عنوان پایان‌نامه

مدلسازی سه بعدی ساختمان ها بر اساس اطلا عات مکانی داو طلبانه



    دانشجو در تاریخ ۰۹ شهریور ۱۳۹۵ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "مدلسازی سه بعدی ساختمان ها بر اساس اطلا عات مکانی داو طلبانه" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی عمران- نقشه برداری - سیستم اطلاعات مکانی
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3277;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75558
    تاریخ دفاع
    ۰۹ شهریور ۱۳۹۵
    دانشجو
    سیمین سادات میروهابی
    استاد راهنما
    رحیم علی عباسپور
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    مدلسازی سه‌بعدی ساختمان ها، در کاربردهای مختلفی نظیر مدیریت شهری، مدیریت ترافیک، مدیریت بحران و گردشگری نقش بسزایی دارد. جمع آوری داده های سه‌بعدی به صورت تجاری و سنتی مستلزم صرف هزینه و زمان بسیار است. در این راستا، در سال‌های اخیر مفاهیمی چون جمع‌سپاری، محتوای کاربر تولید و نقشه برداری مشارکتی باعث ایجاد مفهومی به نام اطلاعات مکانی داوطلبانه (VGI) شده است. پروژه های مکانی متعددی در زمینه VGI ایجاد شده اند. یکی از مهم‌ترین پروژه های اطلاعات مکانی داوطلبانه، OpenStreetMap(OSM) می‌باشد. در ابتدا حجم وسیعی از داده های پایگاه داده OSM را داده های مکانی دوبعدی تشکیل می داد، اما از سال 2008، کاربران شروع به گردآوری داده های سه‌بعدی مانند ارتفاع، شکل سقف و تعداد طبقات ساختمان ها کردند. ارزش بالای داده ها در بعد سوم و کاربردهای متعدد مدل های سه‌بعدی، OSM را به سمت ایجاد محیط هایی برای نمایش این اطلاعات سه‌بعدی سوق داد. عدم پوشش نمای ساختمان، عدم رعایت توپولوژی در تعدادی از مدل ها، ضعف در پشتیبانی از محوطه داخلی ساختمان، نیاز به اطلاعات معنایی بالا برای ساخت مدل سه‌بعدی و نیاز به کاربر متخصص و نرم‌افزار پیچیده برای ساخت مدل‌های سه بعدی، از مشکلات موجود در مدل های حاضر می باشد. در تحقیق پیش رو برای رفع تعدادی از مشکلات موجود در مدل های سه‌بعدی، سعی در استخراج اطلاعات سه‌بعدی ساختمان ها از داده های داوطلبانه موجود در فایل خروجی پایگاه داده OSM و ایجاد خودکار مدل سه‌بعدی بر اساس قالب داده CityGML در سطح 4 جزئیات، با تاکید بر مؤلفه های اصلی ساختمان ها می‌باشد. به این منظور ابتدا نحوه ورود اطلاعات هندسی و معنایی به این پایگاه داده مورد بررسی قرار می‌گیرد و روشی برای ثبت داده در دو قالب هندسی و معنایی در OSM پیشنهاد می گردد. سپس الگوریتمی برای استخراج اطلاعات سه بعدی از داده های OSM و تبدیل آنها به ساختار سه بعدیCityGML برای ساختمان‌ها ارائه می گردد. با استفاده از ابزار برنامه نویسی الگوریتم ارائه شده پیاده‌سازی می‌گردد. مدل حاصل به طور کاملا خودکار، در سطح 4 جزئیات، با پشتیبانی کامل نمای ساختمان و محوطه داخلی، دارای ساختار سه بعدی و حداکثر شباهت به مدل اصلی و دارای توپولوژی می باشد. همچنین این مدل امکان تبدیل به خروجی در ساختار CityGML را دارد که به عنوان وررودی نرم‌افزارهای تجزیه تحلیل سه‌بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. واژه‌های کلیدی: مدلسازی سه‌بعدی، اطلاعات مکانی داوطلبانه، استاندارد CityGML، OpenStreetMap، استخراج داده سه‌بعدی
    Abstract
    In recent years, volunteered geographic information is developed rapidly and is considered as an important and new source for spatial information. In the beginning, only two-dimensional (2D) data were shared in voluntary databases, but recently, users have begun to collect and record three-dimensional data such as height, shape of roof, number of levels, doors and windows information. Three-dimensional models are used in many fields such as urban management, navigation, disaster management, and traffic modelling. Existence of three-dimensional digital data results in increasing of accuracy, efficiency, and improvement of results of many spatial analyses. OpenStreetMap (OSM) is one of the most important projects in the area of voluntary spatial data that has potential to store three-dimensional geospatial data. The mission of OSM is to create a free online map which covers all over the world. Each user, without the need to any license, can create, share, edit, and improve spatial data in OSM by three levels of editors (iD, Potlatch and JOSM). Geometric data might be shared in the form of node, way, and relation in OSM database. Moreover, semantic information in the form of key-value pairs could attach to geometric data. Many research have focused on extraction of three dimensional models from OSM data. CityGML standard format compared to other existing 3D formats has greater potential for displaying three-dimensional information, especially three-dimensional models of cities. In this research, an algorithm is proposed for automatic extraction of three-dimensional information from the OSM database and creation a three-dimensional model in the level of detail (LOD) 4. The output of this algorithm is three-dimensional models of Iranian buildings in CityGML format, which may be used as an input to many spatial analysis and applications. To implement the proposed algorithm in this research, java programming language and NetBeans software are used. At first, intended range/building is selected and extracted in .osm format from OSM database. Then, the intended range will be introduced to java program for future process. Our case study in this research is the new building for school of electrical and computer engineering at University of Tehran, located in Tehran, Iran. This building has 9 levels and many interior and exterior doors and windows. The program needs some key-value pairs such as number of levels, levels height, windows height, and door height for creation of the three-dimensional model. After extraction essential key-value pairs from OSM data, the process for construction 3D model of building starts. For each level, all of the walls, windows, and doors are constructed one after another. Various levels of the building with interior partition, interior and exterior doors, and windows to be created by proposed algorithm. After construction of the levels of the building, the building's roof is created by using semantic and geometric information. At the end, the output 3D model of building(s) is stored in CityGML format. Keywords: 3D modelling, Volunteered Geographic Information, OSM, CityGML, level of details