CN114459488B - 基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法 - Google Patents

Abstract

一种基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法。其包括建筑物及周围环境一体化三维模型融合、不同路网模型之间的融合；同时，在三维模型环境下，基于室内外一体化三维路网模型实现应急处置路径规划，使得规划路径具有良好的视觉效果。本发明提出基于FME软件的数据语义转换，实现三维模型数据格式的转换，为各种三维建模软件与ArcGIS之间交互提供一定思路；同时，在路网搭建当面，在三维环境下实现两种路网模型的融合，与其他单一路网模型相比，本发明在路网设置方面兼顾了位置精度与寻路速度之间的平衡，提高了计算效率。该方法所涉及的突发事件应急处置技术，为室内外一体化突发事件应急处置的三维路径规划提供参考与技术支持。

Description

基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法

技术领域

本发明属于突发事件应急处置技术领域，特别涉及一种基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法，为室内外一体化突发事件应急处置的三维路径规划提供参考与技术支持。

背景技术

目前，随着我国经济的快速增长，城市化的发展到达一个前所未有的速度，各类高楼层、大空间、室内构造复杂的建筑物拔地而起。同时，城市中的道路网越发密集，这促使室内三维空间(地上及地下)中突发事件的灾害管理也变得更加困难。在复杂、庞大的建筑物中，一旦发生灾害事件需要外部救援力量的输入，其复杂而庞大的内部空间结构，是应急救援力量及时、快速地到达灾害现场的一大阻碍，大幅增加建筑物中的人员及财产在危险环境中的暴露时间，会使发生重大危害事件的可能性增加。因此，需要借助室内外一体化三维路径规划，更好地服务突发事件的应急处置，以解决所面临的上述问题。

随着城市化进程较快，各种大型复杂建筑物越来越多，人们对于城市间的各种技术服务也提出更多要求，传统的二维环境难以满足人们多种多样服务的需求，随着新时代各种三维虚拟技术快速发展，使得三维虚拟技术在各领域得到广泛应用。目前，可基于建筑物各种建筑信息，在计算机端使用相关技术软件，搭建三维园区、三维城市、三维施工等多种三维虚拟环境。三维虚拟环境具有更好的视觉效果，可实现在实际环境下无法完成的某些交互操作，如整体三维环境概况浏览。同时，随着具有强大地理空间分析能力的三维地理信息系统的不断发展，系统功能向建筑物内部构造与功能分析的方向拓展。

目前，在建筑物三维模型搭建方面常见的软件有Auto Desk Revit、SketchUp等，这些软件基础建模工具丰富，它们一般以建筑物平面图纸为基础，调用对应工具，并添加建筑物基本信息，搭建精细化建筑物三维模型，模型搭建完成后可进行渲染处理、空间拓扑结构分析等，以提升用户的视觉效果，但缺点是建模的成本较高；在室外三维模型搭建方面，常用的软件有Esri CityEngine、ArcGIS等，其中Esri CityEngine基于CGA(ComputerGenerated Architecture)语法规则函数批量化生成三维模型，但基于上述软件构建的模型无法进行室内空间拓扑结构分析。因此，需要根据需求，结合各种建模方法的优缺点，可实现路径规划所需要的基础三维环境，更好地满足功能性和视觉性需求。

随着互联网技术和室内移动定位导航技术的快速发展，人们对于导航的需求逐渐由室外道路导航向室内外一体化三维导航转变。目前，室外导航相关技术相当成熟，但受室内导航研究的限制，室内外一体化导航技术多个方面有待改进。导航的核心是路径规划，而路径规划的前提是路网搭建，室内路网的搭建目前主要有网格路网和拓扑路网，网格路网虽然可以将建筑物室内可通行区域实现全覆盖，搜索得到的路径为全局最优路径，但是在实际搜索过程中由于地图数据量过大，导致搜索的时间成本过大，搜索效率较低。拓扑路网虽然对应的地图数据量较小，搜索效率较高，时间成本较小，但基于此路网搜索得到的路径精确度有可能与实际存在较大误差，而且该类型路网难以抵达室内有些空间区域。因此，需要开发一种新型路网，尽可能实现路径搜索成本与效率的全局优化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法。

