基于GIS校园地下管网三维可视化的研究
基于ArcGIS的地下管线三维可视化建模研究
![基于ArcGIS的地下管线三维可视化建模研究](https://img.taocdn.com/s3/m/b4ee49ff524de518964b7d54.png)
[ DO I ] 1 0 . 1 3 6 1 6 / j . c n k i . g c j s y s j . 2 0 1 7 . 0 5 . 1 9 1
【 文献标志码】 A
【 文章编号】 1 0 0 7 . 9 4 6 7 ( 2 0 1 7 ) 0 5 . 0 1 9 4 . 0 2
管点 , A B为管 线中心线 , 为管线 的直径 ( 如果管线 是圆管 ,
在二 维平面图上就难 以显示 出来 ,视 觉观 察效果无法满足需
求【 1 】 。
1 . 2 三 维数 据组 织
目前 , 对地 下管线 的探 测主要 是对管 线的深度 、 走向、 平
面位置等进行探索 , 分别使用点表和线表记录相关数 据。点表
l 工程建设与设计
l C o  ̄t r u c t i o n &D e s l g n F o r l  ̄ o j e c t
基于 A r c G I S的地下管线 三维 可视化建模研 究
Re s e a r c h o n t h e 3 D Vi s ua l Mo d e l i n g o f Und e r g r o u nd Pi p e l i ne Ba s e d o n Ar c GI S
t wo — d i me n s i o n a l p l a n e C n a n o t me e t t h e s i mul a t i o n r e q ui r e me n t s o f u n d e r g r o u n d pi pe l i n e s .T h e e me r g e n c e of 3 D v i s u a l i z a t i o n s o l v e s hi t s p r o b l e m a n d h a s a g o o d r e d u c t i o n e fe c t . I n hi t s p a p e r , t h r o u g h t h e mo d e l i n g o f t h e nd u e r g r o nd u t re h e — d i me ns i o na l p i p e l i n e t o f ur t he r ma k e he t
基于GIS的校园地下管网信息系统研究与设计
![基于GIS的校园地下管网信息系统研究与设计](https://img.taocdn.com/s3/m/48ee2b4f69eae009581becee.png)
用 。而 城市 地 下 管 线 采用 的传 统 的手 工绘 图 和管 理 手 段 , 已无 法 满 足市 政 建 设 的需 要 。一 个 现 代化 的城 市 或 地 区 , 建 设 一 个数 化 字 的 地 下 管 线 管 理 系 统 极 为 重 要 。GI S与 计 算 机技 术 的发 展 , 为建 立 这 样 的一 个 系统 提 供 了可行 的
条件。
因而 学 校必 须 改变 现 有 的管 网 管 理手 段 , 以提 高 管 网
管 理 的效 率 。因 此 必须 在 学 校 建 设 当 中 , 据 学 校 的 实 际 根 情 况 采 用 相对 经 济合 理 的 方 法 对 学 校 各 类 管 线 数 据 采 集 准 确 的 数 据 , 立 适 合 本 校 使 用 的 校 园 管 网 管 理 系统 , 建 从
——厂= 丽面 7__ 一 = = ]一
的得 到施 工数 据 , 因而 不 能 及 时 对 图纸 进 行 修 改 , 得 原 使
图 1 系统 架构
有 图纸失 去其 可 利 用 的价 值 ; 地 下 管 网 管 理 的 手 段 落 ④
后 。到 目前 为 止 , 院地 下 管 网的 资 料管 理 手 段 主 要 还 是 学
而 使 学 院 的 管 网管 理 实 现 科 学 化 和 自动 化 。
1 项 目背景
2
到 目前 为 止湖 南 城 市 学 院 还 是 基 本 采 用 传 统 的 管 理 方法 , 理 手 段 的 落 后 以 至 于 资 料 的 完 整 性 和 准 确 性 不 管
地下管线三维模型的构建与可视化技术研究
![地下管线三维模型的构建与可视化技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/ecca77287f21af45b307e87101f69e314332fa9c.png)
地下管线三维模型的构建与可视化技术研究地下管线是现代城市的重要组成部分,主要指燃气管线、给水管线、排水管线、通讯管线等。
这些管线往往深埋于地下,且网络复杂,使得在施工、维护和管理中存在一定的困难。
在实际工作中,通过采用三维模型的构建与可视化技术,可以有效地解决这些问题,提升工作效率和管理水平。
一、地下管线三维模型的构建地下管线三维模型的构建是通过对现场管线进行精确测量和数据采集,将所得数据进行处理和分析,并应用计算机技术实现管线的三维模型构建。
1.测量和数据采集对于地下管线的测量和数据采集,需要采用高精度的仪器,例如全站仪、激光扫描仪和雷达测距仪等。
通过测量得到地下管线的坐标、深度和管径等信息,同时还需要采集与管线相关的地形、地貌、建筑物等信息,以建立地下管线的完整三维模型。
