建物模型简化概念应用於成大校园三维场景模型之建置Conceptsof.PDFVIP

建物模型簡化概念應用 於成大校園 三維場景模型之建置 Concepts of Building Model Generalization Applied for Three-Dimensional Landscape Modeling of NCKU Campus 洪曉竹* 曾義星 ** Shiao-Chu Hung Yi-Hsing Tseng 摘 要 近年來，電腦三維視覺瀏覽科技的普遍化，帶動三維空間資訊的需求， 三 維城市模型的建置也形成各都市的基礎建設之一。三維城市模型一開始大部分 主要運用在展示導覽，但隨著三維模擬與空間分析的需求增加，城市模型的應 用領域也變得廣泛。為了避免每次重新取得資料而耗費多餘時間，重複使用已 存在的模型資料是比較便捷的作法。近年來建模技術多元化而且不斷改良，使 得三維模型在外觀上精緻化，但在有些應用層面需要進行較複雜的計算，而無 法對模型本身的細緻程度或複雜性直接進行分析，因此模型簡化 （generalization ）的概念開始被重視，同時不同層次的模型細緻度 (Level of Detail, LOD)也被提出 (reference) 。 模型簡化的主要目的是在不會遺失符合應用需求的重要特徵資訊前提下降 低模型的語意複雜性與模型資料量，而在進行簡化 之前需對模型資料所傳達的 特徵資訊進行萃取。本文將以國立成功大學校園為研究範圍，為近年來校園新 建造之建物提出一套適當的模型特徵萃取原則並進一步執行塑模的動作，並且 為了增加模型的擬真度而在模型外觀敷貼上實景影像材質，最後針對新建之校 園模型與舊有之校園模型之間的座標進行轉換並對轉換後之成果精度進行驗 證。 關鍵字： 城市模型、場景模型建置、模型簡化、模型細緻度、材質敷貼 文獻回顧 在模型簡化的過程中，我們必須先對模型所要傳達的主要特徵資訊進行萃 取 （楊統極，2009）。在GIS領域中，這些特徵資訊指的是使用者語義上的認知， *國立成功大學測量與空間資訊學系碩士班研究生 Master Student, Department of Geomatics, National Cheng Kung Univerty **國立成功大學測量與空間資訊學系 教授 Professor, Department of Geomatics, National Cheng Kung Univerty 一般模型直接從外觀上我們可以得到的是「物理意義」，即建物的幾何結構， 為了與使用者的知識背景進行連結而達到導覽輔助的效果，通常會賦予屬於特 定建物的屬性，語義上的認知換句話說就是「社會意義」（如圖1），這裡以測 量系館為例：在我們的認知中測量系館包含東側和西側，若缺少任一側都不完 整，然而在建模的過程中，可能為了提高效率而將 建物分成幾塊規則的塊體各 自獨立建模，再加以結合，因此模型資料中所存取的測量系館為兩個獨立塊體， 為了滿足使用者的真實認知，需將這兩個塊體進行結合並同一命名為「測量系 館」。在模型簡化的概念中，這些語義資訊指的是模型特徵型態與能反映應用 特性的資料，這些資訊將被保留下來，其他部分則給予簡化或刪減。因此，如 何從模型資料中取得與需求相符的特徵資訊在簡化 過程中扮演相當重要的角 色。 構成空間物體 基本幾何元素 幾何結構之最小單元 幾何對象 空間中的基本幾何對象 現實中具「物理意義」 單元實體 不具完整「社會意義」 可獨立分辨且具