为了达到上述目的，本发明提供基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)利用AutoDesk Revit搭建建筑物三维模型，然后利用FME将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换成.shp格式；利用Esri CityEngine批量搭建建筑物周围环境三维模型并进行渲染处理；之后，在ArcGIS中将格式转换后的建筑物三维模型和建筑物周围环境三维模型集成，实现建筑物及其周围环境一体化三维模型的搭建；

2)在ArcGIS中导入建筑物各楼层平面工程图纸，利用ArcGIS实现各楼层路网搭建，同时，将各楼层路网赋予新的高程属性字段，获得各楼层三维楼层路网模型；通过将各楼梯抽象为线，将各楼层三维路网连接在一起，获得室内三维路网模型；

3)在ArcGIS中加载建筑物周围环境的卫星地图获得室外三维路网模型，然后将室外三维路网模型与上述室内三维路网模型连接，获得室内外一体化三维融合路网模型，并对室内外一体化三维融合路网模型添加成本属性信息；之后将室内外一体化三维融合路网模型与上述一体化建筑物三维模型进行融合配准而获得室内外一体化三维路网模型；

4)确定位于室内外一体化三维融合路网模型中的起始点位置，采用ArcGIS中最近设施点分析工具，基于室内外一体化三维融合路网模型实现应急处置路径规划。

在步骤1)中，所述利用AutoDesk Revit搭建建筑物三维模型，然后利用FME将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换成.shp格式；利用Esri CityEngine批量搭建建筑物周围环境三维模型并渲染；之后在ArcGIS中将完成格式的建筑物三维模型和建筑物周围环境三维模型集成为一体化建筑物三维模型，具体方法如下：

1.1)将建筑物各楼层平面工程图纸加载到AutoDesk Revit中，依据各楼层平面工程图纸中的建筑信息，选用AutoDesk Revit中墙体、楼梯、屋顶在内的工具，并设置其属性值，完成建筑物基本框架搭建；然后按照各楼层平面工程图纸中门、窗的基本信息，在AutoDesk Revit中单独绘制门、窗样式，并作为“族”文件保存在“族库”中，调用设计好的门窗“族”文件，直接在工程图纸上对应的位置单击放置，由此完成建筑物三维模型搭建；

利用FME通过自行设置转换流程，添加相关属性，将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换为.shp格式；

1.2)利用Esri CityEngine自带的卫星地图，截取建筑物周围环境的卫星地图影像并导入Esri CityEngine中，然后由Esri CityEngine利用卫星地图影像的特征识别建筑物区域，形成二维平面；

之后运用CGA语法规则库，调用attribute函数对建筑楼层数和楼层高度进行赋值，同时对每个楼层的宽度、高度、墙面在内的特征信息进行定义；调用lot规则中extrude函数对建筑物高程进行赋值；调用Building规则中comp(f)函数和FrontFacade规则中split()函数将建筑物外表面按比例分割为多个面，作为门、窗户在内的构件；调用Roof规则对建筑物屋顶进行搭建；基于各类样式图片，调用texture函数，对建筑物进行纹理贴图即渲染处理；最后将上述函数规则集成为一段编代码，并赋值到上述二维平面，最终完成建筑物周围环境三维模型搭建及渲染；

1.3)最后将步骤1.1)中获得的完成格式转化的建筑物三维模型与步骤1.2)中获得的建筑物周围环境三维模型导入到ArcGIS中并进行相关配准处理，由此集成为建筑及周围环境一体化三维模型。

在步骤2)中，所述在ArcGIS中导入建筑物各楼层平面工程图纸，利用ArcGIS实现各楼层路网搭建，同时，将各楼层路网赋予新的属性字段，获得各楼层三维楼层路网模型；通过各楼梯进行三维线化处理，将各楼层三维路网连接在一起，获得室内三维路网模型的具体步骤如下：

2.1)分别将建筑物各楼层平面工程图纸加载到ArcGIS中，在图纸标注范围内，绘制室内各楼层可通行区域；对于建筑物内障碍物众多因而位置精度要求较高的空间区域，采用ArcGIS中的“渔网”等工具绘制网格路网；对于建筑物内障碍物较少因而位置精度要求较低的空间区域，采用ArcGIS中的“TIN”等工具绘制拓扑路网；最后连接上述网格路网和拓扑路网中最近相邻点而融合成各楼层路网，并进行校准；

