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以环境要素为导向的建筑形态生成方法研究——基于“阴影分析”的墨尔本大学新建教学楼设计

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以环境要素为导向的建筑形态生成方法研究——基于“阴影分析”的...

作者：娄弯弯南京大学

学位级别：硕士

在建筑学的研究领域中,建筑形态的研究一直是一个非常重要的方面。纵观整个建筑历史,建筑师在对建筑形态进行把控的时候,考虑的不仅仅是建筑本身的美观,更多的是建筑形态背后与其他因素的逻辑关系,比如功能,材料,技术和政治文化因素。然... 详细信息

在建筑学的研究领域中,建筑形态的研究一直是一个非常重要的方面。纵观整个建筑历史,建筑师在对建筑形态进行把控的时候,考虑的不仅仅是建筑本身的美观,更多的是建筑形态背后与其他因素的逻辑关系,比如功能,材料,技术和政治文化因素。然而,除却这些因素以外,建筑形态还与其所处的环境有着紧密的联系。中外的许多建筑理论与思想都在关注建筑所处的环境对建筑形态的影响,强调建筑本身与周边环境的和谐相处。因此,如何在建筑设计中,以环境要素为导向来控制整个建筑形态的生成,是一个值得我们思考的问题。本文以墨尔本大学校园内的原Union House(学校食堂)基地为背景,分析了基地的外部空间以及新建建筑可能会对周边环境造成的影响,并在基地内进行了新建教学楼的设计。以下是本文的研究目的:(1)通过对建筑周边环境(主要是周边绿地)的调研,分析出基地内未来建成的建筑可能会对周边环境造成哪些影响。(2)通过分析这些可能造成的影响的利弊,来反推出如何确定建筑的形态才能减小建成后的建筑周边环境带来的不利影响,使得建筑物和周边环境能够尽可能的和谐相处。(3)通过分析设计,探讨如何以环境要素为导向来把控建筑的形态生成,形成具有借鉴意义的设计逻辑和方法论。论文主要分为以下几部分:(1)第一章为绪论部分,该部分首先介绍了本课题的研究背景、目的和意义,确定了研究对象并对相关概念做出了界定。其次介绍了主要的研究内容和采用的研究方法——理论研究、相关案例的调研与分析和实地调研研究。(2)第二章为项目概况部分,主要介绍了本课题设计的项目背景,对设计项目进行了前期概况的分析,包括设计动因分析、区位分析和基地分析,并提出了设计的可能出现的重难点。(3)第三章为设计研究部分,该部分主要分析了国内外相关的一些建筑实践的案例,以及对本设计的设计方法进行了初步的探究——利用阴影分析来得到建筑的最大可容纳体积以及基于建筑外部空间质量的建筑形态优化。(4)最后是设计方法应用与过程部分,这一部分主要阐述了如何将上一章中初步探究的设计方法应用在本设计中,并对设计进行了一定程度的深化。

关键词：环境因素建筑形态生成阴影分析教学楼设计

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利用彩色图像阴影属性分析的阴影检测方法

湘潭大学自然科学学报 2017年第4期39卷 119-122页

作者：廖洁刘琳滇西科技师范学院信息工程学院云南师范大学信息学院

针对一般彩色阴影检测假设条件多、检测效率低的问题,在阴影分析的基础上,采用自下向上的方法,运用梯度及彩色信息进行阴影检测.首先,使用梯度模型检测潜在阴影区,运用前景掩码、阴影掩码和蓝色掩码去除不被遮挡的像素;然后,考虑蓝色效... 详细信息

针对一般彩色阴影检测假设条件多、检测效率低的问题,在阴影分析的基础上,采用自下向上的方法,运用梯度及彩色信息进行阴影检测.首先,使用梯度模型检测潜在阴影区,运用前景掩码、阴影掩码和蓝色掩码去除不被遮挡的像素;然后,考虑蓝色效应与边界划分,对潜在阴影进行分区;最后,分析局部梯度的相似性以及色度角和亮度失真在空间上的相似性,确定阴影区域,识别本体和阴影.仿真实验表明:该方法的阴影检测率在大多数情况下均表现最优,平均阴影辨别率高达0.92,总平均为0.73,检测效果优于其他方法.

