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楼宇三维寻径分析研究

作　者: 张红平
导　师: 闾国年；温永宁
学　校: 南京师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 楼宇三维路径模型 房产地理空间数据 中轴线提取 路径模型自动生成 路径规划
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
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内容摘要


随着导航定位技术、空间技术的日益成熟,室外寻径技术已经得到了充分的发展与应用,车载导航系统、手机导航已经成为人们日常生活的重要组成部分,利用这些技术,人们可以在世界各地的大街小巷畅行无阻。然而在很多陌生的大型商场、大厦或建筑内寻找某一特定的区域,通常效率较低,尤其在一些内部结构设计复杂的大型建筑里还可能迷路。因此,如何能够指引人们在复杂陌生的室内环境快速地找到特定的人或目标,引起了众多学者和商业公司对室内寻径研究的高度关注。本文重点研究室内寻径尤其是多层楼宇内部的寻径问题,论文主要研究内容和成果如下：(1)建筑物平面图与楼宇三维路径模型。就现有的建筑物平面图数据进行比较分析,探讨采用房产地理空间数据作为本文研究数据的可行性。提出了楼宇三维路径模型,该模型是由结点和边组成的带权图结构,重点论述了楼宇三维路径模型的设计方法与特点。(2)楼宇三维路径模型构建与存储。详细论述楼宇三维路径模型的自动构建方法,主要包括走廊过道路径的提取方法、如何添加开间结点,到最后整个楼宇三维路径模型的构建解决方案。然后对比图的存储结构,设计了基于邻接表的楼宇三维路径模型存储方法,并且给出了部分存储数据结构。(3)楼宇三维路径规划与设计。首先,通过比较分析,论述采用Dijkstra算法作为寻径基本算法的原因,阐述了路径规划的流程。针对应急疏散的问题,引入“通道当量长度”的概念,详细讨论楼宇三维路径模型与智能光电感烟器数据如何进行连接的问题,在此基础上研究制定最佳疏散路线,并且就控制疏散理论时间计算方法进行了论述。(4)楼宇三维寻径原型系统的设计与实现。设计并开发楼宇三维寻径分析原型系统,选取典型数据按照本文的研究思路进行实验验证,以验证本文思想、技术和方法的正确性。本研究既可以用于室内智能导航、楼宇的自动化控制,也可以为人口密集场所发生紧急情况时人员疏散计划的制定提供辅助决策支持,还可以给予城市规划建筑物设计适当参考,具有较强的针对性和现实意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
图目录  10-12
第一章 绪论  12-23
  1.1 选题背景和研究意义  12-13
  1.2 国内外研究现状综述  13-19
    1.2.1 室内导航系统研究现状  13-14
    1.2.2 室内移动机器人导航  14-15
    1.2.3 楼宇内部路径规划研究现状  15-16
    1.2.4 寻径算法研究  16-18
    1.2.5 研究现状分析  18-19
  1.3 研究目标与内容  19
    1.3.1 研究目标  19
    1.3.2 研究内容  19
  1.4 主要技术路线与研究方法  19-21
    1.4.1 主要技术路线  19-21
    1.4.2 主要研究方法  21
  1.5 论文组织  21-23
第二章 建筑物平面图与楼宇三维路径模型  23-35
  2.1 现有建筑物平面图数据分析  23-28
    2.1.1 CAD建筑平面图  23-25
    2.1.2 房产地理空间数据  25-27
    2.1.3 两种建筑物平面图数据的比较  27-28
  2.2 楼宇三维路径模型  28-34
    2.2.1 图论及其相关概念  28-30
    2.2.2 楼宇三维路径模型设计  30-34
  2.3 结论  34-35
第三章 楼宇三维路径模型构建与存储  35-52
  3.1 楼宇三维路径模型构建思路  35-45
    3.1.1 单层路径模型的构建  35-45
      3.1.1.1 走廊过道路径的提取  36-42
      3.1.1.2 开间结点的附加  42-45
    3.1.2 楼宇三维路径模型构建  45
  3.2 楼宇三维路径模型存储  45-51
    3.2.1 邻接矩阵法  46
    3.2.2 邻接表法  46-48
    3.2.3 两种存储结构的对比  48-49
    3.2.4 楼宇三维路径模型存储结构  49-51
  3.3 结论  51-52
第四章 楼宇三维路径规划与设计  52-64
  4.1 最短路径算法  52-55
    4.1.1 Dijkstra算法  53-55
    4.1.2 路径规划流程  55
  4.2 疏散计划的制定  55-63
    4.2.1 楼宇内部人员疏散有关概念  56-58
    4.2.2 疏散路线制定  58-61
    4.2.3 控制疏散理论时间分析  61-63
  4.3 结论  63-64
第五章 原型系统设计与实现  64-75
  5.1 楼宇三维寻径原型系统设计与开发  64-66
    5.1.1 系统开发环境  64
    5.1.2 系统主要功能  64-66
  5.2 应用案例  66-74
  5.3 结论  74-75
第六章 结论和展望  75-77
  6.1 主要工作与结论  75-76
  6.2 特色与创新  76
  6.3 不足之处与研究展望  76-77
参考文献  77-82
攻读硕士期间科研成果  82-84
致谢  84

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 一般性问题 > 测绘数据库与信息系统
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