朱 豫，周京春

地下建筑物室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖的構(gòu)建

朱 豫，周京春

（云南師范大學(xué) 地理學(xué)部/云南省高校資源與環(huán)境遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/云南省地理空間信息工程技術(shù)研究中心, 昆明 650500）

在大型建筑地下空間事故中逃生是涉及空間數(shù)據(jù)模型構(gòu)建、空間路徑化和疏散路徑規(guī)劃，綜合建筑、人和災(zāi)情態(tài)勢因素相互作用的復(fù)雜科學(xué)問題。針對目前已有的地下室內(nèi)空間數(shù)據(jù)模型缺乏描述室內(nèi)災(zāi)害事件、地理實(shí)體動(dòng)態(tài)語義特征的情況，從地下建筑物功能和結(jié)構(gòu)特征出發(fā)，從幾何、語義和時(shí)態(tài)3個(gè)角度設(shè)計(jì)了一種突出災(zāi)情語義、面向地理實(shí)體對象的部件級地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)模型，并形成物理數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合約束德勞奈（Delaunay）三角形剖分的思想實(shí)現(xiàn)室內(nèi)3維疏散引導(dǎo)地圖的高效構(gòu)建，為復(fù)雜地下建筑物災(zāi)害事件發(fā)生時(shí)室內(nèi)空間的路網(wǎng)快速構(gòu)建和表達(dá)提供參考。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法構(gòu)建的室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖可行、高效，可支撐后續(xù)疏散路徑規(guī)劃的研究。

地下建筑物；時(shí)空語義數(shù)據(jù)模型；災(zāi)害語義；約束德勞奈三角剖分；室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖

0 引言

我國自“十二五”以來，大力開發(fā)和深層次挖掘地下空間資源已成為城市可持續(xù)發(fā)展的必由之路和戰(zhàn)略需求[1]。地下室內(nèi)空間與室外空間在空間尺度、空間組成要素、空間約束上存在顯著區(qū)別[2]，具有空間封閉性、氣密性等特點(diǎn)[3]，使得復(fù)雜地下空間中的災(zāi)害逃生變成了一場無序的求生博弈。為此，需要及時(shí)掌握建筑結(jié)構(gòu)、功能分區(qū)、消防設(shè)備的分布、消防通道的可通行狀態(tài)及其與其他地下空間的連通狀況等數(shù)據(jù)，并建立以地下建筑物為單位的部件級的室內(nèi)空間數(shù)據(jù)模型和路網(wǎng)模型，從而動(dòng)態(tài)、科學(xué)地對地下突發(fā)事故進(jìn)行評估并施行有效的救援。

室內(nèi)空間數(shù)據(jù)模型從面向位置服務(wù)的角度出發(fā)可分為3種：幾何模型[4-6]、符號模型[7-11]和混合模型[12-15]。幾何模型關(guān)注建筑實(shí)體的空間位置信息。符號模型關(guān)注室內(nèi)實(shí)體之間的連通性和可達(dá)性。后續(xù)為了滿足對位置服務(wù)的高精度、多情境、個(gè)性化和智能化等全方位要求提出了混合模型，通過在幾何空間層上疊加語義信息實(shí)現(xiàn)了路徑規(guī)劃、導(dǎo)航地圖和室內(nèi)定位等室內(nèi)空間位置服務(wù)。其中，室內(nèi)導(dǎo)航路網(wǎng)的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)位置服務(wù)的關(guān)鍵，這需要將建筑實(shí)體位置及其空間關(guān)系從空間數(shù)據(jù)模型中復(fù)原并抽取出來，通過提取路網(wǎng)將室內(nèi)空間路徑化。目前，學(xué)者們使用多個(gè)2維平面路網(wǎng)拼接表示3維空間路徑，從而提高3維空間的導(dǎo)航效率。根據(jù)構(gòu)建原則的不同將其路網(wǎng)構(gòu)建方法分為2種：一是規(guī)則柵格劃分[16-17]，多用于機(jī)器人導(dǎo)航與疏散仿真；二是不規(guī)則矢量網(wǎng)格劃分[18-19]，多用于室內(nèi)路徑規(guī)劃與導(dǎo)航。

