图学学报

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2020年第2期目次

2020, 41(2): 0-0.

摘要 ( 71 )

PDF(152KB) ( 98 )

图学学报 Tuxue Xuebao
第 41 卷第 2 期 (总第 150 期) 2020 年 4 月

目次
计算机图形学与虚拟现实
真实感水力侵蚀地形建模与绘制 ············································ 郑顾平，张萌，邵绪强，伍朝辉 (169)
DPC：基于增强现实儿童绘本的多视角评估框架 ··············································· 侯文军，唐力行 (178)
一种基于螺旋摘要的监控视频可视分析系统 ····························· 姜红涛，陈晓华，石玥，马翠霞 (187)
基于卷积神经网络的蜡染染色模拟 ···································································· 黎智，徐丹 (196)
基于 SEM 的交互式公共导识系统体验设计研究
····························································· 胡珊，蒋旭，符凯杰，周明煜，罗亦鸣，乔忠林 (204)
基于深度学习的个性化对话内容生成方法 ···················· 王豪，郭斌，郝少阳，张秋韵，於志文 (210)
基于 BCI 的虚拟现实模拟驾驶教学系统设计 ·········································· 滕健，黄佳慧，宫凯 (217)
一种面向无人机视频的多尺度摘要的设计与实现 ·································· 杨大慎，陈科圻，马翠霞 (224)
污水处理厂虚拟现实教学软件开发及应用 ················· 邱远航，孙贤波，刘勇弟，蔡正清，徐宏勇 (233)
基于贪心策略的多结点并行光线跟踪负载均衡算法 ····· 刘云彪，陈纯毅，胡小娟，邢琦玮，杨华民 (237)
基于安德森加速的快速 B 样条拟合算法 ·························································· 秦文杰，张举勇 (246)
图像处理与计算机视觉
局部二值描述子的研究进展综述 ······················································· 边后琴，张皓霖，黄福珍 (254)
基于 CNN 的彩色图像引导的深度图像超分辨率重建 ················· 王紫薇，邓慧萍，向森，杨建帆 (262)
基于模板替换的室内场景建模方法研究 ········· 张肇轩，王诚斌，杨鑫，朴星霖，王鹏杰，尹宝才 (270)
基于 ResNeXt 的人体动作识别 ··········································· 蒋圣南，陈恩庆，郑铭耀，段建康 (277)
数字化设计与制造
猪皮对球形弹丸阻滞作用的仿真研究 ··································· 汤成莉，刘苏苏，杨玉萍，房佳恒 (283)
拉伸载荷下钢芯铝绞线的力学特性仿真分析 ·············· 周昕恺，瞿畅，刘苏苏，姚建南，汪晶晶 (288)
几何要素误差传递关系图的建立方法 ···························································· 杨灵锋，吴玉光 (295)
建筑与城市信息模型
基于属性相似性度量的 BIM 构件聚类 ······················ 王万齐，马宝睿，李倩，卢文龙，刘玉身 (304)
基于图论的建筑机电设备逻辑关系自动提取方法 ································· 璟许琳，高尚，余芳强 (313)
工程图学
土木工程计算机绘图教学改革研究与实践 ·········································· 杨万理，王宁，王广俊 (319)

期刊基本参数：CN 10-1034/T * 1980 * b * 16 * 156 * zh * P * ¥30.00 * 400 *21* 2020–2

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真实感水力侵蚀地形建模与绘制

郑顾平 1，张萌 1，邵绪强 1，伍朝辉 2

2020, 41(2): 169-177. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020169

摘要 ( 195 )

PDF(4485KB) ( 328 )