2.数据处理和分析在数据采集完成后,需要对所得数据进行处理和分析,以生成可用于三维模型构建的数据。
数据处理和分析主要包括数据的清理、地形地貌的重建、管线的连通性分析等,以及通过数据挖掘等方法,发现和分析一些管线潜在的安全问题。
3.三维模型构建三维模型构建是将通过测量和数据采集得到的数据,通过计算机技术实现的管线的三维几何表示。
常用的三维模型构建方法有手工建模、有机形建模和参数化建模等。
二、地下管线三维模型的可视化地下管线三维模型的可视化是将建立好的地下管线三维模型,根据实际需求制作成可交互的三维模型,以方便施工、维护和管理工作的进行。
1.场景构建场景构建是将三维模型融入到实际场景中,使其更加真实可信。
场景构建包括建立地形地貌、建筑物、环境等。
常见的场景构建软件有3ds max、Maya等。
2.光照调节光照调节是为了增强场景的真实感,可以设置日光、环境光、衰减光等,以使得三维模型呈现出更加真实的效果。
3.材质制作材质制作是为了实现三维模型表面的质感,增强模型的真实感,例如管道、阀门等不同的部位可以设置不同的材质。
4.交互设计交互设计是为了实现用户与三维模型之间的交互功能,包括视角调整、缩放、旋转等,以方便用户对地下管线进行查看和管理。
地下管线的三维可视化研究
![地下管线的三维可视化研究](https://img.taocdn.com/s3/m/fa913e0158f5f61fb6366647.png)
地下管线的三维可视化研究摘要:地下管线是城市赖以生存的生命线,为了更好的为城市建设规划服务,适应现代化城市管理的需要。
地下管线是现代生产和生活中的-一个重要的基础设施,担负着信息传输、能源输送等基础工作。
在管线专题信息系统中,由于管线大多埋于地下,二维的图形显示缺乏直观性,人们很难对地下的空间布置情况进行认知,因此根据矢量地图对管线进行施工和维修时,会造成工作的不便,用三维图形显示就可以很好地解决这些问题。
关键词:地下管线三维可视化地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市的生命线。
建立科学、准确、完整、可视、智能的地下管线信息系统,是城市规划、建设和管理的迫切需要,是保障当前经济社会快速发展和百姓正常生产生活的重要支撑。
因此,为了更好的提升城市地下管理的管理效率,避免因城市建设而给城市居民的生活带来不便,也为了更好的节省国家财产以及资源,就需要建设一个专门用于城市地下管道管理的三维信息管理系统,以协助管理人员更好的规划地下管道线路,进而为城市提供更安全保障的良好服务。
一、地下管线三维可视化研究的意义城市地下管线是现代生产和生活中一个重要的基础设施,它和城市道路一样,担负着各种物质的输送、调配、各种通讯信息的传输等工作,是现代化城市的主要传输设备和重要的基础设施。
随着我国城市的飞速发展,旧管线更新、新管线设计施工、新区管线规划、高层建筑的地基处理等都需要准确掌握地下管线的现状。
而传统的以图纸、人工存档的方式造成的资料损坏、更新慢、查找难、空间信息精度低等缺点,不仅阻碍了城市建设的发展,而且还会造成极大的经济损失。
所以,改变管线的传统管理模式并充分利用计算机技术建立管线信息系统成为各城市迫切需要解决的问题。
城市现代化建设的发展对城市自来水事业提出了更高的要求,为跟上城市发展的步伐,适应供水管网的维护要求,许多城市采用地理信息系统(GIS)技术、互联网技术及信息管理技术实现了自来水管网信息管理和业务管理的科学化和现代化。
基于GIS的管道三维可视化技术研究
![基于GIS的管道三维可视化技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/c33befad18e8b8f67c1cfad6195f312b3069eb55.png)
基于GIS的管道三维可视化技术研究随着科技的发展,地理信息系统(GIS)在各个领域的应用也越来越广泛。
其中,管道行业也是一个重要的领域,通过GIS技术可以实现管道的三维可视化,为管道管理提供更加精确和有效的工具和方法。
本文将对基于GIS的管道三维可视化技术进行研究和探讨。
管道是重要的能源和物资输送通道,如石油、天然气、水资源等。
管道行业对管道系统的管理和维护非常重要,需要及时掌握管道的布局、状态和问题,提前预防和处理各种故障。
传统的管理方式使用二维地图显示管道信息和位置,这种方式存在信息表达能力、空间关系理解能力和操作性的局限性。
而基于GIS的管道三维可视化技术,可以将管道系统以三维的方式呈现,同时结合地理、地形和地下信息,提供更加全面、直观和精确的管道数据和空间分析。
其次,基于GIS的管道三维可视化可以实现管道的实时监测和状态管理。
通过传感器和数据采集设备,可以对管道的各项参数进行实时监测,并将数据传输到GIS系统中。
管道系统的实时数据可以以三维的形式呈现,包括管道的流量、压力、温度和振动等。
这样可以实时了解管道的运行情况,及时发现管道的故障和问题,并采取相应的措施。
同时,还可以对管道的维护和修复进行规划和管理,提高管道的安全性和可靠性。
另外,基于GIS的管道三维可视化可以进行管道冲突分析和空间冲突预测。
例如,在城市建设和基础设施规划中,需要考虑到管道系统的布局和位置,以避免与管道发生冲突。
通过GIS系统,可以将管道系统的三维数据与其他地理信息进行融合,并进行冲突分析和预测。
这样可以在规划过程中及时发现管道与其他建筑物、道路和地下设施的冲突,为规划者提供决策支持和优化方案。