雖然學(xué)者們針對室內(nèi)空間數(shù)據(jù)模型和室內(nèi)空間位置服務(wù)做了大量研究，但目前的研究還多停留在3維可視化和簡單查詢分析的層次，只適用于靜態(tài)、和平安全的環(huán)境，難以應(yīng)對室內(nèi)災(zāi)害高動(dòng)態(tài)環(huán)境變化所引發(fā)的建筑部件功能、狀態(tài)與生命周期的改變[20]。針對該問題，本文面向大型建筑公共地下空間，從導(dǎo)航和災(zāi)情語義的角度出發(fā)，考慮空間實(shí)體狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能隨災(zāi)害事件的演變過程而發(fā)生幾何、語義的動(dòng)態(tài)變化，研究地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建及其室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖的高效、自動(dòng)化生成方法，為將逃生的無序博弈變?yōu)閺?qiáng)干預(yù)的有效、快速的疏散提供參考。

1 顧及地下空間災(zāi)情語義的室內(nèi)時(shí)空數(shù)據(jù)模型

現(xiàn)有的地下建筑物室內(nèi)空間數(shù)據(jù)模型缺乏對室內(nèi)實(shí)體隨災(zāi)情演變動(dòng)態(tài)行為的時(shí)空語義表達(dá)，以及對室內(nèi)事故事件發(fā)生位置和發(fā)展態(tài)勢的時(shí)空語義表達(dá)，無法滿足地下空間室內(nèi)災(zāi)害動(dòng)態(tài)分析對建筑物結(jié)構(gòu)空間的特定需求。為此，本文采用基于本體的描述方法，以地下建筑物室內(nèi)特征對象為核心，構(gòu)建與室內(nèi)災(zāi)害應(yīng)急疏散相關(guān)的部件對象（例如防火分區(qū)、防火門、走道、樓梯、出口、監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備及其從屬、連通關(guān)系等）以及事故事件對象的數(shù)據(jù)模型，集語義、幾何和時(shí)態(tài)3個(gè)層次為一體，各層次之間相互關(guān)聯(lián)與轉(zhuǎn)換（如圖1所示），形成一個(gè)完整的地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)模型，定性、定量地表現(xiàn)室內(nèi)空間，并落地形成數(shù)據(jù)庫，以支持后續(xù)的室內(nèi)位置應(yīng)用和服務(wù)。

圖1 地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)模型

1.1 地下建筑物室內(nèi)語義數(shù)據(jù)模型

針對地下建筑物室內(nèi)特征實(shí)體的時(shí)空特點(diǎn)、信息分類、研究目標(biāo)和應(yīng)用需求，對建筑物室內(nèi)空間進(jìn)行語義劃分，采用混合本體的方法建立3個(gè)層次的語義模型（如圖2所示），并可形式化表示為一個(gè)三元組Semantic_Model={DO，TO，AO}。其中：DO表示領(lǐng)域本體；TO表示任務(wù)本體；AO表示應(yīng)用本體。

圖2 地下建筑物室內(nèi)語義層

1）領(lǐng)域本體層。考慮本體的靜態(tài)性，從地下建筑物的室內(nèi)功能和結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合人們對地下建筑物內(nèi)部空間的認(rèn)知?jiǎng)澐诸I(lǐng)域本體層次，包括出入口、容器、通道、附屬設(shè)施、障礙物、事件和規(guī)則6個(gè)領(lǐng)域本體，用來描述特定應(yīng)用情境下地下建筑物室內(nèi)空間對象的屬性、狀態(tài)、操作及其相互之間的關(guān)系，為動(dòng)態(tài)室內(nèi)導(dǎo)航提供空間推理機(jī)制和尋路條件，如表1所示。

2）任務(wù)本體層?？紤]本體的動(dòng)態(tài)性，從地下建筑領(lǐng)域本體的應(yīng)用場景和生命周期變化的特點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)其涉及的主要業(yè)務(wù)場景劃分任務(wù)本體，為形成不同應(yīng)用情境的子系統(tǒng)語義模型奠定基礎(chǔ)。

