臺灣博碩士論文加值系統

對於許多現有建築物，僅提供不完整，過時或零碎的建築資訊。可以使用三維重建技術得到建築物三維點雲數據。但點雲數據量龐大，不易直接使用點雲數據進行建築資訊的保存。為了有效保存建築資訊，將點雲數據物件化成BIM模型儲存並管理建築物資訊，將是不可或缺的。因此，從點雲自動產生BIM模型是近年來相當熱門研究議題，因為它可以通過點雲輔助建模減少BIM模型創建所需的勞動力和時間。為了可以有效率地從點雲數據來建置BIM物件模型，本研究計畫提出一套方法，利用Autodesk Revit 開放式應用程式介面（API），開發自動建模系統，使用者匯入點雲數據後，系統會使用RANSAC演算法進行點雲邊緣線萃取，然後根據不同組件所擁有的特徵對各種結構組件進行分類。最後，系統將檢測每個組件的位置並自動將BIM對象放置在模型中。而建置完成之後的BIM模型，將可以應用在資產管理、能源管理以及逃生模擬等多方面，以達到有效管理既有建築物。

For many existing buildings, only incomplete, obsolete, or fragmentary building information is available, the 3D point cloud data of the building can be obtained by using the 3D reconstruction technology. However, the amount of point cloud data is huge, and it is not easy to directly use point cloud data to preserve building information. In order to effectively preserve building information, it is indispensable to use point cloud data for creating BIM model to store and manage building information. Therefore, the automatic generation of BIM models from point clouds is a topic of considerable research in recent years. Because it can reduce the labor force and time required of BIM model creation via the point cloud-assisted modeling. For facilitating to create BIM object according to point cloud effectively, this research proposes the methodology to develop automated modeling systems using Revit API for users. After importing the point cloud data, the system will use the RANSAC algorithm to perform edge extraction to capture the edge line of the point cloud, and then classify the various structural components according to features owned by different component. Finally, the system will detect the position of each component and automatically place BIM objects in the model. After the completion of the BIM model, it can be applied to asset management, energy management, and escape simulation to achieve effective management of existing buildings.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vii
表 目 錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究方法與流程 4
1.4 研究範圍 7
1.5 論文架構 8
第二章 建模技術回顧 10
2.1 三維模型種類 10
2.1.1 點雲 10
2.1.2 多邊形網格 11
2.1.3 實體模型 11
2.1.4 建築資訊模型 14
2.2 手動建模技術回顧 15
2.2.1 手動建模技術現況 15
2.2.2 商業輔助建模軟體 16
2.2.3 手動建模技術應用 17
2.3 自動建模技術回顧 18
2.3.1 自動建模相關演算法 18
2.3.2 自動建模相關應用 20
2.4 小結 22
第三章 室內三維重建 23
3.1 雷射掃描技術 23
3.1.1 技術限制 24
3.1.2 軟硬體需求 26
3.1.3 成本評估 28
3.2 攝影測量技術 29
3.2.1 技術限制 30
3.2.2 軟硬體需求 32
3.2.3 成本評估 35
3.3 室內空間重建之完整性分析 36
3.3.1 室內測試場域介紹 36
3.3.2 室內重建之操作案例－雷射掃描技術 37
3.3.3 室內重建之操作案例－攝影測量技術 39
3.3.4 小結 42
第四章 自動建模方法 44
4.1 RANSAC 演算法 44
4.1.1 輸入資料 45
4.1.2 參數設定 46
4.1.3 輸出資料 48
4.2 建築構件相互關係 51
4.2.1 分類方式 51
4.2.2 分類規則 52
4.3 元件資料庫 54
第五章 系統設計與測試 61
5.1 系統設計 62
5.1.1 系統架構 63
5.1.2 使用者介面 64
5.1.3 系統限制 67
5.2 系統測試 67
第六章 結論與建議 75
6.1 結論 75
6.2 建議與展望 76
參考文獻 77

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