总结起来,基于GIS的管道三维可视化技术可以提供更加全面、直观和精确的管道数据和空间分析。
它不仅可以改善传统的二维地图显示方式的局限性,还可以实现管道的实时监测和状态管理,以及进行管道冲突分析和空间冲突预测。
因此,基于GIS的管道三维可视化技术在管道行业具有广阔的应用前景,对于提高管道管理的效率和水平具有重要的意义。
地下管网三维可视化技术分析
![地下管网三维可视化技术分析](https://img.taocdn.com/s3/m/e26382f6162ded630b1c59eef8c75fbfc77d9490.png)
地下管网三维可视化技术分析摘要:为保障地下管网的安全,在实际的管理过程中,应通过恰当的方式对地下管网的实际分布状态进行识别和分析,提高管网控制效果。
本文就地下管网三维可视化技术进行分析,结合目前常见的三维可视化技术进行详细探究,并研究该技术在地下管网管理中的实际应用方式,进一步优化三维可视化技术水平,提高对地下管网的检测和管理效果。
关键词:地下管网;三维可视化技术;GIS系统引言:城市地下管网较为复杂,为避免管线之间出现互相影响的情况,应通过相关的技术对地下管线的实际分布和运行情况进行全面的探测和分析。
三维可视化技术的使用,能够直接展示出地下管网的实际情况,便于管理人员更加直观的对管网情况进行检查和分析,及时发现其中不合理情况,并结合实际变化情况制定相应的应对措施,保障地下管网的安全性。
1三维数据分析三维可视化技术在实施过程中,需要对数据进行虚拟化处理,将真实场景转化为数据后通过虚拟仿真技术构建相应的三维场景,便于管理人员对探测目标进行直观的观察和分析。
因此,实现三维可视转化的基础是对数据进行处理,通过对三维数据的分析,能够更好地识别数据,并进行调整和处理,得到相应的模型。
城市地下管网的分布较为复杂,但不同类型的地下管网分别为独立的系统。
因此,管网数据同样具有复杂的特点。
为降低地下管网三维数据的分析难度,可通过矢量数据或栅格数据等结构度数据进行表示,降低管网分析难度。
使用矢量和栅格数据处理方式与地图进行有机结合,能够在地图中展示出管网坐标,便于后续进行三维模型的构建,提高三维数据处理效率。
2地下管网三维可视化技术类型2.1基于GIS系统的可视化技术在构建三维GIS系统的过程中,需要利用相关的虚拟地球平台,或对探测区域进行大量的探测,结合探测结果构建专门的平台系统,便于查询城市范围内的地下管网情况。
在三维数据的基础上构建虚拟城市系统,利用系统数据库构建相应的可视化模型,支持管理人员对城市地下管线进行观察和管理。
基于三维GIS的校园地下管网管理系统设计与实现
![基于三维GIS的校园地下管网管理系统设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/0eccf091690203d8ce2f0066f5335a8102d26612.png)
47智能管廊NO.17 2020智能城市 INTELLIGENT CITY 基于三维GIS的校园地下管网管理系统设计与实现肖长伟 曲国鹏 李高锋 刘家兴(江苏建筑职业技术学院建筑工业化与信息化应用技术研究所,江苏 徐州 221116)摘 要:地下综合管网系统是校园的生命线,三维地理信息系统为校园地下管网的数字化管理提供先进的科学技术,利用地理信息系统在数字化、可视化和空间分析等方面的优势,实现校园地下管网综合系统的三维可视化、数字化,有助于学校管理者的管理、分析与决策。
文章以建筑学院地下管网综合系统为实例,对三维地下管网综合系统的开发进行探讨。
关键词:可视化;地理信息系统;综合地下管网;管理系统校园地下综合管网是一个极其庞大的系统,主要包括给排水管网系统(给水和排水)、电力系统、通信系统、供暖系统、以及工业管道系统等,是校园中基础设施的最重要的组成部分,是校园建设和发展的生命线。
在校园日常管理过程中,学校地下管线的种类非常多(给排水管线、暖气管线、电力管线等)、变动非常频繁、层次复杂,管理困难,校园的扩建和改建过程中需要对校园综合地下管网进行变线等施工,传统的方法不能对大量的各种类型的管线数据进行有效的管理,因此,如何开发一个校园地下管网综合系统,更好地为学校管理者提供可靠的分析与决策成为学校急需解决的重要课题[1-2]。
地理信息系统具有强大的网络分析、数字化、可视化和数据管理功能,可以用于三维地下综合管网的管理,随着三维地理信息系统技术的进步,该技术在学校三维地下管网综合系统中的应用正在成为一种趋势[3-4]。
三维校园地下管网综合系统不仅能够定义空间实体,而且还能够进行三维可视化、数字化、空间查询、空间分析和拓扑分析,三维地理信息系统对地下管网数据的表达更接近人的真实感受,利用三维地下管网综合系统可以把地下何种类型的管线立体化地表达出来,从而可以使不同类型的管线与其相关联的属性信息与空间信息关联起来,可以对相关的属性信息和空间信息在系统中进行空间查询、属性查询、统计分析、拓扑分析和空间分析。
基于ArcGIS的数字校园3维景观可视化
![基于ArcGIS的数字校园3维景观可视化](https://img.taocdn.com/s3/m/dbf410649b6648d7c1c74621.png)
传统校园的全面信息化是信息时代对校园建设尤其是高等院校信息化建设的必然要求,以数字化、网络化、可视化和智能化为基本特征的数字校园是一个基于传统校园的可扩展的开放的虚拟数字空间(Cyber-space)和柔性信息平台。
