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基于图形理解的建筑工程量信息获取原理、方法及其应用研究

作　者: 陆再林
导　师: 谭建荣
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计与理论
关键词: 计算机辅助工程量信息获取计算机辅助建筑设计工程图样施工图图形理解表达方式投影关系尺寸关系树工程特征类模板匹配模糊逻辑
分类号: TU721
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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引　用: 5次
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内容摘要

计算机辅助建筑工程量信息获取技术经过近二十年的研究，形成了基于数据交换文件、图形输入等方法，并在实际中得到了较广泛的应用，但这些方法离根本解决工程量信息自动获取的目标还相当遥远。咎其根本原因在于现有的工程量信息获取方法和计算机辅助建筑设计没有很好地集成和形成一体化。本文在分析该领域的研究现状和存在问题的基础上，提出了一种新的基于图形理解的工程量信息获取方法，不仅对建筑图样的计算机理解具有一定的理论价值，而且将对工程造价管理工作的改革和发展、建筑业计算机应用的深入起到推动作用，并具有广阔的应用前景。基于图形理解的工程量信息获取方法，实质是在对施工图进行图形理解的基础上，识别出建筑物的各种功能部件，广义上是建筑图样的计算机理解和三维重建方法研究。论文第二章面向图形理解对施工图语义从表达方式、投影关系、尺寸约束等不同层次进行了分析，归纳出建筑图样和机械图样视图表达方式的主要区别，针对现有的三维重建策略在建筑图样图形理解中的局限性，提出了针对建筑图样的基于知识的建筑图理解策略。建筑图样和机械图样的一个显著区别是：反映建筑物功能部件形状信息的平、立、剖面图时常不在同一张图纸中。论文第三章从功能部件的视图表达方式入手，分析了面向功能部件图形信息完整表达的不同种类施工图组合形式，归纳出了功能部件的视图关联特征，提出了基于视图关联的工程量信息获取方法。以土石方工程量为例，给出了功能部件对应图形信息的理解策略、具体算法和应用实例。利用基于中心线最大连通域搜索技术，判别墙基础的类型，提出了建立视图尺寸关系树以获取施工图中图形实体尺寸的方法。建筑图样和机械图样的另一个显著区别是：建筑图样的理解要从建筑物视图中识别出某类特定的功能部件，为了提高图形理解的有效性，减小图形信息的搜索空间，论文第四章提出了工程特征类的概念和基于工程特征类的工程量信息获取方法。工程特征类用以实现对施工图的图形信息进行分离并以面向对象的方式进行表达；通过对工程特征类对象的图形实体进行分析，提出了特征实体利关联实体的概念，建立了工程特征类对象图形实体间的内在关联，为工程特征类对象的实例化提供了切入点。建筑图样形体形状的表达方式丰富、多样，建筑图样的很多标注中蕴涵形体的形状信息，并且这些标注具有明显的视图特点。论文第五章通过分析施工图中的标注和建筑物功能部件的关联特征，提出了基于标注实体功能语义的工程量信息获取方法。结合钢筋量工程量统计，分析了这些标注的特点、识别方法和所蕴涵的工程量信息的获取方法，并采用模糊逻辑对建筑结构图中钢筋线跟踪和钢筋形状的识别进行了研究。基于上述的研究工作，第六章介绍了所开发的基于图形理解的“建筑CAD与(概)浙江大学博士学位论文基于图形理解的建筑工程量信息获取原理、方法及其应用研究一预算一体化软件系统”的组成、结构和各模块的功能，以及系统运行的一些实例。验证了论文中理论和技术方法的可行性、有效性和先进性。最后，在第七章总结了本文在建筑图样计算机理解、基于施工图理解的工程量信息获取技术研究和应用等方面的研究成果，并展望了未来的研究方向。本文研究得到了杭州市重大工业攻关项目（项目编号：9引12809－1）的资助。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-12
插图目录  12-15
表格目录  15-16
第一章绪论  16-34
  1．1 引言  16-19
  1．2 基于图形理解的工程量信息获取研究的意义  19-20
  1．3 现有工程量信息获取方法概述  20-26
    1．3．1 基于数据交换文件的工程量信息获取方法  21
    1．3．2 基于产品信息模型的工程量信息获取方法  21-25
    1．3．3 基于图形理解的工程量信息获取方法  25-26
  1．4 基于图形理解的工程量信息获取方法的复杂性  26-29
    1．4．1 工程图样理解和三维重建存在的问题  26-27
    1．4．2 建筑图样计算机理解的新特点  27-29
  1．5 本文工作及总体框架  29-32
    1．5．1 本文的主要研究内容  29-31
    1．5．2 总体框架  31-32
  1．6 本章小结  32-34
第二章施工图语义分析和图形理解策略  34-50
  2．1 施工图语义层次分析  34-35