水力侵蚀地表是现实生活及虚拟场景中常见的一种自然现象。为研究水力对地表的侵蚀现象，提出一种采用光滑粒子流体动力学(SPH)模拟流体对地形表面的湿润以及侵蚀过程的真实感仿真模型。通过对自然界中真实溅蚀现象进行合理简化描述，建立一种包含 3 个阶段的地形水力溅蚀模型：首先，利用弹丸冲击平板靶材变形模型模拟水流冲击地表变形效果；其次，构建基于达西定律的水流渗透量计算方法以确保地表吸水与水分扩散的真实性；最后，提出将地表湿润度因素对地表侵蚀的影响考虑在内的新型计算模型，实现与冲蚀相融合模拟积水继续运动对地表冲蚀作用。实验结果表明，该模型能够真实地模拟出不同方向的水流对地表的侵蚀效果以及侵蚀过程中地表吸水与湿润扩散现象。

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DPC：基于增强现实儿童绘本的多视角评估框架

侯文军 1,2，唐力行 1,2

2020, 41(2): 178-186. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020178

摘要 ( 141 )

PDF(3175KB) ( 149 )

增强现实(AR)技术作为沟通现实与虚拟场景的桥梁，能够激发使用者的想象力、空间感和创造力。现有 AR 儿童绘本在虚实结合方面不足、游戏形式和互动种类单一，缺少寓教于乐的AR儿童绘本游戏作为内容。首先试用和研究了59款移动AR游戏并分类。使用Delphi 法选择了一些合适的游戏类型，并将其迁移到儿童绘本上。再让 6~12 岁儿童(n=6)试玩并进行观察和访谈。同时，组织家长/老师(n=7)与开发者(n=5)形成焦点小组并针对绘本和应用进行讨论。最终，提取了开发者(developer)、家长/老师(parents/teachers)和孩子(children)对于 AR 儿童绘本不同的需求和对应指标，收获了对应 3 个维度的框架 DPC (developer, parents/teachers, children)，且每个维度被细分。使用 DPC 框架对 AR 儿童绘本游戏进行了改进。

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一种基于螺旋摘要的监控视频可视分析系统

姜红涛 1，陈晓华 1，石玥 2,3，马翠霞 2,3

2020, 41(2): 187-195. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020187

摘要 ( 78 )

PDF(11979KB) ( 192 )

监控视频是安防系统的重要组成部分。在如今的各行各业中，只要涉及到安全，均离不开监控视频。但对监控视频内容的分析主要依靠大量人工来完成，人力和时间成本巨大。随着监控视频数据越来越多，如何提高针对视频内容的分析效率、降低用户认知负荷是拓展视频利用率的重要方面。为此，针对监控视频存在的冗余信息较多、人工获取视频关键内容效率低的问题，采用螺旋视频摘要及相应交互技术，开发了一种面向监控视频内容的可视分析系统，结合运动目标检测结果数据，基于螺旋摘要的展示优势实现多角度可视化视频目标统计信息，并辅以针对螺旋摘要的导航、定位操作以及草图交互等方式，实现对监控视频内容的快速有效获取。

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基于卷积神经网络的蜡染染色模拟

黎智，徐丹

2020, 41(2): 196-203. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020196

摘要 ( 72 )

PDF(8877KB) ( 141 )

蜡染是中国少数民族的传统技艺，广泛流行于中国西南地区。蜡染模拟是针对布料染色进行模拟，主要有裂纹模拟和布料染色模拟 2 个关键工作。此前的蜡染染色模拟方法只能进行单色染色，且对晕染模拟效果不明显。因此，提出一种基于卷积神经网络的蜡染多色染色方法。首先，使用基于距离变换的方法生成裂纹，并对裂纹的形状进行修正；然后，使用图像标注软件 Labelme 对图像特定区域进行手动分割，以方便之后对其进行染色；最后，使用 PhotoWCT 算法对图像的特定区域进行染色，并利用内容图中的像素相似性来平滑染色后的结果，使结果更接近真实的蜡染图像。实验结果表明，该方法能针对图像进行多色染色模拟，且在晕染效果方面较之此前的方法有明显提升，更接近于真实蜡染图像。