数字校园通过整合和共享各类信息资源,可以有效地扩展和提升传统校园的功能,最终实现科研、教学、管理和校园生活的全面信息化,这是校园信息化建设的高级阶段。
可视化是数字校园的高级技术特征之一,是实现虚拟校园空间的基础工作和必然要求,现实校园的三维可视化及其建模是数字校园建设的重要内容。
本文以ArcGIS系列软件对数字校园三维景观可视化作一探讨。
一、数字校园的3维建模方法传统的二维地图是以符号系统来表示地理信息的,其空间信息的水平化和地图内容的凝固化、静止化无法满足现代人的视觉心理和数字校园建设的需要。
为了更准确、形象地把真实校园展示出来,需要建立三维景观图来代替二维线划图。
3维景观图以直观的3维地形、地物代替了抽象的地图符号,这就使得地图进入了动态化、时空变换、多维的可交互的地图时代。
因此,将3维景观图作为地理信息系统中的又一个专题图层将是一种必然的趋势,为3维GIS建立相应的3维景观图已是摆在我们面前的重要任务。
解决这个问题大致有如下的方法。
1.直接使用3D软件著名的3D建模软件有AutoCAD、3DMAX、美国UGA公司的UG软件,用它们可以直接做出比较逼真的3维模型,但它们所使用的坐标系统是笛卡尔平面坐标,与真实的地理空间很难关联,生成的数据很难进入GIS,因为GIS中的空间对象都是使用大地坐标;对于大范围区域,如果每个地物目标都这样建模不仅费时,而且也不实际。
2.应用MultigenCreator等虚拟现实软件MultigenCreator软件具有简单、直观的交互能力,运行在所见即所得、3维、实时的环境中,它的每一种实现都包含了一个共同的用户接口和一个适应特定平台的特殊子系统;更重要的是它建立的3维模型尺寸较小,从而不会影响虚拟环境的实时性能。
基于3D GIS技术的城市地下管网管理系统设计
![基于3D GIS技术的城市地下管网管理系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/e2342c3903020740be1e650e52ea551810a6c91e.png)
基于3D GIS技术的城市地下管网管理系统设计地下管网是一个城市不可或缺的基础设施,其包括供水、排水、燃气、电力、通讯等各种管线,这些管线交织在城市的地下,在城市的正常运转和人们的生活中扮演着非常重要的角色。
然而,这些管线的管理却是一个非常复杂的问题。
传统的地下管网管理方式往往依赖于人工、纸质资料等,难以做到快速、准确、全面地管理,已经无法满足现代城市的需求。
基于3D GIS技术的城市地下管网管理系统,正是解决这一问题的重要手段。
一、3D GIS技术的基本概念3D GIS技术是在传统GIS(地理信息系统)的基础上,增加了三维地理信息处理功能的一种技术。
借助于3D GIS技术,用户可以通过三维可视化技术来实现对地面和地下信息的全方位展示和可视化。
相比于传统GIS,3D GIS技术在定位、测量、分析等方面更加精确、全面,也更加逼真直观。
二、基于3D GIS技术的城市地下管网管理系统设计的应用基于3D GIS技术的城市地下管网管理系统设计,可以实现多维信息的高效管理,既有地下管线的三维模型,又有地理数据的数字化地图、图标等,还有管线的实时数据监测,可视化数据分析等。
这一系统的应用,可以大大提高城市地下管网的管理和维护效率,为城市的可持续发展提供了更好的基础设施支持。
1、地下管线三维模型的建立通过3D扫描技术,可以对城市中的地下管线进行扫描,然后将扫描数据导入到3D模型中,形成各种管线的三维模型。
这一模型提供了全面、直观和逼真的视觉展示,方便用户观察和分析各种管线的运行状态。
2、数字化地图的基础数据建立数字化地图可以整合各种地理信息,包括道路、建筑等基础信息,为城市道路上的地下管线的运维提供了定位、监测等基础的服务。
以2D背景地图为基础,借助于3D GIS技术,设计师可以在二维地图的基础上添加3D图标、标识等,方便用户了解更多管线信息。
3、地下管线数据实时监测灵活多样的传感器技术,可以帮助用户实时监测各个管线的运行状态、压力、温度等参数,将数据实时同步至系统,方便用户及时了解地下管网的运行状态,提高预警机制的准确性。
如何利用测绘技术进行地下空间三维模拟与可视化
![如何利用测绘技术进行地下空间三维模拟与可视化](https://img.taocdn.com/s3/m/393f81a118e8b8f67c1cfad6195f312b3069eb52.png)
如何利用测绘技术进行地下空间三维模拟与可视化地下空间是指地球表面以下的空间,它包括各种地下结构,如地下管网、地下洞穴、地下车库等。
利用测绘技术进行地下空间的三维模拟与可视化,可以为城市规划、建筑设计、地质勘探等领域提供重要的参考和决策支持。
本文将探讨如何应用测绘技术进行地下空间的三维模拟与可视化。
地下空间的三维模拟与可视化可以通过测绘技术中的遥感、地理信息系统(GIS)和激光雷达等手段来实现。
首先,遥感技术可以通过卫星或无人机获取地下空间的遥感影像,如红外遥感影像、高分辨率遥感影像等。
这些遥感影像可以提供地下空间的各种信息,如地下管网的位置、洞穴的大小和形状等。
然后,通过GIS技术,可以将遥感影像与其他地理信息进行集成,形成一幅完整的地下空间三维模型。
最后,利用激光雷达技术对地下空间进行精确测量,获取地下空间的准确形状和尺寸数据。
在地下空间的三维模拟与可视化中,建立准确的地下管网模型是非常重要的。
地下管网是城市基础设施的重要组成部分,对于城市的正常运转和发展至关重要。
利用测绘技术可以实现对地下管网的快速建模和动态监测。
