本文關(guān)鍵詞：基于本體的多領(lǐng)域場景建模的研究與應(yīng)用

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【摘要】：在很多專業(yè)領(lǐng)域中,三維模型是知識的載體并且能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟價值。現(xiàn)在三維模型的建模工具已經(jīng)相對成熟,不少領(lǐng)域都有各自的行業(yè)標準,近些年研究的熱點開始轉(zhuǎn)向如何復(fù)用和檢索已有海量模型。如今用戶對模型檢索的要求變得越來越高,檢索不再局限于關(guān)鍵字檢索還要求系統(tǒng)能夠應(yīng)對復(fù)雜概念的檢索,但是三維模型在高層次概念的語義缺失,使得現(xiàn)有的模型復(fù)用和檢索的解決方案無法滿足工業(yè)的需求。隨著越來越多的領(lǐng)域涉及到三維場景建模過程中,傳統(tǒng)的單臺計算機設(shè)計模式受到嚴峻的挑戰(zhàn)。如何在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得多領(lǐng)域不同地域的人共同參與到同一個場景建模項目中也是迫切需要解決的問題。針對以上問題,本文提出基于本體的三維場景建模管理框架,支持多領(lǐng)域多人的三維場景建模,將多領(lǐng)域的領(lǐng)域知識充分地利用到場景建模過程中來,確保場景建模結(jié)果符合領(lǐng)域?qū)＜业某跏荚O(shè)定,保證三維模型/場景的語義一致性,提高場景建模的效率以及三維模型的復(fù)用性。本文的具體工作內(nèi)容如下:第一,提出三維模型場景建模管理框架。此框架通過利用本體的特性保證了三維模型語義的一致性,可以滿足多領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c到同一個場景建模工程中的需求,并且提供檢測機制提供反饋,框架可以支持整個設(shè)計流程。第二,提出三層本體模型和語義約束模型。三層本體包括針對三維模型外觀特征的通用本體,代表專業(yè)領(lǐng)域三維模型的領(lǐng)域本體,面向場景建模過程中語義約束的場景本體。在三層本體中,領(lǐng)域本體實例與通用本體實例的綁定代表一個概念模型,而場景本體實例代表一個語義約束模型。本文不但給出三層本體的形式化定義,還給出構(gòu)建方法,概念模型的語義信息綁定方法,場景語義約束的表示方法,以及三層本體之間的關(guān)系。第三,設(shè)計針對三層本體的本體存儲結(jié)構(gòu)以及在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中基于本體的約束檢測機制。在模型語義方面,闡述三維模型與領(lǐng)域本體實例的映射方式。在語義約束方面,給出了模型語義信息和場景約束信息的獲取過程,設(shè)計了場景約束檢測流程。通過場景的語義約束檢測功能,建模人員可以知道自己的模型場景是否符合規(guī)定以及違規(guī)的地方。此外,我們加入語義緩存模塊來提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大量模型的語義信息查詢的響應(yīng)時間,改善系統(tǒng)性能。最后,本文展示基于三層本體的場景建模系統(tǒng)原型,選取室內(nèi)裝潢為例,構(gòu)建本體信息,驗證模型的語義獲取和語義標注功能,以及模型場景的約束檢測功能。結(jié)果顯示,本系統(tǒng)可以保證模型語義的一致性,支持場景約束驗證,具有一定的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：場景建模管理 本體 領(lǐng)域知識 協(xié)同
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 三維模型復(fù)用的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 知識管理14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排16-17
• 2 總體需求及設(shè)計17-26
• 2.1 應(yīng)用場景需求17-19
• 2.2 總體框架19-21
• 2.3 建模流程21-25
• 2.3.1 用戶客戶端22
• 2.3.2 子服務(wù)器22-23
• 2.3.3 主服務(wù)器23-24
• 2.3.4 模型特征服務(wù)器24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 三層本體模型26-44
• 3.1 三層本體模型26-28
• 3.2 通用本體28-32
• 3.2.1 通用本體的定義29-31
• 3.2.2 通用本體的構(gòu)建31-32
• 3.3 領(lǐng)域本體32-37
• 3.3.1 領(lǐng)域本體的定義32-33
• 3.3.2 領(lǐng)域本體的構(gòu)建33-34
• 3.3.3 三維模型語義信息的綁定方法34-35
• 3.3.4 領(lǐng)域本體的替換方法35-37
• 3.4 場景本體37-41
• 3.4.1 場景本體的定義37
• 3.4.2 場景中實體之間的關(guān)系37-41
• 3.5 語義約束模型41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 4 系統(tǒng)功能設(shè)計44-58
• 4.1 系統(tǒng)詳細設(shè)計44-45
• 4.2 語義信息組裝器45-47
• 4.3 約束檢測模塊設(shè)計47-51
• 4.3.1 場景約束解析器設(shè)計47-49
• 4.3.2 約束驗證器設(shè)計49-51
• 4.4 類模塊設(shè)計51-56
• 4.4.1 本體類設(shè)計51-52
• 4.4.2 本體解析類設(shè)計52-54
• 4.4.3 基于本體的三維場景約束檢測模塊設(shè)計54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 5 系統(tǒng)實現(xiàn)與驗證58-68
• 5.1 系統(tǒng)環(huán)境58-59
• 5.2 系統(tǒng)展示59-65
• 5.2.1 示例應(yīng)用場景描述59-60
• 5.2.2 面向室內(nèi)裝潢領(lǐng)域的本體構(gòu)建60-61
• 5.2.3 三維模型語義標注61-62
• 5.2.4 應(yīng)用場景語義約束檢測62-65
• 5.3 應(yīng)用效果對比分析65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 6 全文總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68
• 6.2 未來展望68-70
• 參考文獻70-73
• 致謝73-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄74-75
• 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯決議書75

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本文編號：619280