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【6h】

用户角色与场景内容关联的室内可视化方法研究

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摘要

1绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状综述

1.2.1 自适应地图可视化的研究现状

1.2.2 室内地图表达的研究现状

1.3 研究目标与内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.4 研究技术路线

1.5 论文组织结构

2 用户角色和场景内容的本体建模

2.1 相关概念和理论介绍

2.1.1 用户角色和场景内容的概念

2.1.2 本体建模的理论方法

2.2 用户角色本体模型的建立

2.2.1 角色概念分析

2.2.2 角色分类的语境依赖

2.2.3 角色的本体模型

2.2.4 角色的属性设计

2.3 室内场景本体模型的建立

2.3.1 室内场景的本体模型

2.3.2 室内场景的属性设计

2.4 对象功能本体模型的建立

2.5 本章小结

3用户角色和场景内容的关联、表达与推理

3.1 用户角色和场景内容的关联本体

3.1.1 关联本体模型

3.1.2 关联表达方法

3.2 表达规则设计

3.2.1 用户角色的表达规则设计

3.2.2 用户目标的表达规则设计

3.2.3 用户位置的表达规则设计

3.2.4 拓扑关系的表达规则设计

3.2.5 表达规则优先级

3.3 基于规则的推理函数设计

3.3.1 单一规则的推理函数设计

3.3.2 复合规则的推理函数设计

3.4 关联规则的综合推理方法

3.5 本章小结

4基于关联推理的三维可视化方法

4.1三维场景的渲染技术

4.2 三维可视化表现强度映射表

4.2.1 单一物体可视化表现方法

4.2.2 室内场景表现强度映射表

4.3关联推理的可视化表现算法

4.3.1 可视化表现算法流程

4.3.2 可视化表现算法应用实例

4.4 本章小结

5原型系统的设计与实现

5.1 原型系统总体构架

5.2 实验数据处理

5.3 原型系统的设计

5.3.1 数据库设计

5.3.2 接口服务设计

5.3.3 用户界面设计

5.4 实验结果分析

5.4.1 室内场景的可视化效果

5.4.2 不同角色的可视化效果

5.5 本章小结

6总结与展望

6.1 研究成果

6.2 研究展望

参考文献

致谢

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摘要

随着地理信息系统技术向室内外一体化发展,建筑物作为城市重要场景呈现出大量的信息,室内地图成为人们提升地理信息服务的广泛需求,是地图学与地理信息系统领域的研究热点。由于室内环境的特殊性,内部格局复杂,视野遮蔽性强,通达条件特殊,传统的无差别可视化方法不利于用户快速获取有效信息,因此有必要围绕不同用户背景和不同场景内容对室内场景进行有效可视化,提供以用户为中心的室内地图可视化服务。 本文在分析近年来室内自适应地图可视化、室内地图表达方法的发展现状基础上,提出了一种用户角色和室内场景关联的室内三维可视化方法。首先分析用户角色特征,将角色划分为社会角色、关系角色和过程角色进行讨论,同时探究场景内容的含义,讨论室内场景的语义划分。在此基础上,为描述用户角色和场景内容的联系,提出对象功能的概念并构建三者之间的关联。采用本体建模的方法和工具,构建用户角色和场景内容关联的本体模型,提出以本体规则为基础的关联表达方法。通过设计用户自定义规则库,建立规则关联的推理函数,基于本体语义推理挖掘用户角色和室内环境相关联的有价值的信息。室内地图可视化方面,在描述单一物体可视化信息模式的基础上,建立三维可视化表现强度映射表,作为可视化渲染效果的参照表。最后提出一种基于关联推理的三维可视化表现算法,关联本体语义推理结果和表现强度映射表,在三维地图中有层次地动态地渲染场景,实现以用户为中心的室内地图三维可视化服务。 本文设计并实现一个基于用户角色和室内场景关联的室内三维可视化方法的原型系统,通过模拟一个学校实验室的真实场景,以消防员和游客两种不同的角色进行案例研究。结果表明,该方法能结合用户角色和场景内容信息进行可视化渲染,比普通地图提供更有效的可视化信息,是一种提高室内场景中用户漫游体验的可行方法。然而目前的用户角色和室内场景关联的室内三维可视化方法不能完全满足用户的多样化需求,未来的工作将继续扩展以适应更广泛的应用情景。

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