通过遥感影像和激光雷达技术,可以获取地下管道的位置、管径和材质等信息,并将其融合到三维模型中。
同时,通过GIS技术可以实现对地下管网的实时监测和管理,及时发现和解决管道的故障和泄漏等问题,提高城市基础设施的运行效率和安全性。
此外,地下空间的三维模拟与可视化还可以应用于地质勘探和矿产资源开发等领域。
通过激光雷达技术可以获取地下空间的物理属性和构造特征,如岩层的厚度、断层的位置和走向等。
这些信息对于地质勘探和矿产资源开发具有重要的指导作用。
通过三维模拟和可视化技术,可以直观地展示地下地质结构的复杂性和变化规律,为地质工程师和矿业开发者提供科学依据和决策支持。
除了在科学研究和工程实践中的应用,地下空间的三维模拟与可视化还可以广泛应用于城市规划和建筑设计中。
通过测绘技术可以获取地下空间的各种信息,如地下设施的位置和形状、地下水位和地下土壤的物理性质等。
基于GIS的校园综合管网管理系统设计与研究
![基于GIS的校园综合管网管理系统设计与研究](https://img.taocdn.com/s3/m/f84abac4690203d8ce2f0066f5335a8102d266ab.png)
基于GIS的校园综合管网管理系统设计与研究随着信息技术的不断发展,校园综合管网管理系统已经成为提高校园管理效率、实现校园一体化管理的重要工具。
基于地理信息系统(GIS)的校园综合管网管理系统,能够实现对校园资源的全面管理和优化利用,提高校园管理的科学化和智能化水平。
本文将针对基于GIS的校园综合管网管理系统设计与研究,进行详细阐述和探讨。
一、系统设计1.系统架构设计基于GIS的校园综合管网管理系统的架构包括数据采集、数据处理、数据分析和数据展示四个核心模块。
数据采集模块负责收集校园各类资源信息,包括建筑物、管线网络、绿化等;数据处理模块对采集到的数据进行清理、整理和存储;数据分析模块通过GIS技术对数据进行分析和优化,为决策提供科学依据;数据展示模块通过地图展示、报表生成等方式,将分析结果直观展示出来。
2.功能设计系统的主要功能包括资源管理、设备监控、故障预警和维修管理等。
资源管理功能用于管理校园内的各类资源信息,包括建筑物、设备、管线等;设备监控功能可以实时监控校园内各类设备的运行状态,及时发现异常;故障预警功能通过数据分析,提前发现管网设备存在的故障隐患,并进行预警提示;维修管理功能用于安排维修人员对设备进行维修保养,确保设备的正常运行。
二、系统研究1.GIS技术在校园综合管网管理中的应用GIS技术将地理空间信息与属性信息进行无缝整合,能够实现对校园内资源的空间分析和智能管理。
通过GIS技术,可以实现对校园内建筑物、设备、管线等资源的空间定位和关联,快速查找和定位资源信息,提高管理效率。
2.管网管理系统的应用案例研究以高校为例,通过引入GIS技术,建立了基于GIS的校园综合管网管理系统。
通过系统的应用,实现了对校园资源的全面管理和优化利用,提高了校园管理的科学化和智能化水平。
系统的应用效果良好,得到了校园管理部门和师生的一致好评。
三、系统优势1.管网管理的全面性:基于GIS的校园综合管网管理系统能够有效管理校园内的各类资源信息,全面掌握校园内资源的分布和状态。
虚拟现实技术下地下管网可视化三维模型的构建与算法分析
![虚拟现实技术下地下管网可视化三维模型的构建与算法分析](https://img.taocdn.com/s3/m/6f5a9a2beffdc8d376eeaeaad1f34693daef10cf.png)
虚拟现实技术下地下管网可视化三维模型的构建与算法分析电力管网是保证和支撑百姓生产、生活的重要基础设施,也是现代化城市高质量、高效率运转的基本保证。
当前国家建设的地下电力管线主要是用PVC套管包裹的电线电缆,通过AutoCAD完成对套管和电线电缆走向、截面图的绘制,用Excel进行填写资料存档。
该方法存在诸多缺点:直观性不高,维护难度大,工作频繁重复,资料库信息可靠性低等等。
所以容易造成地下电力管线数据库的缺失和管理出错,对电网的安全有效运行存在潜在的隐患。
为了更好地完善电力管网系统,本文对地下管网可视化三维模型的构建与算法分析展开研究。
地下电力管线的建设具有多样化特征,各供电公司没有系统整理成套的地下电力管线现状图。
因为地下电力管线具有隐蔽性特点,随着时间的推移,电力管线的使用和建设情况都难以摸清,甚至无法考证。
这样就会导致供电公司的管理者与操作人员很难及时了解到电力管线的实际情况,也无法知晓电力管线的空间位置分布与使用情况,难以对电力管线的大量数据进行有效的管理;另外,供电公司对地下电力管线的建设投资没有充分的利用,造成资源浪费,而且给电力电缆线路的施工和合理的规划带来了不便。
传统办理业务的方式就是通过审批纸质档来完成的,存在文件审批时间长、工作处理环节较多等不足。
此外,因为缺乏灵活可靠的信息化技术对系统业务的管理,容易造成业务办理的延期。
本文为了解决上述的问题进行一系列的研究。
所设计的系统以前沿的VR-GIS技术为载体,将地下电力管网的相关信息存入计算机管理系统中,从而建立完整系统的的电力管线数据库,并进行数据的实时更新、共享和统计分析及显示,建立电力管线专业管理平台,较好的实现各部门之间的资源分享和电力管网科学、动态的可视化管理。
通过系统的建设使用,能有效的加强对地下电力管线的管理,快速的掌握电力管线的建设和使用情况等,并能更加科学的规划未来的管线建设;还能够有效降低己有管线的浪费,避免将已建管线遗忘而不能有效利用的情况,可以辅助规划工作人员合理的规划管线建设的方案,可以以最短路径的路线来建设管线,减少管道建设的投资,使地下管线的管理更加有序,利于企业的管线规划、建设、运行及维护。
