Intelligent Scene Modelling Information Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Georgios Miaoulis

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2009-3-6

价格:USD 149.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540929017

丛书系列:

图书标签:

• 智能场景建模
• 信息系统
• 计算机视觉
• 人工智能
• 机器学习
• 知识图谱
• 数据挖掘
• 空间信息系统
• 图像处理
• 模式识别

智能场景建模信息系统 (Intelligent Scene Modelling Information Systems) 图书简介： 本书是一部深入探讨如何利用先进信息技术构建和管理复杂、动态环境的综合性著作。全书聚焦于“场景建模”这一核心概念，旨在提供一套系统化的理论框架与实践指导，以应对现代社会中日益增长的对高精度、高实时性空间信息管理的需求。 第一部分：基础理论与建模范式 本书首先建立了一个坚实的理论基础，阐述了从传统地理信息系统（GIS）到现代智能场景建模的演进路径。我们详细分析了场景的本质——它不仅仅是静态的三维几何数据，而是包含时间、语义和功能信息的动态实体。 1. 场景的内涵与构成要素： 本章深入剖析了构成一个“智能场景”的关键组件：几何精度（从点云到精细网格）、语义信息（对象分类、属性关联）、传感器数据融合（LiDAR、摄影测量、SAR等）以及时间序列的动态变化描述。我们提出了一个多层次的场景结构模型，用以解析复杂城市环境、工业设施乃至自然生态系统的内在逻辑。 2. 建模范式的选择与评估： 针对不同的应用需求（如城市规划、数字孪生、自动驾驶），选择合适的建模范式至关重要。本书对比了基于BIM（建筑信息模型）、CIM（城市信息模型）以及基于深度学习的场景重建方法的优劣。重点讨论了如何实现这些异构数据源的语义对齐与几何融合，确保模型在不同尺度和细节层次上保持一致性和可用性。我们引入了“可操作性指数”来评估模型的工程实用价值。 3. 空间数据获取与预处理技术： 本部分详述了当前主流的空间数据采集技术。特别是针对大规模场景的快速、高精度获取，我们详细介绍了无人机倾斜摄影测量的数据处理流程、地面激光扫描（TLS）的配准与点云优化算法。对于海量点云数据的降噪、特征提取与数据压缩技术，提供了详尽的算法描述和实际操作案例，力求模型在保持几何细节的同时，满足实时处理的需求。 第二部分：智能化的核心技术 本书的第二部分是全书的重点，它转向“智能化”的核心，即如何赋予模型感知、理解和推理的能力。 4. 深度学习在场景理解中的应用： 场景建模不再是单纯的几何重构。本章探讨了如何利用卷积神经网络（CNN）和图神经网络（GNN）对场景中的对象进行自动识别、语义分割和属性标注。我们详细阐述了从2D图像到3D模型的语义提升过程，例如如何通过实例分割技术自动识别出场景中的每一栋建筑、每一条道路，并赋予其精确的物联网（IoT）接口。此外，本书还讨论了自监督学习在缺乏大规模标注数据场景下的有效应用策略。 5. 动态场景的实时建模与仿真： 现代应用场景往往是流动的（如交通流、人流、天气变化）。本章专注于动态场景的捕捉与预测。我们介绍了基于卡尔曼滤波、粒子滤波等经典方法与深度学习序列模型（如LSTM、Transformer）相结合的动态目标跟踪算法。重点剖析了如何构建一个“时空数据立方体”，以有效地存储、查询和可视化随时间演变的三维场景状态。 6. 知识图谱与场景推理： 将场景数据转化为可计算的知识是实现“智能”的关键一步。本书提出了构建场景知识图谱（SKG）的方法论，它将几何实体、语义关系（如“A在B的上方”、“C是D的功能部分”）结构化。通过SKG，系统可以执行复杂的逻辑查询和推理，例如在城市管理中，自动判断某区域的日照情况或应急通道的可达性，而非仅仅是几何查询。 第三部分：系统架构与工程实践 本部分着眼于如何将上述理论和技术转化为稳定、高效的工程系统，并探讨其在特定领域的应用。 7. 面向数字孪生的信息系统架构： 智能场景建模的终极目标之一是构建高保真的数字孪生。本书提出了一个模块化的数字孪生信息系统参考架构，涵盖了数据摄取层、模型融合与语义处理层、仿真与分析层以及可视化与交互层。我们详细讨论了云计算、边缘计算在支撑大规模场景数据处理和实时交互中的作用，并强调了数据管道的健壮性和可扩展性设计原则。 8. 高性能可视化与人机交互： 即使模型再智能，缺乏直观的展示也会限制其应用。本章讨论了面向大规模三维场景的高效渲染技术，包括Level of Detail (LOD) 管理、视锥裁剪优化以及GPU加速技术。特别地，我们探讨了如何结合虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，为决策者提供沉浸式的场景交互体验，实现“所见即所得，所思即所得”的交互范式。 9. 行业应用案例深度剖析： 为印证前述理论的有效性，本书提供了多个深入的行业应用案例分析。这些案例涵盖了： 智慧城市： 基于场景模型的地下管网管理与灾害评估。 智能制造/工业4.0： 复杂生产线布局的优化与虚拟调试。 应急管理： 基于实时场景信息的事故现场态势感知与资源调度模拟。 结论：未来展望 本书最后总结了当前智能场景建模领域面临的挑战，如异构数据标准化的统一性、跨学科人才的培养以及模型的可信赖性（Trustworthiness）。展望未来，本书预测了基于联邦学习的联邦场景建模、基于量子计算的超大规模场景优化求解，以及场景模型与物理世界实时反馈闭环的形成将是该领域下一阶段的研究热点。 本书适合于从事地理信息科学、计算机图形学、人工智能、城市规划、建筑信息管理（BIM）等领域的科研人员、工程技术人员，以及对下一代空间信息系统感兴趣的高年级本科生和研究生参考。