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基于 SEM 的交互式公共导识系统体验设计研究

胡珊 1，蒋旭 1，符凯杰 1，周明煜 1，罗亦鸣 2，乔忠林 3

2020, 41(2): 204-209. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020204

摘要 ( 84 )

PDF(1297KB) ( 254 )

为改善用户对交互式导识系统的满意度并帮助设计人员精准获取用户需求，引入结构方程模型(SEM)于交互式导识系统中，将交互式公共导识系统的用户体验(UX)要素分成 4个潜变量，然后通过专家访谈的形式分析每个潜变量影响UX满意度的可观测变量并设立SEM 调查问卷，最终通过问卷调查与数据分析，建立交互式公共导识系统用户满意度的 SEM 并得出 4 个潜变量及其可观测变量的影响权重大小。以校园交互式公共导识系统为例，通过用户满意度 SEM 对其功能、造型和用户界面进行改良设计来提升 UX，并结合 PSSUQ 与现有交互式公共导识系统进行比较，以验证设计方案的可行性，为交互式公共导识系统体验设计研究提供理论参考。

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基于深度学习的个性化对话内容生成方法

王豪，郭斌，郝少阳，张秋韵，於志文

2020, 41(2): 210-216. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020210

摘要 ( 131 )

PDF(402KB) ( 209 )

人机对话系统是人机交互领域一个非常重要的研究方向，开放域聊天机器人的研究受到了广泛关注。现有的聊天机器人主要存在 3 个方面的问题：①无法有效捕捉上下文情境信息，导致前后对话内容缺乏逻辑关联。②大部分不具备个性化特征，导致聊天过程千篇一律，且前后对话内容可发生矛盾。③倾向于生成“我不知道”、“对不起”等无意义的通用回复内容，极大降低用户的聊天兴趣。本研究中利用基于 Transformer 模型的编解码(Encoder-Decoder)结构分别构建了通用对话模型和个性化对话模型，通过编码历史对话内容和个性化特征信息，模型可以有效捕捉上下文情境信息以及个性化信息，实现多轮对话过程，且对话内容符合个性化特征。实验结果表明，基于 Transformer 的对话模型在困惑度(perplexity)和 F1 分数评价指标上相比于基线模型得到了一定的提升，人工评价显示模型可以正常进行多轮交互对话过程，生成内容多样性高，且符合给定的个性化特征。

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基于 BCI 的虚拟现实模拟驾驶教学系统设计

滕健，黄佳慧，宫凯

2020, 41(2): 217-223. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020217

摘要 ( 95 )

PDF(3504KB) ( 113 )

为解决传统模拟驾驶过于强调正常场景的训练，缺少对意外场景下学员心理状态的监测与协助，且无法反馈和评价驾驶心理状态等问题。以脑机交互(BCI)技术与虚拟现实(VR) 为基础开发 VR 模拟驾驶教学演示系统，利用三维动力学引擎开发了驾驶模拟操作系统，在硬件上设计可穿戴式脑电波信号检测头盔，基于 BCI 技术实现对学员模拟驾驶大脑状态的监控与数据评估；有突发模拟事件发生时，系统通过脑机接口技术自动制动或辅助驾驶。在完成模拟驾驶训练的同时可以根据脑波(EEG)反馈在意外事件中给出紧急解救措施，根据 EEG 情况评估学员的发挥以及心理素质，为虚拟驾驶等认知负荷较高的教学训练提供了更为丰富与直观沉浸式交互操作方式，提高了该领域教学训练系统的实用性与可用性。

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一种面向无人机视频的多尺度摘要的设计与实现

杨大慎 1，陈科圻 2,3，马翠霞 2,3

2020, 41(2): 224-232. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020224

摘要 ( 77 )

PDF(1407KB) ( 101 )