浅析GIS三维可视化在城市地下管线信息系统中的应用
![浅析GIS三维可视化在城市地下管线信息系统中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/016230c8f12d2af90342e666.png)
第三个亮点是管线应急事件处理。一旦发生供水管线爆管、燃气管线泄漏等事故时,系统可根据事故位置快速定位,以便找到相应的控制阀门,减轻事故的损失。
四、城市地下管线信息系统及三维可视化的意义
二、城市地下管线信息系统的发展
2.1基本概念
三维城市地下管线信息系统是地理信息系统的一部分,城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体,GIS软件为平台的应用型技术系统,整合城市地下综合管线数据资源,实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能,形成一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线信息系统。
浅析GIS三维可视化在城市地下管线信息系统中的应用
摘要:本文介绍了三维GIS可视化研究发展现状,城市地下管线信息系统的发展,并以三维GIS为基础介绍了三维可视化在城市地下管线信息系统中实现的流程,最后对三维可视化在GIS系统中的前景进行了展望。
关键词:数字城市;城市地下管线信息系统;可视化建模
语言和地图是人类信息交流的主要方式,计算机图形软硬件技术的发展,为快速实时、高效的图形图像显示与处理提供了条件。1987年,美国国家科学基金会的图形图像专题讨论组,提交的报告中首次引用了“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)”一词。从而开始了这一门新兴技术的发展,随着GIS技术的发展,矿山、地质、海洋等地学领域的实践需求,三维GIS的可视化已成为当前GIS的研究热点。
首先,已有地下管线数据采集标准不统一;
其次,已有地下管线数据的动态更பைடு நூலகம்不及时;
基于三维GIS的地下管线系统研究与实现研究
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基于三维GIS的地下管线系统研究与实现研究发表时间:2017-10-13T14:22:26.047Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第12期作者:薛春月司殿臣[导读] GIS系统是指以计算机为基础,通过采集数据,对数据进行整合分析。
保定金迪地下管线探测工程有限公司河北省保定市 071000摘要:随着城市现代化进程的推进,传统的地下管线的管理模式已无法满足城市发展的需要以及政府相关部门和地下管线公司的管理需要,改善地下管线系统已迫在眉睫。
本文以相关理论入手,分析了技术基础要求,对GIS系统进行相关设计,最终实现三维GIS模式下的城市地下管线系统。
关键词:三维GIS;地下管线;系统研究与实现引言在GIS系统操作过程中,首先应建立数据库,对数据进行分类管理,并对数据库进行实时更新维护,其次根据具体要求对GIS系统进行开发设计,最终实现城市地下管线的有效管理。
三维GIS系统的设计研究可以有效解决以往二维管线网络的不足,使呈现的地下管线具体化、形象化、立体化,直接反应出地下管线的具体分布情况,有利于加强地下管线的系统化管理、优化以及更新维护。
一、GIS地下管线系统概述(1)相关理论及技术基础GIS系统是指以计算机为基础,通过采集数据,对数据进行整合分析,然后用相关数据描述整个或一部分地球表面与空间地理分布情况有关的数据空间信息系统。
地理信息系统是一项新型的科学技术,对其的运用需要掌握计算机、地理、测绘、制图以及红外遥感等各个学科的专业知识,不仅对系统软硬件要求高,对相关技术人员的要求也非常高。
GIS系统的构成如图1所示。
它可以通过对地理坐标的确认,分析空间位置,对数据进行有效的整合分类管理,并且用地图或数据的形式更加具体立体地表现出来。
图1 GIS系统的构成(2)地下管线系统地下管线系统在操作过程上和GIS系统是一致的,其具体步骤都是采集数据、数据管理分析、地理空间分析三个大阶段。
地下管线系统的主要特点是由城市政府相关部门以及城市相关行业实体,通过一定的手段方式,以GIS系统为基础开发出的一个能够满足各种城市发展需求的全能型的操作管理系统。
基于GIS的管道三维可视化技术研究
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基于GIS的管道三维可视化技术研究赵本福、王光振摘要:管线作为城市重要的基础设施,建立管网系统对其进行合理的、有效的管理和规划,不仅节约管道建设成本,还能提高管网维修及使用效率。
管网系统的建立依赖于管道三维可视化,因此管道三维可视化技术的研究就显得十分必要。
本文基于GIS平台,介绍了管道三维可视化相关技术,依据管道的几何特征,基于GIS探讨了管道的三维可视化技术,并提出了直管和弯管模型,为后续实现管道的大规模三维可视化奠定了基础。
关键词:GIS;管道;三维可视化1引言随着信息技术和城市的发展,城市地下管道网络的规模也逐渐扩大,排水管线、给水管线、燃气管线、电力管线等,众多管线纵横交错、遍布整个城市,构成一张密织的网。