表1 領(lǐng)域本體層

3）應(yīng)用本體層。根據(jù)特定的應(yīng)用情境對地下建筑物室內(nèi)部件的狀態(tài)進(jìn)行粒度劃分，本文的劃分粒度如圖3所示。將每個(gè)應(yīng)用本體映射到地下建筑物室內(nèi)部件對象的幾何模型上，對其進(jìn)行顯式表達(dá)（物理實(shí)現(xiàn)），從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的地下建筑物室內(nèi)部件à地下建筑物室內(nèi)本體系統(tǒng)à地下建筑物室內(nèi)特征對象類庫à地下建筑物室內(nèi)時(shí)空對象的映射和轉(zhuǎn)換，將地下建筑物室內(nèi)實(shí)體部件的幾何特征、時(shí)間特征、語義特征有機(jī)地結(jié)合起來。

1.2 地下建筑物室內(nèi)幾何數(shù)據(jù)模型

精細(xì)的地下建筑物室內(nèi)幾何數(shù)據(jù)模型是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間位置服務(wù)的基礎(chǔ)。本文根據(jù)上述地下建筑物室內(nèi)語義數(shù)據(jù)模型中的領(lǐng)域本體來劃分和組織幾何數(shù)據(jù)模型，采用點(diǎn)、線、面3種幾何要素描述地下建筑物的室內(nèi)部件實(shí)體，并建立部件之間的拓?fù)湟?guī)則，其可形式化表示為一個(gè)二元組Geometry_Model={GE，TE}，其中：GE表示幾何要素的集合，是領(lǐng)域本體所對應(yīng)的空間區(qū)域和實(shí)體對象的集合；TE表示拓?fù)湟兀鞘覂?nèi)幾何要素之間拓?fù)潢P(guān)系的集合，來源于規(guī)則本體。

1.3 地下建筑物室內(nèi)時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)模型

地下建筑物室內(nèi)部件具有顯著的時(shí)間特征，會(huì)隨著其生命周期的展開而發(fā)生空間和語義的變化，例如地下功能子區(qū)的變化、通道通行方向的改變等。本文將地下建筑物室內(nèi)部件對象隨時(shí)間變化的信息與語義層中的任務(wù)本體映射，設(shè)計(jì)為規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)、建設(shè)施工時(shí)態(tài)、在用時(shí)態(tài)、在線監(jiān)測時(shí)態(tài)、運(yùn)行維護(hù)時(shí)態(tài)和事件時(shí)態(tài)6大主題進(jìn)行分類組織，每個(gè)地下建筑物室內(nèi)特征對象都具有時(shí)間表達(dá)和與時(shí)間相關(guān)的屬性表達(dá)2個(gè)組成部分，時(shí)間和屬性的表達(dá)層次將通過對象身份標(biāo)識號（identity, ID）與語義成分中的任務(wù)本體相關(guān)聯(lián)。

以事件時(shí)態(tài)為例, 事件指的是地下建筑物室內(nèi)部件在運(yùn)行過程中的異常狀況，事件時(shí)態(tài)反映地下建筑內(nèi)部事件的發(fā)生過程，通過設(shè)置一個(gè)事件時(shí)空對象類接收分析來自外界（人工輸入或物聯(lián)網(wǎng)接入等）的消息，并記錄和表達(dá)某一事件在某一時(shí)間點(diǎn)的態(tài)勢，進(jìn)而觸發(fā)領(lǐng)域本體的語義變化和幾何變化。在此類中，將地下建筑內(nèi)部發(fā)生的每件事件抽象為一個(gè)點(diǎn)事件時(shí)空對象，可形式化表示為一個(gè)二元組Event_Temporal_Object={SO,TO}，其中：SO表示事件空間對象，用來表達(dá)該事件某時(shí)刻引起語義或幾何信息變化的地下建筑物室內(nèi)部件，包括了對象ID、是否可通行等動(dòng)態(tài)屬性信息；TO是事件時(shí)態(tài)對象，用來表達(dá)在特定時(shí)間點(diǎn)上事件狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間語義，包括時(shí)態(tài)ID、事件ID、事件類型、事件等級、應(yīng)急預(yù)案等動(dòng)態(tài)屬性信息。通過設(shè)置事件時(shí)空對象類，完整地呈現(xiàn)事件的發(fā)生過程以及造成的建筑空間結(jié)構(gòu)和人的行為改變，為后續(xù)的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法提供導(dǎo)航規(guī)則和路線優(yōu)化參數(shù)。圖4以火災(zāi)事件為例，展示了事件時(shí)空對象的運(yùn)行機(jī)制。