关键词：彩色阴影检测阴影分析掩码梯度蓝色效应

基于OpenSceneGraph的三维日照阴影分析研究

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中国科技信息 2018年第7期 62-63+13页

作者：义崇政付海龙长江空间信息技术工程有限公司(武汉)

本文针对传统日照分析存在的局限性,提出利用OSG在三维地理框架下进行日照阴影分析的观点。在城市规划行业起到促进性作用。如付诸现实将产生数百万经济效益。

关键词：阴影分析 OpenSceneGraph 三维渲染引擎三维场景 OSG

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GEO卫星相机外遮光罩的设计方法

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 136-144页

作者：刘飞赵艳彬宋效正陆国平唐琪佳张红英上海卫星工程研究所上海201109

针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题,研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法,提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及上沿优... 详细信息

针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题,研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法,提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及上沿优化方法,并针对典型工况仿真设计出了具有同等太阳规避效果的多种斜切外遮光罩构型。经Pro/E软件建模及阴影分析表明,在各工况下,外遮光罩与内遮光罩对内遮光罩底部的遮挡比例达到100%,也即太阳无法直射内遮光罩底部,验证了外遮光罩方程建模及上沿优化方法的正确性,并实现了以传统圆筒外遮光罩1/3的面积规避太阳直射相机内部的效果。

关键词：太阳规避非成像时长偏航姿态斜切外遮光罩阴影分析

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山地光伏阴影模型几何分析

通信电源技术 2023年第6期40卷 38-40页

作者：杨彪陈勇周香玲龙涛黄超辉何学飞湖南红太阳新能源科技有限公司系统工程事业部湖南长沙410205

山地光伏项目地形复杂,不同坡度坡向下组件阴影长度各不相同,为减少地形造成的组件阴影遮挡,需要根据不同坡度坡向进行组件布局。文中通过数学几何方式,推导出不同坡度坡向下组件南北间距最小值,为山地项目组件布局提供参考。

关键词：山地光伏地形遮挡阴影分析

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GEO卫星相机外遮光罩的设计方法

中国空间科学技术 2023年

作者：刘飞赵艳彬宋效正陆国平唐琪佳张红英上海卫星工程研究所

本文针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题，研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法，提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及... 详细信息

本文针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题，研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法，提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及上沿优化方法，并针对典型工况仿真设计出了具有同等太阳规避效果的多种斜切外遮光罩构型，经Pro/E软件建模及阴影分析表明，在各工况下，外遮光罩与内遮光罩对内遮光罩底部的遮挡比例达到100%，即太阳无法直射内遮光罩底部，验证了外遮光罩方程建模及上沿优化方法的正确性，并实现了以传统圆筒外遮光罩1/3的面积规避太阳直射相机内部的效果。

关键词：太阳规避非成像时长偏航姿态斜切外遮光罩阴影分析

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对竟技体育发展的阴影分析

辽宁体育科技 1996年第2期18卷 41-43页

作者：何红霞河南信阳师院体育系 464000

在竞技体育运动诞生和发展过程中,人类社会生活中那些丑恶的东西也不断地在侵蚀着竟技体育纯洁的肌体:吸毒、血腥暴力,兴奋剂,赌球案一波未平一波又起,给竟技体育带来了极大危害,长此以往,它将窒息竞技体育的生命,扼杀竞技体育公平竞争... 详细信息

在竞技体育运动诞生和发展过程中,人类社会生活中那些丑恶的东西也不断地在侵蚀着竟技体育纯洁的肌体:吸毒、血腥暴力,兴奋剂,赌球案一波未平一波又起,给竟技体育带来了极大危害,长此以往,它将窒息竞技体育的生命,扼杀竞技体育公平竞争的宗旨。

关键词：竞技体育运动竟技体育阴影分析十项全能运动员艾滋病患者使用兴奋剂奥运会艾滋病毒奥林匹克运动约翰逊

兼顾模型网格和建筑物结构的三维建筑物简化方法研究

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兼顾模型网格和建筑物结构的三维建筑物简化方法研究

作者：陈博南京大学

学位级别：硕士

三维建筑物是虚拟地理环境最重要的组成元素之一,目前已经广泛应用于三维导航、智慧城市、水利水电等多个领域。随着三维数据采集、三维建模技术的快速发展,三维建筑物模型的精细程度越来越高,数据量也随之急剧增长。虽然近年来计算机... 详细信息

