CN107886571A - 一种利用计算机多维空间的数学建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用计算机多维空间的数学建模方法，具体包括以下步骤：先对现实场景进行多维度的拍照，然后通过计算机采集的图片并加以多维度空间分析；在CAD绘图软件中整理包括照片中地形的DWG文件，并在建模软件中建立模型底盘，模型底盘与现实场景为等比例缩放；确定建筑模型空间维度；利用多维空间创建场景的模型；在模型创建完成后，在模型底盘上进行模型规划，利用生态建筑软件对建筑模型的性能进行模拟，将相邻建筑模型进行空间维度组织、尺度和造型进行计算，防止模型的碰撞；获得最终规划的模型，然后将模型放置在模型底盘的相应位置；并输出模型场景影像；并进行仿真获得输出仿真影像，最终获得由计算机构件的多维度数学模型。

Description

一种利用计算机多维空间的数学建模方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域， 特别涉及一种利用计算机多维空间的数学建模方法。
背景技术
数学模型是一种模拟，是用数学符号、数学式、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版，它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析，又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模。
不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解(通常借助计算机)；数学建模和计算机技术结合在知识经济时代发挥了巨大的作用。
目前，大多数计算机建模方法复杂，真正转化为计算机编程的可能性不大，模拟精度不高，函数关系不准确，多停留在理论阶段。而且现有的多维空间的数学建模方法无法与实际有效的结合且相对非常复杂，在实际建模过程中无法进行编程以及运行。大多数多维空间的数学建模方法复杂。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种利用计算机多维空间的数学建模方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，具体包括以下步骤：
S1、先对现实场景进行多维度的拍照，然后通过计算机采集的图片并加以多维度空间分析， 具体分析多个维度上的空间位置、是否有遮挡问题；
S2、建立原始模型，在CAD绘图软件中整理包括照片中地形的DWG文件，并在建模软件中建立模型底盘，所述模型底盘与现实场景为等比例缩放；
S3、确定建筑模型空间维度；并利用多维空间创建场景的模型；
S4、在模型创建完成后，在模型底盘上进行模型规划，利用生态建筑软件对建筑模型的性能进行模拟，结合建筑物的原始外形和周边环境的关系，将相邻建筑模型进行空间维度组织、尺度和造型进行计算，防止模型的碰撞；
S5、获得最终规划的模型，然后将模型放置在模型底盘的相应位置；并输出模型场景影像；并进行仿真获得输出仿真影像，获得生成动态影像，最终获得由计算机构件的多维度数学模型。
进一步，在步骤S3中如何确定建筑模型空间维度的具体步骤如下：
S31、通过预先拍照的数据由计算机采集的数据并分析遮挡物的位置；然后对数据进行离散处理；
S32、然后先初步确定空间维数；
S33、将初步确定的多维空间的各个维度数据分别填入行列式的行列；
S34、通过线性代数理论将行列式简化，并建立函数关系；
S35、将步骤S31中离散的数据带入函数中进行校验运算；
S36、如果步骤S35中校验的误差大于规定范围，则重新选择附近的数值并建立函数关系；
S37、如果重试达到规定次数，则返回步骤S32，重新确定合适的空间维数；直至校验合格，获得最终模型的空间维度。
进一步，所述建模的模型与最终实物成比例缩放。
进一步，在模拟仿真过程中的像素值是当该模型缩放到10%还能够看清图像的大小。
进一步，在拍照过程中的像素值是当该照片放入电脑后缩放到10%还能够看清图像的大小。
本发明得到的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，具有以下优点：本发明先对实地进行多维空间拍摄，然后获取照片，根据照片信息通过计算机获取多维度空间，然后利用计算机计算模型，并实时分析模型的维度，然后最终获得模型，并进行仿真，获得动态影像，最后根据动态影像安比例放大创建实体建筑。
具体实施方式
下面结合实施例对本实施例进一步说明。
实施例：
本实施例提供的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，具体包括以下步骤：
S1、先对现实场景进行多维度的拍照，然后通过计算机采集的图片并加以多维度空间分析， 具体分析多个维度上的空间位置、是否有遮挡问题；
S2、建立原始模型，在CAD绘图软件中整理包括照片中地形的DWG文件，并在建模软件中建立模型底盘，所述模型底盘与现实场景为等比例缩放；
S3、确定建筑模型空间维度；并利用多维空间创建场景的模型；
S4、在模型创建完成后，在模型底盘上进行模型规划，利用生态建筑软件对建筑模型的性能进行模拟，结合建筑物的原始外形和周边环境的关系，将相邻建筑模型进行空间维度组织、尺度和造型进行计算，防止模型的碰撞；
S5、获得最终规划的模型，然后将模型放置在模型底盘的相应位置；并输出模型场景影像；并进行仿真获得输出仿真影像，获得生成动态影像，最终获得由计算机构件的多维度数学模型。
进一步，在步骤S3中如何确定建筑模型空间维度的具体步骤如下：
S31、通过预先拍照的数据由计算机采集的数据并分析遮挡物的位置；然后对数据进行离散处理；
S32、然后先初步确定空间维数；
S33、将初步确定的多维空间的各个维度数据分别填入行列式的行列；
S34、通过线性代数理论将行列式简化，并建立函数关系；
S35、将步骤S31中离散的数据带入函数中进行校验运算；
S36、如果步骤S35中校验的误差大于规定范围，则重新选择附近的数值并建立函数关系；
S37、如果重试达到规定次数，则返回步骤S32，重新确定合适的空间维数；直至校验合格，获得最终模型的空间维度。
进一步，所述建模的模型与最终实物成比例缩放。
进一步，在模拟仿真过程中的像素值是当该模型缩放到10%还能够看清图像的大小。
进一步，在拍照过程中的像素值是当该照片放入电脑后缩放到10%还能够看清图像的大小。
本实施例先对实地进行多维空间拍摄，然后获取照片，根据照片信息通过计算机获取多维度空间，然后利用计算机计算模型，并实时分析模型的维度，然后最终获得模型，并进行仿真，获得动态影像，最后根据动态影像安比例放大创建实体建筑。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (6)