圖4 事件時(shí)空對象的運(yùn)行機(jī)制

2 地下建筑物室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖

室內(nèi)空間相較于室外空間有著“路網(wǎng)模糊”的特性，且樓層在垂直和水平方向上通過樓梯和走廊等連接，形成了較室外空間更為錯(cuò)綜復(fù)雜的路網(wǎng)連通關(guān)系。如何合理地劃分地下建筑物的室內(nèi)空間，進(jìn)而高效地進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航是難點(diǎn)。本文從構(gòu)建地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)庫出發(fā)，引入“室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖”的概念，利用語義對地下空間區(qū)域通達(dá)性的描述形成道路約束，自動(dòng)化生成室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖，來解決這一難題。即采用格網(wǎng)法，以三角網(wǎng)格作為導(dǎo)航網(wǎng)格的最小單元，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中地下建筑物室內(nèi)部件的語義自動(dòng)化生成僅與疏散引導(dǎo)相關(guān)的初始可通達(dá)路網(wǎng)圖（室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖）；后續(xù)則以此圖為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫底層的即時(shí)語義轉(zhuǎn)換觸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖隨災(zāi)情的演變而動(dòng)態(tài)更新，形成一種高效、動(dòng)態(tài)、全自動(dòng)化的地下建筑物室內(nèi)導(dǎo)航方法。

2.1 地下建筑物室內(nèi)空間區(qū)域的劃分及數(shù)據(jù)庫建設(shè)

2.1.1 地下建筑物室內(nèi)空間區(qū)域劃分與索引

為了解決地下建筑物室內(nèi)空間劃分不明確、空間差別感弱且無明確指路標(biāo)識[21]的問題，本文結(jié)合語義模型對地下建筑物室內(nèi)空間進(jìn)行了細(xì)粒度劃分，充分考慮特定災(zāi)害情境下不同區(qū)域之間幾何結(jié)構(gòu)和區(qū)域功能的差別對地下建筑物室內(nèi)空間進(jìn)行劃分，將空間分為“地下建筑物-樓層子區(qū)-功能部件”3個(gè)嵌套層次，并建立空間區(qū)域索引快速選擇要素對象。

地下空間數(shù)據(jù)分布呈區(qū)域化，子區(qū)域分布密度不均且集中，可以結(jié)合建筑區(qū)域?qū)哟翁卣髟O(shè)計(jì)唯一要素標(biāo)識碼，并利用R樹（R-tree）最小限定矩形（minimum bounding rectangle, MBR）對區(qū)域位置進(jìn)行描述，依此建立的空間索引（如表2所示）可快速識別地下空間中的不同子區(qū)域，既解決了導(dǎo)航網(wǎng)格劃分的性能問題，又保留了其快速定位的優(yōu)點(diǎn)。

表2 地下建筑物室內(nèi)空間區(qū)域的空間索引

（續(xù)）

2.1.2 地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)庫

以地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)域空間索引形成地下建筑物室內(nèi)時(shí)空語義物理數(shù)據(jù)庫，采用微軟通道（Microsoft Access）MDB格式進(jìn)行儲(chǔ)存。地下建筑物室內(nèi)部件實(shí)體按照其空間特性從幾何層出發(fā)，將建筑物實(shí)體處理為點(diǎn)、線、面3種幾何要素類型（如表3所示）。

表3 數(shù)據(jù)要素類型和結(jié)構(gòu)

2.2 地下建筑物室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖的生成

2.2.1 室內(nèi)路網(wǎng)組織方式

地下建筑物的室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖是由整幢建筑中各樓層可通達(dá)路網(wǎng)連接組合成的，其面向室內(nèi)高動(dòng)態(tài)環(huán)境變化兼具水平方向的延伸和垂直方向的拓展，同時(shí)要求路網(wǎng)算法能全方位、多尺度和多粒度地刻畫室內(nèi)空間要素。目前不規(guī)則矢量網(wǎng)格劃分算法主要有：中軸變換[22]、可視圖法[23]和格網(wǎng)法[24]。