无人机视频是利用无人机航拍得到的一类重要的视频资源，被广泛运用于地面目标的监测。但是，无人机视频的视野辽阔、不具有目标针对性的拍摄特点，使其存在大量时空冗余，传统的视频交互手段显得十分低效。为此，提出了一种面向无人机视频的多尺度螺旋摘要。首先，基于 YOLOv3 算法，训练能检测无人机视角的行人、车辆等目标的模型。然后，提出了基于关键帧的视频目标检测算法，根据改进后的基于颜色特征的关键帧提取算法提取涵盖视频关键信息的关键帧，并将检测模型应用于关键帧，高效获取整个视频的目标检测结果。之后，从关键帧中提取相应的关键区域，作为摘要的呈现单元，并以螺旋的形式从内向外地将摘要单元逐一呈现，辅以基于关键帧的视频定位和尺度缩放功能。最后，开发了草图注释、目标分布螺旋、双螺旋播放等新颖的交互工具，满足用户的潜在需求，共同实现面向无人机视频的高效交互。

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污水处理厂虚拟现实教学软件开发及应用

邱远航 1，孙贤波 1，刘勇弟 1，蔡正清 1，徐宏勇 2

2020, 41(2): 233-236. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020233

摘要 ( 82 )

PDF(2565KB) ( 110 )

为解决学生在现实中对污水处理厂缺乏设备操作、观察工程细节的机会而使得实践教学效果达不到人才培养目标的问题，基于虚拟现实(VR)技术，利用 UE4 和 C4D，开发一套完整污水处理厂 VR 教学软件，包含 1 个虚拟实验中心及 13 个污水处理构筑物案例。学生通过软件可体验污水处理的完整流程，掌握污水处理工艺原理、构筑物构造和设备布置，操作工程设备，控制主要工艺参数。通过网络+课堂教学、VR 实践教学和考核反馈，完成对污水处理厂的全面认知。基于 VR 技术的污水处理厂教学软件与传统教学形成优势互补，为环境工程实践教学效果不佳的问题提供良好的解决途径。根据调查结果分析，该 VR 教学软件达到环境工程实践教学目的。

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基于贪心策略的多结点并行光线跟踪负载均衡算法

刘云彪，陈纯毅，胡小娟，邢琦玮，杨华民

2020, 41(2): 237-245. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020237

摘要 ( 67 )

PDF(4700KB) ( 112 )

为了提高利用光线跟踪集群绘制生成高分辨率复杂场景画面的并行度，提出基于贪心策略的多结点并行光线跟踪负载均衡算法。首先根据 GPU 的并行特性将屏幕空间划分成若干正方形图像块，并基于移动物体球形包围体在屏幕空间的投影构建二值绘制时间影响度图。然后依据时空相关性利用上一帧图像块耗时和二值绘制时间影响度图建立渲染任务队列，通过两步负载均衡实现多渲染结点任务的动态分配。最后进行了实验验证和分析，结果表明该方法具有良好的负载均衡效果，在 5 个渲染结点的绘制效率最高能提升 4.96 倍。

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基于安德森加速的快速 B 样条拟合算法

秦文杰，张举勇

2020, 41(2): 246-254. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020246

摘要 ( 134 )

PDF(1339KB) ( 112 )

曲线拟合技术已被广泛地应用于图像处理、工程实验等领域。其中，B 样条曲线拟合是曲线拟合中最常见的方法，它具有局部性好、连续性好等优点，但拟合精度一般较低。在实际应用中，B 样条曲线拟合对于精度和速度的要求都较高。为了提升平面 B 样条曲线拟合速度，将安德森加速的想法应用到曲线拟合的方法之中，提出一种基于安德森加速的拟牛顿方法。首先设定一个初始形状，然后根据初始形状找到其每个数据点的投影点的位置参数，然后利用安德森加速计算出控制点的相应位置，迭代进行以上 2 步，直到结果收敛。实验结果表明，该方法在收敛速度和迭代时间上均优于其他方法。

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局部二值描述子的研究进展综述

边后琴 1，张皓霖 1，黄福珍 2

2020, 41(2): 254-261. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020254

摘要 ( 111 )

PDF(1969KB) ( 124 )