地下管道网络作为城市重要的基础设施,担负着能源输送,信息传输等功能,是城市赖以生存和发展的重要通道。
但由于权属单位繁多,单位之间的信息不能及时互通,加之管辖地域互相重叠,各个单位在管道规划与施工上难免发生冲突,导致施工延误甚至管段挖断等事故时有发生。
因此很多城市利用计算机技术建立了自己的管网系统,这些管网信息系统多数是结合国内外大型基础地理信息系统软件与可视化开发语言(VB、VC、Delphi等)进行的集成式二次开发,这些系统除了满足GIS基本功能外,还具有管线管理的专业功能,如断面分析、爆管分析等,但大多数系统是2维或2.5维。
尽管目前MapInfo和ArcGIS提供了简单的地面三维展示功能,但对于现实世界复杂的三维关系的描述与分析很少,与地下3维管道方面功能几乎没有,更没有提供面向三维管线的建模工具。
迄今为止,国内阐述三维管线建模和相关空间分析的文章很少[1],但随着城市的高速发展,地下管线建设越来越庞杂,建立合理而有效的管线管理数据库是管线系统高效和稳定运行的重要保障,因此生成有效的三维管道数据对于建立管线管理数据库显得十分必要。
地下管线分布纵横交错,二维图不能直观表现管线之间的空间关系,有些管线上下起伏,与地面垂直的管线只能在二维图上只能以一个点或标注来表示,视觉效果不直观。
基于GIS的三维一体化地下管线解决方案
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4
60%
管线破坏统计 30%
施工
腐蚀
地震
管线 破坏 沉降
10%
占压
5
事故分析
历史原因
施工
无管线资料 审批漏洞 有资料但不全不准
厂区 三维 管线
专题 三维 管线
XX大学管线设施管理系统(园区)
55
XX大学管线设施管理系统(园区)
56
XX二三维管线共享平台(城市)
57
XX二三维一体化(城市)
58
二三维一体化数字管道平台(厂区)
59
二三维一体化管道GIS系统(厂区)
60
炼化工装置二三维一体化(专业)
61
62
一体化 数据管 理 模型 数据 管理 二三维 符号管 理体系 管网查 询统计 分析 应急 辅助 决策
基础 地形 影像 数据 库
综合 GIS 数据 库
综合 管线 数据 库
地上 建筑
地下 建筑
二三 维管 点符 号
二三 维管 线符 号
管线 附属 设施
挖方 分析 /覆 土分 析
量算 分析 /爆 管分 析
纵剖 面/ 横剖 面分 析
应急 指挥
预案 模拟
48
管线泄漏应急
49
复杂管线设施监控
50
管线事故路网分析
51
系统运行模式
• C/S运行模式 部署于管理部 门内部局域网, 主要用于系统 管理、高级应 用和数据更新。 • B/S运行模式 部署于外部专 网,主要用于 数据共享,包 括:地图浏览、 数据查询统计、 综合分析等。
三维可视化地理信息系统在校园地下管线管理中的应用综述
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城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市赖以生存和发展的物质基础,被称为城市的生命线[1]。
作为校园重要基础设施的地下管线,包括给水、排水、燃气、热力、电力和电信管线等六大管线,分别担负着能源输送、污物排放、信息传输等工作,是实施校园建设的生命线工程。
地下管线的最大特点是隐蔽性大,空间位置信息的获取较困难,且精度较低;地下管线纵横交错,密如蛛网,各类管线间的空间关系较为复杂。
对于这个纵横交错的巨大网络,我校虽有一大批设计、施工与竣工资料和图表,但是由于多方面的原因,这些资料残缺不全,且有关资料精度不高或与现状不符,在建设施工时容易发生挖断或挖坏地下管线,造成停水、通信中断、污水四溢等严重事故。
另外,我校对这些资料一直采用传统的人工方式管理,效率低下、资料零散系统性差,对于变化的区域,手工绘图存档几乎不可能,图纸更新慢,管线维护困难。
校园各部门也存在为了建设方便重复收集资料,标准不统一、管理混乱等情况。
因此,随着校园规划建设的发展,提高地下管线的管理水平尤为重要,采用信息化手段来高效管理地下各类专业管线,满足学校决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。
1数字校园中三维建模方法的研究现状与进展1.1基于AutoCAD2000的三维建模AutoCAD2000是精密制图软件。
该软件允许用户灵活建立点、线、面、体,有强大的点捕捉功能,可以方便地实现各对象的移动、旋转、删除、更改颜色、进行布尔运算,三维视图显示、操作十分容易,可以输入精确参数进行编辑修改。
但是AutoCAD2000自身不能对模型进行精确渲染,一般要进入3DS或3DStudioMax完成渲染。
Au-toCAD文件在输入3DS时,以层或颜色来区分实体,同一层或同一颜色的物体被认为是一个实体,容易造成多个物体连接,进行贴图轴定义时会遇上麻烦。
因而在具体操作中需严格分层或颜色[2]。
三维可视化地理信息系统在校园地下管线管理中的应用综述陈靓,赵冬玲(中国农业大学信息与电气工程学院,北京100083)[摘要]在分析几种三维建模方法、城市地下管线管理的现状及进展的基础上,结合当前我校校园地下管线的管理状况,以校园地下给、排水管线为研究对象,提出了将三维可视化地理信息系统应用到校园地下管线管理中去的研究思路。
