一、完整的大规模复杂场景三维重建与理解系统

        一个完整的大规模复杂场景三维重建与理解系统包含“自主式场景数据获取->高精度联合位姿解算->完整化三维几何重建->细粒度三维语义分割->结构化三维矢量表达->全天候长时定位定姿->高时效地图增量更新”等模块。这些模块以逐层递进的方式形成首尾相连的闭环系统，实现从数据获取，到场景重建，到语义表达，再到动态更新的完整流程[1]。

        上述系统各阶段的详细介绍可浏览参考资料[1]，此处着重对“细粒度三维语义分割”和“结构化三维矢量表达”两部分进行记录。

细粒度三维语义分割[1]

        当获取了场景的完整三维几何模型后，细粒度三维语义分割的目的是获取三维模型中每一个几何基元（点云/面片）的语义类别属性，将场景解析为不同属性的语义部件（建筑、道路、桥梁、植被、车辆等），以实现对大规模复杂场景的三维语义理解。

        这一研究主要探索各类针对三维几何模型的语义分割方法，包括但不限于：

        Ⅰ 直接用于三维数据的分割网络

        Ⅱ 基于二维图像和三维几何融合的分割方法

        Ⅲ 预训练分割模型的跨域跨场景适应

结构化三维矢量表达[1]

        当获取了场景中不同类别的语义部件后，结构化三维矢量表达的目的是将单个语义部件（如单体建筑、单段道路、单个楼层等）转化为高度结构化、高度紧致化、且符合规范标准的矢量结构表达，如CAD模型或者BIM模型等，这也是绝大多数实际应用所需的最终三维模型形态。结构化三维矢量表达通常可以将稠密三维点云/稠密三角网格模型体积压缩至原来的1%以内，且具有更好的结构性和规整性。

        这一研究主要探索但不限于：     

        Ⅰ 单体语义部件的结构分解

        Ⅱ 主体结构的全局规整化

        Ⅲ 结构部件的全局一致性组装

        Ⅳ  结构部件的拓扑关系推断

二、BIM简概

        建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）是建筑学、工程学及土木工程的新工具，被定义成由完全和充足信息构成以支持新产品开发管理，并可由电脑应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型。简言之，即数字技术支撑的对建筑环境的生命周期管理[3]。

       BIM涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统、各种建筑组件的性质及数量（如供应商的详细信息等） 。即，BIM既包含参数化的建筑3D几何模型，还包含建筑构件的属性信息（如建筑、工程等数据）。

        常见BIM建模软件及数据格式可浏览参考资料[2,4-5]。

三维视觉研究组（隶属中国科学院自动化研究所和中科院工业视觉智能装备技术工程实验室）

3DV@CASIA

参考资料：

[1] 三维视觉研究组研究概述 | 3DV@CASIA

[2] 10分钟了解BIM+GIS融合，常见BIM数据格式及特性-CSDN博客

[3] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BB%BA%E7%AF%89%E4%BF%A1%E6%81%AF%E6%A8%A1%E5%9E%8B

[4] 几款常用BIM软件及其主要功能 - BIM网 (bimw.cn)

[5] 常见BIM建模软件及数据格式 | 图新地球-技术专题 (tuxingis.com)