局部二值描述子是局部不变特征中的重要研究对象，广泛应用于计算机视觉与模式识别中。近年来，以 BRIEF 描述子为代表的局部二值描述子相继出现，对十年来局部二值描述子的研究成果与发展方向进行综述，旨在为初步研究者与工程应用人员提供参考。首先，对典型的现代局部二值描述子进行概述；其次，对优化局部二值描述子方法进行分析；最后，对相关实验评估准则进行讨论，通过总结现阶段存在的问题，给出未来研究的展望。从整体来看，近年来局部二值描述子经历了显著的发展与进步，许多对于局部二值描述子的研究均在普适性、鲁棒性和高效性上取得了成果。针对应用场景的不同，部分优化后的描述子也具备了应对实际问题的能力。这些研究进展为局部二值描述子向高层次发展、多领域拓宽打下了坚实的基础并提供了更多的思路。局部二值描述子的成功发展标志着计算机视觉技术的进步，但其发展过程中依然存在一些共性问题与矛盾，有待进一步的深入研究与解决。

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基于 CNN 的彩色图像引导的深度图像超分辨率重建

王紫薇 1,2，邓慧萍 1,2，向森 1,2，杨建帆 1,2

2020, 41(2): 262-269. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020262

摘要 ( 188 )

PDF(2432KB) ( 275 )

深度图像表达了三维场景内物体之间的相对距离信息，根据深度图像表达的信息，人们能够准确的获得物体在空间中的位置以及不同物体之间的相对距离，使得深度图像在立体视觉等领域有着广泛的应用。然而受 RGB-D 传感器硬件条件的限制，获取的深度图像分辨率低，无法满足一些具有高精度要求的实际应用的需求。近年来深度学习特别是卷积神经网络 (CNN)在图像处理方面获得了非常大的成功。为此提出了一种基于 CNN 的彩色图像引导的深度图像超分辨率重建。首先，利用 CNN 学习彩色图像的边缘特征信息与深度图像的深度特征信息，获得边缘纹理清晰的高分辨率深度图像；再通过不同大小尺寸滤波核的卷积层，进一步优化深度图像的边缘纹理细节，获得更高质量的高分辨率深度图像。实验结果表明，相较于其他方法，该方法 RMSE 值更低，重建的图像也能更好的恢复图像边缘纹理细节。

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基于模板替换的室内场景建模方法研究

张肇轩 1，王诚斌 1，杨鑫 1，朴星霖 2，王鹏杰 3，尹宝才 1

2020, 41(2): 270-276. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020270

摘要 ( 58 )

PDF(1237KB) ( 95 )

当前，室内场景建模相关研究已经取得很多进展，特别是基于多视角融合的建模框架与基于单视角的建模框架的提出，增强了机器人的环境感知能力。但仍然存在以下不足： ①基于多视角融合的建模方式预处理时间长，建模完成后需线下优化过程，不能满足特定条件下的建模需求；②基于单视角的建模算法输出一般为体素，建模质量较低，信息缺失严重，对于场景细节无法精确刻画，难以满足机器人交互的要求。特提出一种基于模板替换的室内场景建模方法研究。首先，预处理由设备采集到的三维点云场景，分割出存在点云缺失的单个对象，并利用虚拟扫描技术采样对象表面点并计算法向量与曲率。采用八叉树网格结构，将点云的法向量与曲率信息分别存入网格中，再利用卷积神经网络(CNN)提取高维特征向量，将其与数据库中三维对象特征进行欧氏距离比较，得到检索序列。从序列中挑选出最相似的对象，利用迭代就近点(ICP)配准方法，与扫描场景进行配准，完成场景优化。对提出的网络模型在 2 个基准数据集上进行测试并表现出良好的性能。

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基于 ResNeXt 的人体动作识别

蒋圣南，陈恩庆，郑铭耀，段建康

2020, 41(2): 277-282. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020277

摘要 ( 144 )

PDF(2804KB) ( 158 )