2.2)按照建筑物楼层楼板高度，将上述各楼层路网赋值高程属性字段，完成三维楼层路网模型的搭建；之后通过提取各楼层之间的楼梯中心线并赋值“高程”属性字段，实现三维楼梯模型搭建，最后利用三维线化楼梯模型将各三维楼层路网模型连接在一起，获得室内三维路网模型；

在步骤3)中，所述在ArcGIS中加载建筑物周围环境的卫星地图获得室外三维路网模型，然后将室外三维路网模型与上述室内三维路网模型连接，获得室内外一体化三维融合路网模型，并对室内外一体化三维融合路网模型添加成本属性信息；之后将室内外一体化三维融合路网模型与上述一体化建筑物三维模型融合配准，具体方法如下：

3.1)在ArcGIS中导入建筑物周围环境的卫星地图，并与上述室内三维路网模型进行配准，然后按照卫星地图中建筑物周围环境的道路情况进行室外路网模型绘制，同时将室外路网模型与位于建筑物一楼安全出口处的室内三维路网模型端点进行连接，至此完成室内外一体化三维融合路网模型搭建；

3.2)在ArcGIS中，对上述室内外一体化三维融合路网模型设置成本属性字段，包括路径长度、预计消耗时间；

3.3)将室内外一体化三维融合路网模型与步骤1)获得的一体化建筑物三维模型进行融合配准,实现室内外一体化三维路网模型与建筑及周围环境三维模型的融合。

在步骤4)中，所述确定位于室内外一体化三维融合路网模型中的起始点位置，采用ArcGIS中最近设施点分析工具，基于室内外一体化三维融合路网模型实现应急处置路径规划的具体方法如下：

4.1)在ArcGIS中，基于室内外一体化三维融合路网模型设置网络数据集；

4.2)依据所设置的网络数据集，确定起始两点的位置参数，其中一个点是室内突发事件发生位置，另一个点是室外应急救援人员位置，若两点位于路网模型上，那么两点的位置参数能够直接使用，若两点不在路网模型上，设置点与路线间的拓扑容差，自动识别路网模型上距离该点最近的位置；之后调用最近设施点分析工具，创建最优路径分析图层，求解出两点间的最短路径作为应急处置路径，并分析两点间的成本值；

4.3)若上述应急处置路径中出现障碍点，在应急处置路径上添加障碍设施，重新调用最近设施点分析工具，求解出两点间顾及障碍的最短路径作为应急处置路径，由此完成二次应急处置路径规划。

本发明提供的基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法具有如下有益效果：从理论及实践方面，促进GIS从室外宏观地理环境分析向建筑物室内空间分析扩展；本发明提出基于FME软件的数据语义转换，实现三维模型数据格式的转换，为搭建三维建筑物模型的各种软件与ArcGIS之间交互提供一定思路；同时，本发明在路网搭建当面，充分考虑两种路网模型的优缺点，在三维环境下实现两种路网的融合，与其他单一路网模型相比，本发明在路网设置方面兼顾了位置精度与寻路速度之间的平衡，提高了计算效率，基于新型路网模型，为应急处置人员从室外环境到室内复杂三维空间中突发事件发生位置提供精细化路径指引，因此具有重要的理论和实践意义

附图说明

图1为本发明提供的总体技术路线图。

图2(a)和(b)分别为通过三维建模软件构建的建筑物及建筑物周围环境三维模型图；

图3为基于FME的模型转换流程与转换结果图；

图4为完成数据格式转化的建筑物及其建筑物周围环境三维模型融合图；

图5为建筑物室内拓扑路网的搭建图；

图6为建筑物室内网格路网的搭建图；

图7为建筑物室内融合路网的搭建图；

图8为建筑物室内三维路网的搭建图；

图9为建筑物室内外三维路网的连接图；

图10为建筑物及建筑物周围环境三维模型和三维路网的融合图；

图11为路径规划流程图；

图12为三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)利用Esri CityEngine批量搭建建筑物周围环境三维模型并渲染；利用AutoDesk Revit搭建建筑物三维模型，然后利用FME将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换成.shp格式；之后在ArcGIS中将格式转换后的建筑物三维模型和建筑物周围环境三维模型集成为一体化建筑物三维模型；

具体方法如下：

1.1)利用Esri CityEngine自带的卫星地图，截取建筑物周围环境的卫星地图影像并导入Esri CityEngine中，利用卫星地图影像的特征识别建筑物区域，形成二维平面；

