3.6 小结 25
第四章 基于OpenGL的建筑结构三维显示和漫游 26
4.1 OpenGL简介 26
4.2 基于OpenGL的建筑结构三维显示 26
4.2.1 柱、梁、墙、板等构件形状的构造 26
4.2.2 视图 27
4.2.3 颜色和光照 28
4.2.4 显示列表 30
4.3 小结 32
第五章 建筑结构三维重建技术在VH－RecQS软件中的应用 33
5.1 VH-RecQS系统简介 33
5.2 总体设计思路、系统结构 33
5.3 结果的输出 35
5.4 小结 35
第六章 结束语 36
6.1 总结 36
6.2 展望 36
参考文献 37