实景建筑物三维模型是城市空间信息的重要表达方式,对城市规划设计、智能管理、应急响应及室内定位和导航等具有重要作用。然而,现阶段的实景模型构建方法在不同程度上存在“一张皮”、边缘模糊、位置精度差、室内外分离等问题,这严重阻碍了基于位置服务的实景建筑物地图的发展。近年来,全息地图的发展强调以位置为核心将泛在信息在多维地图上进行关联、分析和表达,具有广阔的应用前景。为此,本文基于建筑物全要素语义分类和纹理匹配等技术,提出了一种面向位置服务的室内外多源高维数据组织与表达方法,构建了具有空间几何与语义信息室内外一体化特点的建筑实景全息地图。大量的实验和室内定位系统实证研究表明,该方法可将多源高维建筑物空间几何数据和真实化的场景多源数据进行精细化的有效融合,构建的建筑实景全息地图具有良好的实际应用效果。主要研究内容与成果如下:(1)面向建筑物全息地图的BIM模型轻量化方法研究。针对建筑物高精度BIM模型以及室内外相应场景中丰富的多源高维数据信息,分别从几何、语义、影像、文本、音频、视频等要素维度及其不同尺度/层面进行语义分类组织和数据信息耦合,利用多粒度表达思想与空间数据库技术,构建建筑物全息地图要素的空间逻辑组织体系及数据库物理存储结构。同时提取建筑物实体要素间的语义关联和空间要素间的属性关系,搭建描述各要素之间关联的“要素-关系”数据模型框架。基于全息地图要素不同粒度下的语义描述,引入相似度、粒计算的概念,结合建筑物的空间特性,对信息粒度进行分解和合并,为实现利用地理编码技术进行建筑物信息组织与匹配奠定基础。(2)面向建筑物全息地图的实景信息重构方法研究。建筑物纹理在实景三维模型的构建中具有非常重要的作用,纹理数据组织与表达效果的优劣程度直接影响着后期生成三维模型的精度与可视化效果。首先,通过采集多视角的单体建筑物室内近景摄影纹理数据和室外无人机倾斜摄影测量数据,以影像角点检测为辅助,提取建筑/要素实体的轮廓角点信息并计算和保存纹理数据的绝对坐标,实现室内外纹理数据的自动剪裁与矫正;另外,将矫正后的纹理材质进行语义分类和映射处理,获取建筑实体不同要素的纹理数据信息,为实景三维全息地图的可视化提供真实场景数据。(3)顾及空间语义的建筑物多粒度全息地图可视化方法研究。本研究创新性地提出了一种顾及空间语义的几何与纹理、文本与音频、视频等全要素多粒度数据的组织与表达方法,将建筑物室内外一体化的多源高维数据组织模型运用到Cesium三维地球空间,实现对建筑物室内外一体化模型的语义信息存储、查询及编辑等单体化操作,实现面向位置服务的建筑物单体室内外实景全息地图可视化。(4)建筑物实景全息地图的移动端可视化系统研发与实证。通过将面向位置服务的建筑物室内外一体实景全息地图的全要素数据进行组织与表达,实例构建建筑物多粒度全息地图的移动端可视化系统,并开展本文方法的实证研究。系统包含建筑物几何、语义及文本、影像、音频、视频等要素的后台存储与匹配及数据分类与表达,以实现面向位置服务的建筑物全息地图可视化。本文基于该系统有效地完成了建筑物空间全要素的多粒度逻辑组织与可视化表达方法体系及工艺技术流程的实证,为后续研发工作提供了多源高维空间数据表达的可行性方案。本文基于建筑物全息地图全要素信息的空间语义关联,提出了一种面向位置服务的建筑物地图室内外多源高维数据多粒度组织与表达方法,并实现了建筑物室内外一体实景全息地图可视化。建筑物多粒度全息地图的移动端可视化系统实证表明,该方法构建的模型不仅具有建筑物关键的节点坐信息、结构语义信息和真实的场景信息(包括场景可视化和音视频数据的联动效果),也有效实现了语义位置关联、室内外一体化和多维时空表达,为建筑物室内外联合应用提供了较为丰富和精细化的底图数据,为基于位置服务的相关建筑物地图应用提供了真实化的基础地图模型。