由于地下建筑物室內(nèi)空間實(shí)際上不存在真正理論意義上的道路地理要素，無法采用可視路點(diǎn)法和中軸變化法提取路點(diǎn)和中軸線；圖論法側(cè)重位置語義的表達(dá)，缺乏空間信息的展現(xiàn)，當(dāng)面對復(fù)雜空間尋路問題時(shí)顯得力不從心。以上3種方法在解決地下停車場這種大型開放空間，缺乏明顯地理空間分割要素的情況十分困難，相對而言，格網(wǎng)法針對地下建筑物室內(nèi)空間這種特殊情境十分適合。

格網(wǎng)單元的幾何形態(tài)可以劃分為三角形、正方形和六邊形3種，其中三角形作為最簡單的平面凸邊形，其面積小巧、高度獨(dú)立，網(wǎng)格內(nèi)任意二點(diǎn)連線可看作是最短路徑且都在其內(nèi)部。因此本文采用德勞奈（Delaunay）三角形作為路網(wǎng)的最小劃分單元格，利用約束Delaunay三角剖分（constrained Delaunay triangulation，CDT）[25-27]劃分路網(wǎng)，支撐后續(xù)各種路徑規(guī)劃算法的實(shí)現(xiàn)。

2.2.2 地下通道中心線拓展算法

在地下空間普查時(shí)，地下通道僅包含了中心線數(shù)據(jù)，在構(gòu)建路網(wǎng)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生2個(gè)問題：1）無法按照道路寬度還原真實(shí)的場景路網(wǎng)地圖，影響對道路人流量承載力的判斷；2）由于建筑部件獨(dú)立于樓層平面構(gòu)網(wǎng)，對于點(diǎn)數(shù)少于3的通道部件將無法構(gòu)網(wǎng)。針對上述問題需根據(jù)地下通道的中心線進(jìn)行邊線拓展。

同理可求出另一個(gè)端點(diǎn)的左、右偏移三維坐標(biāo)，從而獲得通道的邊界位置，如圖5所示。

圖5 某消防通道/滾梯拓展前后示例

2.2.3 路網(wǎng)生成算法

本節(jié)對平面區(qū)域進(jìn)行約束構(gòu)網(wǎng)。約束要素包括約束點(diǎn)、約束邊和約束面，用以表示數(shù)據(jù)庫中不可通行的建筑物，例如豎井、設(shè)備房等狹窄封閉無法跨越的空間。本文采用平面直線圖（planar straight line graph，PSLG）法（如圖6所示）對這些約束元素進(jìn)行了定義，在佩·查姆（PyCharm）平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于CDT算法的地下建筑物室內(nèi)路網(wǎng)圖的構(gòu)建（如圖7所示）。

圖6 某樓層離散點(diǎn)圖和PSLG特征

圖7 路網(wǎng)生成流程

2.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過路網(wǎng)生成算法實(shí)現(xiàn)了逐層、逐部件的自動(dòng)化生成地下建筑物的室內(nèi)疏散引導(dǎo)路網(wǎng)（如圖8所示，灰色部分為不可通行區(qū)域），隨后通過對通道、門等功能部件與各樓層建立拓?fù)潢P(guān)系，形成上下連通的初始態(tài)3維室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖。后續(xù)地圖的動(dòng)態(tài)變化可依靠路網(wǎng)生成算法通過區(qū)域索引和事件時(shí)空對象驅(qū)動(dòng)進(jìn)行局部的更新和刪除，實(shí)現(xiàn)面向地下建筑物室內(nèi)復(fù)雜場景的高效、動(dòng)態(tài)表達(dá)。

圖8 某樓層疏散引導(dǎo)路網(wǎng)

采用上述流程和方法對地下空間普查中實(shí)測的2個(gè)不同類型地下建筑物進(jìn)行了建庫和室內(nèi)疏散導(dǎo)航地圖的構(gòu)建實(shí)驗(yàn)。圖9為某3層地下商場及其附屬停車場；圖10為某住房小區(qū)地下3層停車場。證明了本方法的可行性和普適性，為后續(xù)突發(fā)地下空間事故時(shí)疏散路徑的規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖9 某地下商場3維疏散引導(dǎo)地圖