之后运用CGA语法规则库，调用lot规则中extrude函数对建筑物高程进行赋值；调用attribute函数对建筑楼层数和楼层高度进行赋值，同时对每个楼层的宽度、高度、墙面在内的特征信息进行定义；调用Building规则中comp(f)函数和FrontFacade规则中split()函数将建筑物外表面按比例分割为多个面，作为门、窗户在内的构件；调用Roof规则对建筑物屋顶进行搭建；基于各类样式图片，调用texture函数，对建筑物进行纹理贴图即渲染处理；最后将上述函数规则集成为一段编代码，并将其赋值到上述二维平面，最终完成建筑物周围环境三维模型搭建及渲染，如图2(a)所示；

1.2)将建筑物各楼层平面工程图纸加载到AutoDesk Revit中，依据各楼层平面工程图纸中的建筑信息，选用AutoDesk Revit中墙体、楼梯、屋顶在内的工具，并设置其属性值，完成建筑物基本框架搭建；然后按照各楼层平面工程图纸中门、窗的基本信息，在AutoDesk Revit中单独绘制门、窗样式，并作为“族”文件保存在“族库”中，调用设计好的门窗“族”文件，直接在工程图纸上正确位置单击放置，由此完成建筑物三维模型搭建，如图2(b)所示，这样可大大提高建筑物三维建模的效率。

由于AutoDesk Revit所导出的建筑物三维模型的文件格式为无法直接在ArcGIS中加载的.rvt格式，所以，利用FME通过自行设置转换流程，添加相关属性，将.rvt格式转换为.shp格式；

1.3)最后在ArcGIS中将步骤1.1)中获得的完成格式转化的建筑物三维模型与步骤1.2)中获得的建筑物周围环境三维模型进行校准操作，由此实现建筑及周围环境的一体化集成，如图4所示。

2)在ArcGIS中导入建筑物各楼层平面工程图纸，利用ArcGIS实现各楼层路网搭建，同时，将各楼层路网赋予新的属性字段，获得各楼层三维楼层路网模型；通过将各楼梯抽象为线，将各楼层三维路网连接在一起，获得室内三维路网模型；

具体步骤如下：

2.1)分别将建筑物各楼层平面工程图纸加载到ArcGIS中，在图纸标注范围内，绘制室内各楼层可通行区域；对于建筑物内障碍物众多因而位置精度要求较高的空间区域，采用ArcGIS中的“渔网”等工具绘制网格路网，以求达到寻路精度与寻路速度的平衡，其中位置精度可以根据用户需求进行调整；对于建筑物内障碍物较少因而位置精度要求较低的空间区域，例如通常只起运输过渡作用的公共走廊，采用ArcGIS中的“TIN”等工具绘制拓扑路网，表示该空间区域可达性；最后连接上述网格路网和拓扑路网中最近相邻点而融合成各楼层路网，并进行校准；

2.2)按照建筑物楼层楼板高度，将上述各楼层路网赋值高程属性字段，完成各楼层三维路网模型的搭建；之后通过提取各楼层之间的楼梯中心线并赋值高程属性字段，实现三维楼梯模型搭建，最后利用三维楼梯模型将各三维楼层路网模型连接在一起，获得室内三维路网模型；

3)在ArcGIS中加载建筑物周围环境的卫星地图获得室外三维路网模型，然后将室外三维路网模型与上述室内三维路网模型连接，获得室内外一体化三维融合路网模型，并对室内外一体化三维路网模型添加成本属性信息；之后将室内外一体化三维路网模型与上述一体化建筑物三维模型融合配准；

具体方法如下：

3.1)在ArcGIS中导入建筑物周围环境的卫星地图，并与上述室内三维路网模型进行配准，然后按照卫星地图中建筑物周围环境的道路情况进行室外路网模型绘制，同时将室外路网模型与位于建筑物一楼安全出口处的室内三维路网模型端点进行连接，至此完成室内外一体化三维融合路网模型搭建；

3.2)在ArcGIS中，对上述室内外一体化三维融合路网模型赋予成本属性字段，包括路径长度、预计消耗时间；

3.3)将室内外一体化三维融合路网模型与步骤1)获得的一体化建筑物三维模型进行配准,实现室内外一体化三维融合路网模型与三维模型的融合，使得所得到的规划路径具有良好的视觉效果。

