[发明专利]面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方法

权利要求书

1.一种面向综合体导航应用的室内多层次语义拓扑索引构建方法，其特征在于，包括：

获取目标综合体的实景三维模型，根据室内建筑物的构建规则，同步匹配空间建筑对象中语义与几何部件之间的对应关系，得到完备拓扑一致性的室内单元模型；所述实景三维模型为精细化建模的满足cityGML标准的实景模型，其基于cityGML的数据粒度标准将区域范围内要素以单实体进行划分，包括构成建筑物基本单元的构件元素和具有一定空间容器功能的空间对象；

将所述室内单元模型叠加到空间格网层，提取所述室内单元模型周围向外延展的可通行区域，并搭建树状结构作为模型索引框架，将所述可通行区域抽象为叶子结点；

根据所述叶子结点构建面向场景相似性的多维关联函数，根据所述多维关联函数对应每一层语义层级，将所述叶子结点进行分组处理，生成聚合单元；所述聚合单元用于在面向室内路径导航中进行空间搜索；所述多维关联函数包括定量指标：空间相似度、结构相似度和语义相似度；

通过对聚合单元的内部进行拆分，得到室内单元模型之间的连通关系；通过对聚合单元外部进行叠加分析，得到所述聚合单元之间的连接关系，由内向外构建连通性图索引；

所述根据室内建筑物的构建规则，同步匹配空间建筑对象中语义与几何部件之间的对应关系，包括：

对所述实景三维模型内部构件元素的边界不封闭的情况，通过增加虚拟元素进行几何的延展性补全，并同步添加所述虚拟元素的语义信息；

对所述实景三维模型中重复的几何部分进行删除，同时消除对应的重复语义信息；

所述提取所述室内单元模型周围向外延展的可通行区域，包括：

将一个室内单元模型的轮廓投影作为起始面进行八方向搜索，直至当前搜索与另一个室内单元模型发生碰撞时停止；

跳转至下一个室内单元模型进行搜索，直至遍历全部室内单元模型，得到所述室内单元模型周围向外延展的可通行区域；

所述对聚合单元的内部进行拆分，根据拆分聚合单元内部索引实现，包括：

基于四叉树索引结构的规则，以所述聚合单元作为所述叶子结点的上级父节点，将所包含的叶子结点指向对应聚合单元；

所述对聚合单元外部进行叠加分析，根据叠加聚合单元外部索引实现，包括：

根据所述叶子结点包含的邻接矩阵构建邻接表，通过叠加邻接表中所有指向外部聚合单元的链接信息，指向重复率最高的外部聚合单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叶子结点为树形结构中不能被细分的最小组织或结构单位的终端结点，用于为室内空间位置服务提供底层数据支撑，包括用于提供定位信息的空间特征、用于提供连通信息的关系特征，以及用于提供功能信息的属性特征。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间相似度包括位置相似度和形状相似度；

所述位置相似度的计算过程为：

以所述叶子结点标识的三维对象在二维平面上的多边形投影为基准，计算得到的所述多边形内部位置点P_i到具有不变性的位置点P的空间距离：

其中，P∈{P₁,P₂,P₃,...,P_n}，S_position为位置相似度；所述空间距离与位置相似度呈负相关；

所述形状相似度的计算过程为：

计算所述多边形轮廓的特征矩阵，计算所述特征矩阵间的余弦相似度作为所述形状相似度：

M∈{M₁,M₂,M₃,…,M_n}

其中，S_shape为形状相似度；M为所述多边形轮廓的特征矩阵；c和k表示任意两个用于计算形状相似度的模型特征矩阵中的某一维度向量。