人体动作识别是计算机视觉领域的核心研究方向之一，在很多场合都有应用。深度卷积神经网络在静态图像识别方面已取得了巨大成功，并逐渐扩展到视频内容识别领域，但应用依然面临很大挑战。为此提出一种基于 ResNeXt 深度神经网络模型用于视频中的人体动作识别，主要包括：①使用新型 ResNeXt 网络结构代替原有的各种卷积神经网络结构，并使用 RGB 和光流 2 种模态的数据，使模型可充分地利用视频中动作外观及时序信息；②将端到端的视频时间分割策略应用于 ResNeXt 网络模型，同时将视频分为 K 段实现对视频序列的长范围时间结构进行建模，并通过测试得到最优视频分段值 K，使模型能更好地区分存在子动作共享现象的相似动作，解决某些由于子动作相似而易发生的误判问题。通过在动作识别数据集 UCF101 和 HMDB51 上进行的测试表明，该模型和方法的动作识别准确率性能优于目前文献中的一些模型和方法的性能。

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猪皮对球形弹丸阻滞作用的仿真研究

汤成莉，刘苏苏，杨玉萍，房佳恒

2020, 41(2): 283-287. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020283

摘要 ( 60 )

PDF(1239KB) ( 96 )

为了明确皮肤对球形弹丸的阻滞作用机理，建立了模拟皮肤的 3 层结构模型。基于拉伸及压缩力学特性曲线，利用 MATLAB 对皮肤模型进行参数识别。基于冲击实验得到的皮肤穿透阈值速度验证了皮肤模型的准确性。利用 LS-DYNA 仿真模拟了 Φ4.5 mm 铅球侵彻皮肤过程，从球形弹丸速度衰减、皮肤鼓包方面分析了皮肤对球形弹丸的阻滞作用。仿真模拟了相同动能不同密度条件下，直径为 Φ4.5 mm 的弹丸侵彻皮肤的过程和相同动能不同直径条件下，铅球侵彻皮肤的过程，结果表明，建立的皮肤 3 层结构模型可以用于模拟皮肤的真实伤害，作为皮肤的数值仿真模型；在初始动能相同的情况下，球形弹丸密度越小，体积越大，能量耗散比越大，皮肤阻滞作用越明显，为后续研究投射物对真实人体的伤害奠定了基础。

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拉伸载荷下钢芯铝绞线的力学特性仿真分析

周昕恺 1，瞿畅 1，刘苏苏 1,2，姚建南 1，汪晶晶 3

2020, 41(2): 288-294. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020288

摘要 ( 119 )

PDF(3178KB) ( 121 )

为了研究钢芯铝绞线(ACSR)结构参数对其在拉伸载荷下力学特性的影响，基于 ANSYS 参数化设计语言(APDL)建立了 ACSR 参数化有限元模型。以 TACSR/AS-410/70 ACSR 为研究对象，基于数值仿真结果研究了该导线股丝应力分布和分层应力应变随拉伸载荷的变化规律，通过拉伸实验验证了有限元模型的准确性；并基于上述模型数值模拟了不同节径比和铝钢比下绞线在拉伸载荷下的力学响应。数值仿真结果表明，随铝钢比增加，ACSR 不同层间最大等效应力随载荷增加而增加的趋势变小，绞线的最大应力值较低，股丝间应力分布更平均；而 ACSR 节径比越小，绞制越紧密，其不同层股丝应力也越大。研究结果可为 ACSR 的结构设计、线夹选型及优化设计等提供重要依据。

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几何要素误差传递关系图的建立方法

杨灵锋，吴玉光

2020, 41(2): 295-303. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020295

摘要 ( 38 )

PDF(731KB) ( 74 )