4)确定位于室内外一体化三维融合路网模型中的起始点位置，采用ArcGIS中最近设施点分析工具，基于室内外一体化三维路网模型实现应急处置路径规划；

具体方法如下：

4.1)在ArcGIS中，基于室内外一体化三维融合路网模型设置网络数据集；

4.2)依据所设置的室内外一体化三维融合路网模型的网络数据集，确定两点的位置参数，其中一个点是室内突发事件发生位置即起始点位置，另一个点是室外应急救援人员位置，若两点位于路网模型上，那么点的位置参数能够直接使用，若两点不在路网模型上，设置点与路线间的拓扑容差，自动识别路网模型上距离该点最近的位置；之后调用最近设施点分析工具，创建最优路径分析图层，求解出两点间的最短路径作为应急处置路径，并分析两点间的成本值；

4.3)若上述应急处置路径中出现障碍点，在应急处置路径上添加障碍设施，重新调用最近设施点分析工具，求解出两点间顾及障碍的最短路径作为应急处置路径，由此完成二次应急处置路径规划。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

现以某建筑物及其周围环境作为研究与分析对象，利用本发明方法实现基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划，其总体技术流程为：

1)分别对该建筑物室内外环境进行三维建模，对建筑物模型进行文件格式转换处理，并将完成数据格式转化的建筑物三维模型与建筑物周围环境三维模型进行融合配准(见图1)；

2)根据该建筑物各楼层室内可通行区域，构建不同区域的路网即网格路网与拓扑路网，并实现网格路网与拓扑路网的融合，同时将楼梯进行三维线化处理，实现各楼层路网连接，同时，将室内三维路网与室外路网连接，对室内外一体化三维融合路网模型赋予成本属性字段，以促进规划路径的对比。(见图1)；

3)校准三维路网与三维模型，开展基于三维路网的室内外一体化应急处置路径规划分析(见图1与图11)。

在步骤1)中：

(a)建筑物三维模型搭建

AutoDesk Revit建模软件可自行设计的建筑“族库”，同时软件自身带有图像捕捉和众多建筑构建设计功能，所搭建的模型具有一定的空间拓扑结构。将建筑物各楼层的平面工程图纸导入软件中，按图中墙体、楼梯的各参数绘制建筑墙体与楼梯结构，按图中支撑柱与梁的各项参数绘制建筑柱梁结构。在软件中根据建筑的窗户与门的各项尺寸，绘制门窗“族”并保存，然后直接根据门窗的位置，调用“族”文件，单击放置即可。此时建筑物三维模型搭建完毕(见图2)。

(b)建筑物周围三维环境建模

Esri CityEngine软件识别地图卫星影像中建筑区域，得到二维平面数据，EsriCityEngine可以利用二维数据快速批量化地创建三维场景。它的创建过程主要是通过编写CGA规则(调用规则函数)，完成建筑各项属性参数的设计，最终实现室外三维场景的批量化构建，构建过程中可自行设计建筑外观，实现渲染。最终完成建筑物周围三维场景搭建(见图2)。

(c)建筑物三维模型的数据转换及模型融合

由于AutoDesk Revit所导出的文件格式无法直接在ArcGIS中加载，所以，本发明在目前研究成果的基础上提出基于FME软件实现三维模型文件数据格式转换，通过转换流程设置，添加相关属性，将.rvt格式文件作为数据源，输出为.shp格式文件。将完成数据格式转化的建筑物三维模型与建筑物周围环境三维模型实现在ArcGIS中融合(见图3与图4)。

在步骤2)中，对于室内路网：

(a)将建筑物各楼层的CAD工程图纸加载到ArcGIS中，在图纸范围内，按属性信息，绘制各楼层室内可通行区域，对于在某些位置精度要求高的区域采用网格路网，对于位置精度要求较低的区域采用拓扑路网，实现寻路精度与速度的耦合。对于建筑室内空间区域一般房间内部障碍物众多，位置精度要求较高，采用网格路网，网格路网的绘制是采用ArcGIS中“渔网”等工具集来实现的；而建筑内部公共走廊区域一般为运输作用，障碍物较少，通过拓扑路网表示该走廊的区域可达性即可，拓扑路网的绘制是采用ArcGIS中“TIN”等相关工具集来实现的。通过连接两路网最近相邻点实现两路网融合，同时，将楼层路网进行校准处理，完成各楼层路网搭建。(见图5、图6与图7)

