Page 106 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

1128 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 6 月

图 1 总体研究思路
Fig. 1 General Research Idea
1.2 地震灾害现场结构语义特征库构建 常可分为常规建筑物和损毁建筑物。常规结构
本文针对异质性虚实场景，充分考虑地震现 特征多为规则多边形、转角、圆角等规则形状，可

场相关空间结构特征约束，统合灾害现场相关结 使用多边形拟合提高提取精度去除噪声；而受损
构特征，包括建筑物的形状和结构、建筑物空间 结构较为复杂，线条不规则，特征不明显，导致受
布局、损坏情况等，并依照结构约束，建立灾害现 损结构匹配精度较差，不利于 AR 场景建模，需进
场特征语义库。 行剔除处理。
1.2.1 空间结构约束 1.2.2 特征语义库构建
针对地震灾害现场特点，基于建筑物结构先 针对先验数据、官方文件、受损报告、专家知
验参数库、抗震规范标准库、历史灾情案例库构 识等来源数据进行整理，以需求分析、对象划分、
建多源基础数据库，实现建筑物属性数据、法规 关系构建 3 个步骤构建语义库，通过结构分析、受
约束数据、灾损演化数据的标准化存储；通过法 灾分析、情景分析、实体分析，形成实体表、情景
规条文的结构安全条款解析、现场空间拓扑关系 表和约束表。情景表描述了灾情种类、时间、气
建模、灾损程度量化评估 3 个维度，建立空间结构 候等影响虚实特征影响的客观因素，以适应不同
约束集。 情景下的虚实融合建模；实体表描述了受灾现场
1）拓扑-方位约束根据灾害场景中不同的实 结构拆分的各项实体及其属性，储存了受灾现场
体对象的二、三维空间关系，实现不同实体之间 特征的语义信息；特征表描述了目标实体在特征
的关系分析。对不同实体的拓扑关系以及方位 提取过程中使用到相关约束的对应方法以及参
关系进行整理，构建多维度空间关系判别准则， 数。基于实体-情景-特征的表达模型进行特征语
对目标特征进行语义属性赋值。 义库构建，分析地震灾害现场建筑物相关特征，
2）连续性约束根据空间结构特征的连续性 建立地震灾害现场结构语义约束关系，实现地震
特点，对结构特征依照图像轮廓线，改进 A*算法， 灾害现场结构语义库的构建，流程如图 2 所示。
对特征断点进行像素连接。 1.3 结构语义约束的地震灾害虚实特征提取与
3）铅垂约束考虑灾害现场铅垂线特征，提出 匹配
基于垂直消失点的铅垂线特征提取方法。在灾 本文充分利用受灾现场结构特征信息，提出
害场景三维重建中，空间中的平行铅垂线在投影 了空间结构约束的灾害现场特征提取以及几何-
平面内交汇于垂直消失点，以垂直消失点为铅垂 语义联合的虚实结构特征匹配，实现受灾现场的
线提取的先验约束，可有效提取铅垂线。 特征提取和虚实特征对的匹配，得到精确的灾害
4）多边形-损毁约束在地震灾害中，建筑物通 现场虚实特征对。