针对三维环境下标注的检验、分析和管理的问题，提出了基于实体模型的零件几何要素误差传递关系图的概念和建立方法。首先根据几何公差关联的几何要素之间的基准-目标关系建立误差传递关系子图；然后根据几何要素的类型、位置关系和尺寸线的位置信息确定尺寸公差关联的几何要素之间的基准-目标关系，从而将几何要素之间无向的尺寸关联关系转化为有向的误差传递关系，实现增加和扩充误差传递关系子图的目的；最终形成整个零件的几何要素误差传递关系图。基于 SolidWorks 的二次开发功能，使用 VC++语言开发了原型软件，通过实例验证了该方法的可行性。

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基于属性相似性度量的 BIM 构件聚类

王万齐 1，马宝睿 2，李倩 2，卢文龙 1，刘玉身 2

2020, 41(2): 304-312. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020304

摘要 ( 94 )

PDF(962KB) ( 280 )

近年来，随着建筑信息模型(BIM)构件库资源在互联网上迅猛增长，对大量 BIM 构件资源的聚类和检索应用变得日益迫切。现有方法还缺乏对 BIM 构件所承载的领域信息提取，基于 BIM 构件所承载的领域信息，对 BIM 构件库资源开展聚类研究：①针对 BIM 构件，提出了一种基于属性信息量的 BIM 构件相似性度量算法，以充分利用 BIM 构件属性信息。通过与传统的Tversky相似性度量算法以及几何形状相似匹配算法相比，其在相似性度量上效果更好。 ②基于 BIM 构件间的相似性度量算法，提出了一种 BIM 构件库聚类方法。并在 BIMSeek 检索引擎中集成了 BIM 构件的关键字检索功能以及分类器查看功能，为用户提供更丰富的检索和查看方式。通过与传统的 K-medoids 和 AP 聚类算法相比，其聚类方法效果更好。

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基于图论的建筑机电设备逻辑关系自动提取方法

许璟琳，高尚，余芳强

2020, 41(2): 313-318. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020313

摘要 ( 93 )

PDF(2529KB) ( 125 )

随着建筑信息模型(BIM)在建筑施工及运维阶段的深入应用，建筑机电设备的逻辑关系自动提取成为进一步应用的瓶颈。针对建筑机电系统信息模型应用过程中逻辑连接关系应用需求高、判断复杂的问题，提出了一种基于图论的建筑机电设备逻辑关系自动提取方法。基于 BIM，将机电系统抽象为无向连通图，连接器抽象为图的边，机电设备、管道、管道附件等抽象为图的节点，将一片管道抽象为管道团，将设备与大量管道的复杂连接转换为设备到几个管道团的简单连接，从而将机电系统逻辑关系自动生成的问题转换为无向连通图求解的问题，建立了机电构件物理连接关系提取方法、设备逻辑连接关系自动生成和设备连接路径计算方法，实现了建筑机电系统逻辑关系快速、准确、智能的提取。该方法在工程中的实施有利于基于 BIM 的机电系统运营维护管理，有利于实现建筑的全生命期信息管理。

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土木工程计算机绘图教学改革研究与实践

杨万理，王宁，王广俊

2020, 41(2): 319-324. DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2020020319

摘要 ( 248 )

PDF(1188KB) ( 140 )

针对土木工程计算机绘图(CAD)教学中存在的缺点和教学课时不断压缩的压力，从教学手段、教学方法和考核方式 3 方面提出了 CAD 教学改革方案。将 CAD 教学内容按照知识点录制了 121 个 3~5 min 长度的微视频，通过超星学习通将微视频制作为《计算机绘图微课程》，学生可利用碎片化时间在个人移动终端如手机、iPad (或平板)等上观看学习微视频。基于微视频，采用任务驱动+翻转课堂方式开展教学，将学时缩短 1/4，注重学生创新学习能力培养。取消卷面理论考试，将微视频完成度、习题完成情况，翻转课堂表现、三维创作、上机考试纳入考核范围，加强学习过程管理和实际绘图能力考查。采用该方案的试点班与传统班对比发现，不仅缩短了课时，还提高了期末上机考试平均成绩约 4 分，证明了该改革方案的可行性。

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