(b)按照建筑物楼层高度，将搭建完成的各楼层路网与抽象提取的楼梯中心线赋予高程属性字段，实现建筑物室内三维楼层路网的搭建。(见图8)。

在步骤2)中，对于室内外一体化三维融合路网：在ArcGIS中目标建筑周围的地图卫星影像，并与完成搭建的室内路网进行配准。室外路网是基于地图卫星影像上的道路影像进行绘制，室外路网与建筑物一楼路网的位于同一水平面上，以建筑物一楼安全出口处的室内路网为连接点，与室外路网连接，完成建筑物室内一体化三维融合路网模型搭建(见图9)。

在步骤2)中，利用ArcGIS中图层属性表的编辑功能，对已搭建完成的路网赋予成本属性字段，如路径长度、时间。见表1。

表1、路网模型的成本属性设置

在步骤3)中，将搭建完成的三维路网模型与建筑物三维模型一起加载到ArcGIS中，调用校准工具，实现它们之间的校准，达到两部分融合效果(见图10)。

在步骤3)中，在三维融合路网模型中确定突发事件及应急处置人员的位置。调用ArcGIS中最近设施点分析功能，实现最优应急处置路径规划，同时实时更新路况信息，一旦路径发生阻碍，在路网上添加障碍点，将对路径进行重新规划(见图11、12)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法，所述方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)利用AutoDesk Revit搭建建筑物三维模型，然后利用FME将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换成.shp格式；利用Esri CityEngine批量搭建建筑物周围环境三维模型并进行渲染处理；之后，在ArcGIS中将格式转换后的建筑物三维模型和建筑物周围环境三维模型集成，实现建筑物及其周围环境一体化三维模型的搭建；

2)在ArcGIS中导入建筑物各楼层平面工程图纸，利用ArcGIS实现各楼层路网搭建，同时，将各楼层路网赋予新的高程属性字段，获得各楼层三维楼层路网模型；通过将各楼梯抽象为线，将各楼层三维路网连接在一起，获得室内三维路网模型；

3)在ArcGIS中加载建筑物周围环境的卫星地图获得室外三维路网模型，然后将室外三维路网模型与上述室内三维路网模型连接，获得室内外一体化三维融合路网模型，并对室内外一体化三维路网模型添加成本属性信息；之后将室内外一体化三维路网模型与上述一体化建筑物三维模型融合；

4)确定位于室内外一体化三维路网融合模型中的起始点位置，采用ArcGIS中最近设施点分析工具，基于室内外一体化三维路网模型实现应急处置路径规划；

其特征在于:在步骤1)中，所述利用AutoDesk Revit搭建建筑物三维模型，然后利用FME将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换成.shp格式；利用Esri CityEngine批量搭建建筑物周围环境三维模型并渲染；之后在ArcGIS中将格式转换后的建筑物三维模型和建筑物周围环境三维模型集成为一体化建筑物三维模型的具体方法如下：

1.1)将建筑物各楼层平面工程图纸加载到AutoDesk Revit中，依据各楼层平面工程图纸中的建筑信息，选用AutoDesk Revit中墙体、楼梯、屋顶在内的工具，并设置其属性值，完成建筑物基本框架搭建；然后按照各楼层平面工程图纸中门、窗的基本信息，在AutoDeskRevit中单独绘制门、窗样式，并作为“族”文件保存在“族库”中，调用设计好的门窗“族”文件，直接在工程图纸上对应的位置单击放置，由此完成建筑物三维模型搭建；

利用FME通过转换流程设置，添加相关属性，将建筑物三维模型的文件格式从.rvt格式转换为.shp格式；

1.2)利用Esri CityEngine自带的卫星地图，截取建筑物周围环境的卫星地图影像并导入Esri CityEngine中，然后由Esri CityEngine利用卫星地图影像的特征识别建筑物区域，形成二维平面；

