福州gis的应用_三维gis公司

2.2GIS三维空间数据模型

2.2.1空间数据模型分类

三维数据结构同二维一样也存在栅格和矢量两种形式。栅格结构使用空间索引系统，将地理实体的三维空间分成细小单元（体元）。三维矢量数据结构表示方法有很多，将实体抽象为点、线、面、体，由面构成体。其中运用最为普遍的是具有拓扑关系得三维边界表示法和八叉树表示法。根据三维空间模型对地学空间目标的集合特性的描述是以表面描述方式还是以空间剖分方式，可以分为体元模型和面元模型。

（1）体元模型

常用的体模型是将三维空间对象视为体单元的集合。体单元是简单的三维基本单元，如立方体、球、圆柱体等。将三维空间对象视为这些基本对象经过一些基本操作(如交、并、差等)后的组合体。体模型数据结构包括三维栅格结构、八叉树结构、结构实体几何模型和四面体格网模型[23]。对于建筑物，本文不关注其中的拓扑结构，仅对其整体和外部形状感兴趣，综合考虑到建筑物的形状特点、3D建模的精度要求，如果用Octree建模则难以保证精度，用TEN建模则会增加许多无意义的数据，因此CSG是进行建筑物建模的一个较好选择，本文重点讲述结构实体几何模型（CSG）。结构实体几何模型（CSG）类似于机械制造方法，最早由Voelcker和Requicha提出，是将简单的几何形体（如球、圆柱、圆锥等体素）通过正则运算（交、并、差）来构造复杂的3D目标。一个复杂目标可以描述为一棵CSG树，这棵树的终端结点为基本体素（如立方体、圆柱、圆锥），而中间结点(枝节点)为正则集合运算的结点。

CSG树以根节点作为查询和操作的基本单元，它对应一个三维空间目标。一个复杂的空间形体，可以由一些比较简单，规则的空间形体经过布尔运算而得到。

CSG模型的优点是：方法简单，适合对复杂目标采用分治算法；具有唯一性和明确性；没有冗余信息，必要时可以在目标和体素上附加有关属性。其缺点是：一个3D空间目标的CSG是不唯一的，且不描述点、边、环、面的拓扑关系。

（2）面元模型

面模型数据结构主要包括规则格网模型Grid、不规则三角网TIN和边界表示模型B-Rep。

规则格网模型Grid用一组大小相同的网格描述地形表面。它能充分表现高程的细节变化，拓扑关系简单，算法容易实现，空间操作及存储方便。但占用的存储空间较大，不规则的地面特征与规则的数据表示之间可能不协调，在地形平坦的地方存在大量的数据冗余。

不规则三角网（TIN）是由分散的地形点按照一定的规则构成的一系列不相交的三角形，三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点的密度和位置。TIN实现三维地形的显示过程就是确定哪三个点构成一个最佳三角形，并使每个离散点都成为三角形的顶点。TIN的优点是存储效率高，数据结构简单，与不规则的地面特征和谐一致，可以表示细微特征或叠加任意形状的区域边界。当表面粗糙或变化剧烈时，TIN能包含大量的数据点，而当表面相对单一时，在同样大小的区域，TIN只需少量的数据点。TIN比Grid复杂，它不仅要存储每个点的属性数据，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，难以与矢量和栅格数据结构进行联合分析。

边界表示模型（B-Rep）是以物体边界为基础来描述几何形状，一般采用矢量法表达三维目标，与二维GIS所采用的矢量结构在原理上一致。每个物体均由有限个面构成，每个面由有限条边围成，而每条边由构成边的顶点表示。在边界表示法中，空间实体的几何信息和拓扑信息是分开存储的，其数据结构可以用体表、面表、弧表、边表、顶点表等五个层次来描述，因此在进行坐标变换时，仅需改变空间点的坐标，空间实体间的拓扑关系可以保持不变。B-Rep模型强调3D空间目标的外部细节，通过3D目标属性表、面-体关系表、边-点-面关系表和点坐标表来详细记录构成3D空间目标的所有几何信息和拓扑信息。其优点为：几何信息与拓扑信息分开存储，完整清晰；便于基于面、边的空间查询与计算；易于与2D图形、3D线框模型、有限元网格剖分及3D曲面造型接口。其缺点是：数据量大，数据关系复杂；对3D空间目标的整体描述能力差，不能反映目标的构造过程；不能记录目标组成元素的原始特征。

BIM运维交付应用，该如何落地？ 

自从我国建筑业对BIM技术的大力推广后，BIM技术发展的如火如荼，越来越多的施工项目对于BIM的应用已经从设计与施工阶段逐渐迈向后期运维今天s上海星途就聊一聊BIM在交付和运维阶段的应用。

一、互动模拟

传统的CAD图纸在交付的时候，即便是专业人员在阅读其建筑信息时都难免出现误解或者是错误，因为交付图纸中包含了项目从设计到施工所有的信息，而且图纸动辄上百张多则上千张，给阅读理解上带来了极大的不便，尤其是非专业出身的业主。而通过导入BIM技术之后，业主可以通过相关工具对BIM模型进行全面的了解，配合BIM软件可进入虚拟建筑中的任何一个位置，做一次虚拟考察。相关人员可以随意的观察设计效果以及施工质量，例如商铺的格局、大堂的采光、电梯间的位置等等，包括建筑中各个设备设施都可以做全面的了解。

二、提前制定方案

2D图纸对于建筑设备的能耗分析不能够进行系统且量化的展示，不利于业主根据客户要求进行调整。现在可以通过BIM强大的数据分析能力，对建筑中设备设施进行全面系统的数据分析，尤其是用电负荷、空调负荷等，可以让业主根据自身的实际需要进行调整，便于业主做出更好的方案。

三、改善传统运维

传统运维阶段，运维方依靠的只是2D平面图纸，再配合Excel表格，进行运维工作，一旦出现问题很难快速的从图纸中找出问题点，再加之图纸信息不够全面，对于运维工作方案的制定也是一个极大的制约。运用埃欧哲BIM运维交付应用之后，运维人员可以通过BIM模型，快速、准确的了解建筑中设备设施的相关参数，管线走向，以及相关注意事项等等。一旦出现问题，可以直接从模型中快速的寻找出问题点，做出及时的反应，以维护建筑系统的正常运转。例如，当甲方发现一些渗漏问题，首先不是实地检查整栋建筑，而是在BIM模型中查找位于嫌疑地点的阀门等设备，获得阀门的规格、制造商、零件号码和其它信息，快速找到问题并及时维护。

四、演习模拟

传统运维中对于演戏模拟一般都是走走形式，做做样子而已，缺乏指导意义。现在可以通过BIM模型的可模拟性，让业主在模型中对于突发事件或者是灾害提前做演示，在演示的过程中发现问题，总结问题，以量化的数据制定出一套切实可行的方案，预防突发事件。在培训管理人员怎样处理应急状况时，有了BIM系统后，就可以对这些管理人员进行培训模拟，进行一些没有办法在实际进行的模拟培训，例如：火灾模拟，人员疏散模拟，停电模拟。