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“我的工作涉及到城市地理信息的管理和应用，需要处理大量的地图数据、遥感影像以及各种相关的空间属性信息。长期以来，我们都在努力寻找一种更智能、更高效的方式来组织和分析这些数据，尤其是在构建三维城市模型方面。现有的软件工具虽然功能齐全，但在自动化提取复杂地物信息、实现精细化三维建模以及将模型用于多维度分析（例如环境影响评估、灾害模拟）等方面，仍存在不少挑战。‘智能场景建模信息系统’这个概念，听起来非常契合我们当前的需求。我希望这本书能够深入探讨如何利用人工智能技术，从大量的二维和三维空间数据中自动识别和提取建筑、道路、水体、植被等地理要素，并构建出高精度的三维场景模型。更重要的是，我希望它能介绍如何将这些模型与属性信息相结合，实现更深层次的空间分析和可视化，例如进行城市热岛效应分析、地下管网可视化、以及模拟城市发展对环境的影响等等。这本书的出现，或许能为我们提供一套全新的工作流程和技术工具，极大地提升我们的工作效率和分析能力。”

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“我是一名业余的VR/AR内容创作者，一直致力于在虚拟世界中还原真实场景。目前，我们面临的最大挑战是如何高效、准确地创建高质量的3D场景。手动建模耗时耗力，效果往往也无法达到预期。而自动化的建模工具，虽然在不断进步，但很多时候生成的模型细节不足，纹理粗糙，甚至存在逻辑错误，离‘真实’还有很大的距离。‘智能场景建模信息系统’这个名字，让我看到了新的希望。我渴望了解这本书是否能提供一些能够自动识别物体、提取表面纹理、甚至推断光照和材质的解决方案。如果它能够将现有的三维扫描技术与AI的理解能力相结合，那么我们就能大大提高工作效率，并创造出更加沉浸式的VR/AR体验。我特别关注的是，这本书是否会探讨如何处理复杂的动态元素，比如可移动的家具、变化的植被，甚至是行人的行为模式，并将这些动态信息融入到静态的场景模型中。这将是打破目前VR/AR内容制作瓶颈的关键，也能让我们的虚拟世界更加生动和逼真。”

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“作为一名对未来城市发展充满憧憬的研究生，我一直在关注如何利用先进的信息技术来描绘和规划未来的城市形态。目前，大多数的城市规划工具仍然停留在二维平面图和简单的三维示意图阶段，很难直观地展示一个充满活力的、多维度的城市空间。我迫切地需要一种能够构建出高度逼真、能够模拟动态过程的城市模型的技术。‘智能场景建模信息系统’这个书名，正是我所期待的。我希望这本书能详细介绍如何利用计算机视觉、机器学习等技术，将现实世界的城市景象转化为数字化的、可交互的三维模型。这其中可能涉及到如何识别建筑物的风格、材料，如何模拟人流、车流的动态，甚至是如何预测气候变化对城市景观的影响。如果这本书能够提供一套完整的理论框架和实践指导，帮助我们理解并掌握如何构建这样的智能信息系统，那将对我毕业论文的研究方向产生巨大的启发。我尤其关注它在模拟和预测方面的能力，因为这对于我们进行前瞻性的城市规划至关重要，能够帮助我们更好地应对未来的挑战。”

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“作为一名在学术界摸爬滚打多年的研究者，我对于新技术的出现总是持谨慎但又充满好奇的态度。‘智能场景建模信息系统’这个书名，首先就引起了我极大的关注。在当前大数据和人工智能飞速发展的时代，如何有效地组织、管理和利用海量空间信息，一直是困扰我们的难题。传统的GIS系统虽然功能强大，但在处理非结构化数据和实现高度智能化的场景重建方面，仍有很大的提升空间。这本书的标题暗示了一种超越传统方法的范畴，可能涉及到更深层次的理解和生成能力。我尤其关心它在算法层面会有怎样的创新，例如是否采用了先进的深度学习模型来识别和解析场景中的物体、属性以及它们之间的关系。同时，对于数据融合和不确定性处理的策略，也是我非常感兴趣的方面。能否有效地整合来自不同传感器、不同格式的数据，并处理其中可能存在的误差和不完整性，是构建真实可靠的场景模型的关键。我希望这本书能够为我们提供新的理论框架和技术路径，解决我们在研究中遇到的瓶颈，并为未来的相关领域研究提供坚实的基础。”

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“这本书简直是我一直在寻找的！作为一个对城市规划和可视化有浓厚兴趣的爱好者，我经常为现有工具的局限性感到头疼。许多现有的系统要么过于抽象，无法真正捕捉到现实世界的复杂性，要么又过于依赖于手动输入，效率低下。我一直梦想着一个能够智能地理解和构建三维空间信息的系统，能够处理现实世界中的各种元素，从建筑物的几何形状到植被的分布，再到人流的动态。这本书似乎触及了我的核心需求。它提出的‘智能场景建模’概念，让我看到了突破现有技术瓶颈的希望。我非常期待它能深入探讨如何利用人工智能和机器学习来自动化这一过程，如何从各种数据源（例如 LiDAR、摄影测量、GIS 数据）中提取有意义的信息，并将其转化为可用于分析和模拟的逼真场景模型。尤其吸引我的是，它可能还会涵盖如何将这些模型与现实世界的动态过程相结合，例如交通流量模拟、环境变化预测等，这对于城市管理者、建筑师以及任何希望更好地理解和影响城市环境的人来说，都具有巨大的价值。我迫不及待地想了解它提供的解决方案，希望能为我正在进行的个人项目提供全新的思路和强有力的支持。”

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