    2．1．1 施工图特征  34-35
    2．1．2 施工图语义层次分析  35
  2．2 尺寸约束语义分析  35-40
    2．2．1 显式尺寸语义  36
    2．2．2 隐式尺寸语义  36-40
  2．3 投影关系语义分析  40-41
  2．4 表达方式语义分析  41-46
    2．4．1 基本视图语义  42-43
    2．4．2 剖切表达语义  43-44
    2．4．3 非基本视图语义  44-46
  2．5 施工图图形理解策略  46-47
    2．5．1 施工图图形理解和机械图样图形理解的区别  46
    2．5．2 施工图的图形理解策略  46-47
  2．6 本章小结  47-50
第三章基于视图关联的工程量信息获取方法研究  50-64
  3．1 引言  50-51
  3．2 施工图的视图关联分析和图形理解策略  51-52
    3．2．1 施工图视图关联分析  51-52
    3．2．2 基于视图关联的图形理解策略  52
  3．3 基于视图关联的土石方工程量信息自动获取方法  52-60
    3．3．1 视图关联特征识别  53
    3．3．2 视图特征实体识别  53-54
    3．3．3 关联视图搜索  54-55
    3．3．4 中心线类型判别  55-57
    3．3．5 图形实体尺寸提取方法  57-59
    3．3．6 工程量信息链表的建立  59-60
  3．4 基于视图关联的砼及钢筋砼工程量信息获取方法  60-61
    3．4．1 砼及钢筋砼功能部件的视图表达特点  60-61
    3．4．2 连通域的提取方法  61
  3．5 基于视图关联的工程量信息获取实例  61-63
  3．6 本章小结  63-64
第四章基于工程特征类的工程量信息获取方法研究  64-76
  4．1 引言  64-65
  4．2 工程特征类描述  65-70
    4．2．1 工程特征类定义  65-66
    4．2．2 工程特征类对象的图形实体功能语义分析  66-67
    4．2．3 工程特征类的面向对象表示  67-69
    4．2．4 基于工程特征类的建筑物工程量模型  69-70
  4．3 基于工程特征类的工程量信息获取及定额自动套取  70-73
    4．3．1 多层构造类对象的图形信息特点  70-71
    4．3．2 多层构造类的图形信息识别方法  71
    4．3．3 多层构造类工程量信息自适应获取和定额套取  71-73
    4．3．4 多层构造类的面域特征识别  73
  4．4 基于工程特征类的工程量信息获取和工程量计算实例  73-75
  4．5 本章小结  75-76
第五章基于标注功能语义的工程量信息获取方法研究  76-90
  5．1 引言  76
  5．2 标注实体功能语义分析  76-77
  5．3 基于标注功能语义的钢筋工程量信息获取方法  77-83
    5．3．1 钢筋图形实体集搜索策略  77
    5．3．2 钢筋线搜索算法  77-79
    5．3．3 钢筋线的属性抽取和表示  79-80
    5．3．4 钢筋形状识别方法  80-83
  5．4 基于标注功能语义的钢筋量信息获取实例  83-84
  5．5 平法标注钢筋量信息获取方法  84-86
    5．5．1 平法标注的特点  84-85
    5．5．2 平法标注的图形实体集搜索算法  85-86
    5．5．3 平法标注钢筋量计算  86
  5．6 基于标注功能语义的门窗工程量信息获取方法  86-88
    5．6．1 门窗的视图表达特点  86-88
    5．6．2 门窗工程量信息获取和工程量统计实例  88
  5．7 本章小结  88-90
第六章应用系统实现  90-106
  6．1 系统的框架结沟  90-92
  6．2 工程项目管理  92-93
  6．3 工程量提取子系统  93-100
    6．3．1 工程量提取子系统组成  93-95
    6．3．2 工程量提取功能模块  95-100
  6．4 概预算编制子系统  100-104
    6．4．1 数据查询功能模块  100-102
    6．4．2 报表功能模块  102-103
    6．4．3 其它功能模块  103-104
  6．5 本章小结  104-106
第七章结论与展望  106-112
  7．1 本文主要工作  106-107
  7．2 本文的特色与创新之处  107-108
  7．3 未来工作展望  108-112
参考文献  112-122
攻读博士学位期间发表和录用的论文  122-123
攻读博士学位期间主要参加的科研项目  123-124
参与完成的科研项目鉴定证书  124-128
计算机软件著作权登记证书  128-130
致谢  130

基于图形理解的建筑工程量信息获取原理、方法及其应用研究

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