基于多Agent的三维城市规划辅助系统研究

论文摘要

近年来，随着城市化进程的不断加快，城市规划的计算机辅助设计越来越受到广泛的重视。通常的方法是使用多种辅助软件混合使用来进行城市规划和方案设计，但是存在诸多问题：无法支持动态的规划设计方法；评估环节机助能力不够；缺乏有效的海量空间地物数据管理和实时三维多比例尺度显示技术；多种软件间协同性不强等。 针对上述问题，本文所做的研究和探索如下： （1）交互式动态GIS评价模型。本文提出了一个基于反馈的交互式动态GIS评价模型，该模型将GIS技术和CAD技术结合起来并在不同层次上为规划设计人员提供足够的交互设置功能，为设计和实现专门针对城市辅助规划的软件系统提供了一个理想的功能模型和实现流程，并引入时空推理技术实现计算机模拟人类推理思维。 （2）多Agent时空推理技术及多Agent属性同步调整技术。本文将多Agent技术引入辅助规划系统中，把Agent作为辅助规划系统中的基本单位，通过时空推理规范给出多Agent的公共行为准则，通过自主Agent间交互属性调整实现规划方案作用之后城市受到影响和作用的结果的动态模拟，利用多Agent间的属性调整和协调完成对设计方案的自动评估，提高了软件自动化程度。 （3）三维空间对象层次细节比例变换综合算法。本文改进了三维GIS中空间地物对象的索引方式及质量选择参数，提出了对应的空间地物对象合并和选择算法，提出了基于IR-Tree的空间对象层次细节比例变换综合算法，提高了可视化效果，缩短了显示的响应时间。 （4）基于对象和Agent的计算机辅助城市规划系统。本文设计和实现了一个面向对象基于多Agent的计算机辅助城市规划系统CAUPS，该系统集成了GIS系统与CAD系统在城市规划设计中所使用到的功能，提供了智能规划方案自动评估功能，改变了传统城市规划中需使用多种不同软件协同设计的规划模式，实现了一种新的城市规划流程，提高了城市规划的效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景
• 1.2 城市规划辅助系统面临的挑战
• 1.3 本文的主要工作内容和贡献
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 相关研究工作综述
• 2.1 城市规划及其评估方法综述
• 2.1.1 中国古代城市规划思想的产生及其演变
• 2.1.2 国外城市规划思想的起源及其发展
• 2.1.3 现代城市规划理论及其评估方法概述
• 2.1.4 GIS技术与城市规划相结合的进程
• 2.2 常用城市规划辅助软件系统
• 2.2.1 GIS系统
• 2.2.2 CAD系统
• 2.2.3 GIS+CAD的不足
• 2.3 多Agent系统及其协调策略综述
• 2.3.1 Agent语言
• 2.3.2 多Agent系统结构
• 2.3.3 多Agent系统的协调策略
• 2.3.4 Agent技术在实践中的应用
• 2.4 空间对象综合技术综述
• 2.4.1 空间对象索引技术
• 2.4.2 空间对象综合技术
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于反馈的交互式动态GIS评价模型
• 3.1 引言
• 3.2 问题定义和描述
• 3.3 基于反馈的交互式动态GIS评价模型
• 3.3.1 模型概述
• 3.3.2 模型的设计模式
• 3.3.3 动态GIS及其交互技术
• 3.3.4 动态概念的分层描述
• 3.3.5 反馈式GIS模型
• 3.4 模型实现中的推理和规范
• 3.4.1 模型的几何空间定性推理过程
• 3.4.2 城市规划方案评估过程中的推理规范
• 3.5 基于反馈的交互式动态GIS评价模型的特征
• 3.5.1 对象性：规划对象和特征抽取及其属性变化
• 3.5.2 动态性：时间因素的处理方法
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于多Agent的动态评估实施与信息交互
• 4.1 引言
• 4.2 多Agent的通信机制
• 4.3 KQML解释器的设计与实现
• 4.3.1 词法分析
• 4.3.2 语法分析
• 4.3.3 语义解释和执行
• 4.4 多Agent的时空推理算法
• 4.5 多Agent的属性调整
• 4.6 属性调整策略
• 4.7 弱同步算法与强同步算法
• 4.7.1 弱同步算法
• 4.7.2 强同步算法
• 4.8 弱强同步算法实现流程
• 4.9 本章小结
• 第5章 基于IR-Tree的空间对象层次细节比例变换综合算法
• 5.1 引言
• 5.2 三维GIS的空间对象综合方法
• 5.2.1 空间要素的质量选取规则
• 5.2.2 空间要素的数量选取规则
• 5.2.3 空间要素的合并原则
• 5.2.4 空间要素的综合示例
• 5.3 基于IR-Tree的数据综合策略
• 5.3.1 IR-Tree生成算法
• 5.3.2 基于IR-Tree的空间要素动态综合算法
• 5.4 实验结果
• 5.5 应用实例
• 5.6 本章小结
• 第6章 基于对象和Agent的计算机辅助城市规划系统CAUPS
• 6.1 引言
• 6.2 CAUPS的系统结构
• 6.3 CAUPS的功能模块
• 6.3.1 实体定义系统
• 6.3.2 关系定义系统
• 6.3.3 辅助城市规划GIS系统
• 6.4 CAUPS中的评估模型
• 6.4.1 实体关系定义
• 6.4.2 模型的构成
• 6.5 CAUPS中Agent自定义系统的设计
• 6.5.1 ADS系统的整体框架
• 6.5.2 ADS的数据库结构
• 6.5.3 ADS的功能模块划分
• 6.6 CAUPS中评估模型定义系统的设计
• 6.6.1 关键词定义
• 6.6.2 语法解析及执行
• 6.7 应用实例
• 6.7.1 项目情况简介
• 6.7.2 CAUPS系统规划过程
• 6.8 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录
• CAUPS系统中相关表设计
• 评估模型中的关键词定义
• CAUPS系统开发GIS平台OpenMap介绍
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 攻读学位期间承担和参与的科研项目
• 致谢
• 个人简历