之后运用CGA语法规则库，调用attribute函数对建筑楼层数和楼层高度进行赋值，同时对每个楼层的宽度、高度、墙面在内的特征信息进行定义；调用lot规则中extrude函数对建筑物高程进行赋值；运用Building规则中comp(f)函数和FrontFacade规则中spl it()函数将建筑物外表面按比例分割为多个面，作为门、窗户在内的构件；运用Roof规则对建筑物屋顶进行搭建；基于各类样式图片，调用texture函数，对建筑物进行纹理贴图即渲染处理；最后将上述函数规则集成为一段编代码，并赋值到上述二维平面，最终完成建筑物周围环境三维模型搭建及渲染；

1.3)最后将步骤1.1)中获得的完成格式转化的建筑物三维模型与步骤1.2)中获得的建筑物周围环境三维模型导入到ArcGIS中并进行相关配准处理，由此集成为建筑及周围环境一体化三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法，其特征在于：在步骤2)中，所述在ArcGIS中导入建筑物各楼层平面工程图纸，利用ArcGIS实现各楼层路网搭建，同时，将各楼层路网赋予新的属性字段，获得各楼层三维楼层路网模型；通过将各楼梯抽象为线，将各楼层三维路网连接在一起，获得室内三维路网模型的具体步骤如下：

2.1)分别将建筑物各楼层平面工程图纸加载到ArcGIS中，在图纸标注范围内，绘制室内各楼层可通行区域；对于建筑物内障碍物众多因而位置精度要求较高的空间区域，采用ArcGIS中的“渔网”等工具绘制网格路网；对于建筑物内障碍物较少因而位置精度要求较低的空间区域，采用ArcGIS中的“TIN”等工具绘制拓扑路网；最后连接上述网格路网和拓扑路网中最近相邻点而融合成各楼层路网，并进行校准；

2.2)按照建筑物楼层楼板高度，将上述各楼层路网赋值高程属性字段，完成三维楼层路网模型的搭建；之后通过提取各楼层之间的楼梯中心线并赋值“高程”属性字段，实现三维楼梯模型搭建，最后利用三维线化楼梯模型将各三维楼层路网模型连接在一起，获得室内三维路网模型。

3.根据权利要求1所述的基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法，其特征在于：在步骤3)中，所述在ArcGIS中加载建筑物周围环境的卫星地图获得室外三维路网模型，然后将室外三维路网模型与上述室内三维路网模型连接，获得室内外一体化三维路网模型，并对室内外一体化三维路网模型添加成本属性信息；之后将室内外一体化三维路网模型与上述一体化建筑物三维模型融合配准而获得室内外一体化三维路网模型的具体方法如下：

3.1)在ArcGIS中导入建筑物周围环境的卫星地图，并与上述室内三维路网模型进行配准，然后按照卫星地图中建筑物周围环境的道路情况进行室外路网模型绘制，同时将室外路网模型与位于建筑物一楼安全出口处的室内三维路网模型端点进行连接，至此完成室内外一体化三维融合路网模型搭建；

3.2)在ArcGIS中，对上述室内外一体化三维融合路网模型设置成本属性字段，包括路径长度、预计消耗时间；

3.3)将室内外一体化三维路网模型与步骤1)获得的一体化建筑物三维模型进行融合配准,实现室内外一体化三维融合路网模型与建筑及周围环境三维模型的融合。

4.根据权利要求1所述的基于三维融合路网的室内外一体化应急处置路径规划方法，其特征在于：在步骤4)中，所述确定位于室内外一体化三维融合路网模型中的起始点位置，采用ArcGIS中最近设施点分析工具，基于室内外一体化三维路网模型实现应急处置路径规划的具体方法如下：

4.1)在ArcGIS中，基于室内外一体化三维融合路网模型设置网络数据集；

4.2)依据所设置的室内外一体化三维融合路网模型的网络数据集，确定两点的位置参数，其中一个点是室内突发事件发生位置即起始点位置，另一个点是室外应急救援人员位置，若两点位于室内外一体化三维融合路网模型上，那么点的位置参数可直接使用，若两点不在室内外一体化三维融合路网模型上，设置点与路线间的拓扑容差，自动识别室内外一体化三维融合路网模型上距离该点最近的位置；之后调用最近设施点分析工具，创建最优路径分析图层，求解出两点间的最短路径作为应急处置路径，并分析两点间的成本值；

4.3)若上述应急处置路径中出现障碍点，在应急处置路径上添加障碍设施，重新调用最近设施点分析工具，求解出两点间顾及障碍的最短路径作为应急处置路径，由此完成二次应急处置路径规划。