三维建筑物是虚拟地理环境最重要的组成元素之一,目前已经广泛应用于三维导航、智慧城市、水利水电等多个领域。随着三维数据采集、三维建模技术的快速发展,三维建筑物模型的精细程度越来越高,数据量也随之急剧增长。虽然近年来计算机性能已得到了飞速提升,但在目前的硬件条件下,大规模三维城市场景的实时流畅渲染仍然面临着比较大的挑战。针对此问题,目前广泛采用的解决方案是细节层次技术(Level of Detail,LOD),其核心是在保持建筑物外观特征的前提下,对三维模型进行不同程度的简化,得到一组不同细节层次的简化模型。在实时浏览时,根据视角、用户到视点的距离等多种因素,动态选择不同精细程度的模型进行加载,以减轻计算机渲染的压力。与地形等流形网格模型相比,三维建筑物模型具有复杂的几何结构,严格的几何约束和拓扑约束,且存在大量非流形网格。将计算机图形学领域的三维模型简化算法直接应用于三维建筑物模型,可能会破坏建筑物固有的几何约束和拓扑约束,造成组件分离、建筑物坍塌等问题,进而严重影响简化模型的外观。为此,国内外学者提出了一系列专门针对三维建筑物的简化算法,这些算法有一部分是对计算机图形学领域网格简化算法的改进,仍存在传统方法的问题;一部分从结构维度对建筑物进行简化,只适用于结构较为简单的建筑物,且结构简化后的模型仍存在网格简化的空间。此外,除了保持模型的外观特征外,简化前后的模型应用于空间分析,得到的分析结论的一致性也非常重要:若简化后的模型无法保持与原模型基本一致的空间分析结论,则可能得到精度不高甚至错误的空间分析结论,这将严重限制简化模型在空间分析中的应用。本研究在国家自然科学基金面上项目“三维建筑物连续LOD模型的生成及其可视化研究”(41871293)的支持下,以保持模型外观和提高模型简化率为目标,提出了一种兼顾模型网格和建筑物结构的三维建筑物简化方法,研究的主要内容和主要结论如下:1)研究三维建筑物的结构提取问题。使用了一种广度优先搜索算法,对三维建筑物模型中的组件进行了提取。为了保证同类组件简化前后的一致性,对同类别的组件根据几何特征进行聚类组合。根据组件间的拓扑关系建立组件关系拓扑图,并根据组件的几何特征和组件间的连接关系将组件或其组合分为主体结构和次级结构,将次级结构再细分为辅助结构、连接结构和组合结构三种结构,最后将这些结构根据组件间的依赖关系用结构树进行组织。2)研究综合考虑模型网格和建筑物结构的三维建筑物简化方法。使用半边折叠算法对三维建筑物模型进行网格简化。根据半边折叠过程中边折叠引起的体积变化越来越大的特点,设置移除阈值,在结构树的约束下,按规则逐步移除结构树中的结构,以实现三维建筑物模型网格和结构的同时简化,避免因为网格过度简化引起的组件脱离、模型坍塌等问题。3)研究从多个角度对简化后的模型进行评价。从外观特征保持和空间分析结论一致性两个方面对简化结果进行评价。外观特征保持方面,使用基于图像的简化质量评价方法进行评价。在三维建筑物模型周围的多个角度设置相机,获取多个视角下模型的二维图像,计算简化后模型与原模型的图像视觉差异,量化比较简化前后模型的外观差异。空间分析结论一致性方面,以阴影分析为例进行空间分析结论一致性的评价。获取简化前后同一地理位置不同时间三维建筑物模型投影在地面上的阴影,比较简化前后模型阴影面积的变化,验证简化前后模型空间分析结论的一致性。实验结果表明,与传统的仅考虑网格简化的算法相比,本研究提出的方法具有更好的简化效果,能有效避免过度网格简化引起的模型破坏问题。同时,在保持简化质量的同时,本研究提出的方法可以达到较高的简化率。此外,高度简化的三维建筑物模型能与原模型在某些空间分析中取得基本一致的分析结论。

关键词：三维建筑物模型细节层次模型建筑物简化空间分析阴影分析

基于GIS技术的大规模光伏电站宏观选址方案研究

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太阳能 2023年第1期 43-48页

作者：雷鸣韦关祥赵青中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

作为中国实现2030年碳达峰与2060年碳中和目标的解决方案之一,光伏发电具有举足轻重的地位。光伏电站建设前期传统的宏观选址方法多以“现场走访—选地圈地—初步测算场址范围”为主,但这种方法存在大量重复的工作,费时费力,工作效率较... 详细信息

作为中国实现2030年碳达峰与2060年碳中和目标的解决方案之一,光伏发电具有举足轻重的地位。光伏电站建设前期传统的宏观选址方法多以“现场走访—选地圈地—初步测算场址范围”为主,但这种方法存在大量重复的工作,费时费力,工作效率较低,仅适合小规模、小范围光伏电站的宏观选址。提出一种适合大规模、大范围光伏电站的宏观选址方案,充分考虑地形因素及环境敏感性区域对光伏电站开发的影响,在地理信息系统(GIS)技术下使用Python语言对相关数据进行处理,通过计算机对目标区域进行大面积筛选,利用筛选结果并结合Candela3D软件布置光伏组件,由计算机执行光伏电站的宏观选址,从而达到大规模光伏电站选址高效快捷及项目发电收益最大化的目的。

关键词：光伏电站宏观选址大规模地理信息系统 Candela3D软件阴影分析