1.一种利用计算机多维空间的数学建模方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、先对现实场景进行多维度的拍照，然后通过计算机采集的图片并加以多维度空间分析， 具体分析多个维度上的空间位置、是否有遮挡问题；
S2、建立原始模型，在CAD绘图软件中整理包括照片中地形的DWG文件，并在建模软件中建立模型底盘，所述模型底盘与现实场景为等比例缩放；
S3、确定建筑模型空间维度；并利用多维空间创建场景的模型；
S4、在模型创建完成后，在模型底盘上进行模型规划，利用生态建筑软件对建筑模型的性能进行模拟，结合建筑物的原始外形和周边环境的关系，将相邻建筑模型进行空间维度组织、尺度和造型进行计算，防止模型的碰撞；
S5、获得最终规划的模型，然后将模型放置在模型底盘的相应位置；并输出模型场景影像；并进行仿真获得输出仿真影像，获得生成动态影像，最终获得由计算机构件的多维度数学模型。
2.根据权利要求 1 所述的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，其特征在于，在步骤S3中如何确定建筑模型空间维度的具体步骤如下：
S31、通过预先拍照的数据由计算机采集的数据并分析遮挡物的位置；然后对数据进行离散处理；
S32、然后先初步确定空间维数；
S33、将初步确定的多维空间的各个维度数据分别填入行列式的行列；
S34、通过线性代数理论将行列式简化，并建立函数关系；
S35、将步骤S31中离散的数据带入函数中进行校验运算；
S36、如果步骤S35中校验的误差大于规定范围，则重新选择附近的数值并建立函数关系；
S37、如果重试达到规定次数，则返回步骤S32，重新确定合适的空间维数；直至校验合格，获得最终模型的空间维度。
3.根据权利要求 1或2所述的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，其特征在于，所述建模的模型与最终实物成比例缩放。
4.根据权利要求1或2所述的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，其特征在于，在模拟仿真过程中的像素值是当该模型缩放到10%还能够看清图像的大小。
5.根据权利要求3所述的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，其特征在于，在模拟仿真过程中的像素值是当该模型缩放到10%还能够看清图像的大小。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用计算机多维空间的数学建模方法，其特征在于，在拍照过程中的像素值是当该照片放入电脑后缩放到10%还能够看清图像的大小。
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