圖10 某小區(qū)地下停車場3維疏散引導(dǎo)地圖

3 結(jié)束語

本文的主要研究工作包含了二部分內(nèi)容：1）針對目前地下建筑物室內(nèi)空間數(shù)據(jù)模型缺乏災(zāi)害事件語義描述的情況，提出了一種顧及災(zāi)害語義的數(shù)據(jù)模型，集幾何、語義和時(shí)態(tài)一體對數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，并落地形成數(shù)據(jù)庫；2）在此基礎(chǔ)上，充分考慮地下建筑物室內(nèi)部件的幾何特征及其在區(qū)域上的分布特點(diǎn)，導(dǎo)入PSLG圖，結(jié)合CDT，自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)化生成地下建筑物室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖。實(shí)驗(yàn)表明，這種室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖的構(gòu)建方法是高效、可行、普適的，此方法從“導(dǎo)航網(wǎng)格”這一游戲智能尋徑的思想出發(fā)，將3維空間簡化為二維平面中含有地圖拓?fù)潢P(guān)系的三角格網(wǎng)集合，大大降低了由維度產(chǎn)生的算法復(fù)雜度，可為后續(xù)的尋徑算法，例如元胞機(jī)算法，提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

隨著室內(nèi)定位技術(shù)的不斷發(fā)展，地下應(yīng)急搶險(xiǎn)是一件分秒必爭的事情，對實(shí)時(shí)室內(nèi)導(dǎo)航的要求也隨之上升，尤其在地下空間突發(fā)災(zāi)害需要進(jìn)行人工干預(yù)和快速引導(dǎo)時(shí)，精密可靠的3維引導(dǎo)地圖和高效的尋徑算法尤為關(guān)鍵。本文研究的室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖提供了一種高效、高精度、即時(shí)性的地圖構(gòu)建思路；但針對更復(fù)雜的地下建筑物室內(nèi)場景，例如大型地下綜合體，還須進(jìn)一步實(shí)踐研究，以便尋徑算法為地下空間災(zāi)害情境下的人群提供精準(zhǔn)、及時(shí)、有效的空間指引。

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Construction of indoor evacuation guidance maps for underground buildings

ZHU Yu, ZHOU Jingchun

（Faculty of Geography,Yunnan Normal University/Key Laboratory of Resources and Environmental Remote Sensing for Universities in Yunnan/Center for Geospatial Information Engineering and Technology of Yunnan Province, Kunming 650500, China）

Escaping from a large building underground space accident is a complex scientific problem involving spatial data model construction, spatial pathing and evacuation path planning, and the interaction of integrated building, human and disaster posture factors. In response to the lack of existing underground indoor spatial data models describing indoor disaster events and dynamic semantic features of geographic entities, this paper designs a component-level underground building indoor spatio-temporal semantic data model highlighting disaster semantics and oriented to geographic entity objects from three perspectives of geometry, semantics and temporality from the functional and structural characteristics of underground buildings, and forms a physical database. On this basis, the idea of constrained Delaunay triangle dissection is combined to realize the efficient construction of indoor 3D evacuation guidance maps, which provides a new method for the rapid construction and expression of road networks in indoor space when disaster events occur in complex underground buildings. The experimental results indicate that the indoor evacuation guidance map constructed by this method is feasible and efficient, and can support the subsequent research on evacuation path planning.

underground buildings; spatio-temporal semantic data model; disaster semantics; constrained delaunay triangulation; indoor evacuation guidance maps

P228

A

2095-4999(2022)06-0097-10

朱豫，周京春. 地下建筑物室內(nèi)疏散引導(dǎo)地圖的構(gòu)建[J].導(dǎo)航定位學(xué)報(bào), 2022, 10(6): 97-106.（ZHU Yu, ZHOU Jingchun. Construction of indoor evacuation guidance maps for underground buildings[J]. Journal of Navigation and Positioning, 2022, 10(6): 97-106.）

10.16547/j.cnki.10-1096.20220613.

2022-07-04

云南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目（IRTSTYN）；云南師范大學(xué)青年科學(xué)基金項(xiàng)目（2019XJLK08）。

朱豫（1999—），女，云南昭通人，碩士研究生，研究方向?yàn)榭臻g信息服務(wù)。

周京春（1972—），女，河北新城人，博士，教授，研究方向?yàn)榭臻g信息服務(wù)和工程測量。