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中图分类号:T 39 P 9
文献标识码 :A 文章编号 :10 - 59( 01 5 0 4- 2 07 99 21 )1- 07 0
GI - a e m p s S b s d Ca u d r r u d P p t r D s ai a i n Un e g o n i eNe wo k 3 Viu l to z
Qi a Z o ih n n Hu . h uL c u
(a t hn si t o e h o g 。uh u 3 4 0 ,hn ) E s C i I tue f c n l y z o 4 0 0C i an t T o F a
Ab t a t h s a e r sn s y tm f n eg o n i en t r aaa c r i gt sr c : i P o r e e t as s T p e o u d r r u dPp ewo k d t c o dn o也en t r n e o c p f a e i gt au ea dt n e t ly r h c o n o c e t e i cc mp s d r o n i en t o k mo e, es e i cd t t c r to u e e d v co oms n s f r aeas c f a u eg u dp p e r d l h p cf a s u t ei r d c di t e trf r , d u eo p i n u r w t i a r u n nh a s a et c n l ge eae a u aa a eu d r o d pp e o k t eit l g t t tr g v c sa db a d e p c h oo isrlt dt mec mp sd tb s eg u i en t r t el e aso a ed i e . eh ld e o n r n w o h n in d a e n n a c r ig y i al, r u h t e s b i me t o OD d l a d GI mo es t a h e e t e c mp s n t o k s e o c o dn l. n l t o g h e t l h n f L F yh a s mo es n S d l o c iv a u e r  ̄tm f h w n eg u iea d t e . i n in l s i t f e l i o mi gf c i . u d r o dp p n r ed me so a i l ai no a- mer a n n t n r n h vn z o a r t u o Ke wo d : d r o dp p e o k T 1 edme so a i a iain GI c oo yS ai l t d l y r sUn e g u i e t r ;l e — i n i n l s l t ; St h lg ; p r amo r n nw r v u z o en ad a e
一
、
一
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4 。— 7 。 —
计 构等 。 校 园地下 的各类 管 网是 一个 学校 十分 重要 的设施 ,但 由于种 1矢 量数 据 结构 。矢 量 数据 结构主 要用 点 串序列表 示 空 间关 . 种 的原 因的 限制 ,如许 多学 校现 有 的地下 各类专 业 管 网的具体 信 系 实体 的边界 分布 和形状 。在这 种结 构 中,点状实 体表 示坐标 ; 息缺 损严 重 , 易造 成重 大事 故如 。 校 园管 网的传 统信 息系 统中 , 而 用线上 的一 系 列点 的坐标 来表 示线 状实体 ,用 面 的边 界弧段 序 在 由于大部 分 管线 都埋在 地面 一下 ,在 使用 二维 的 图形显 示 时,就 列 来表 示面状 实 体 。 没有 直观 性 ,工作 人 员对地 下管 线 的布 置状况 就很 难进 行识 别 , 2栅格数据结构。栅格数据模型 由矩形或正方形栅格组成, . 所 以依据 这 些二位 地 图对地 下管 线进 行施 工 时 ,常常会 引起 一些 个栅格 代表 1 像元 , 格数 据结构 就是 像元 阵列 , 元则 由行 个 栅 像 事故的发生,直接给学校的管理和生活带来巨大的不便 ,为了解 列 号确 定它 的具 体位 置 。 格数 据结 构 中1 元用 点状实 体进 在栅 个像 决这 些 问题 ,促进 学校 的现 代化 ,学校 必须使 用新 的技 术及 三维 行 表示 , 而用 在一 定方 向上连 接成 串的距 离 为1 的像 元集 合来 表示 图形对校 园地下 管 网进 行科 学 的管理 。 线状实体,用聚合在一起的距离为1 的像元集合来表示面状实体 。 校 园地 下管 网信 息系 统 ( ap sUd rru dP p ewr C mu ne go n ieN to k ( 三)管网系统的栅矢融合和地图匹配。作为校园地下管网 Ifra inS se )是 利用 地理信 息 系统技 术 ( I )和其 他专 系 统 的地 图,我 们想 要既 要充分 利用 二维 图 的优 势 如 :画面 无级 n om to yt m GS 业 技术 ,采 集 、管理 、综 合分 析和 处理 校 园地下 管 网信 息 的一种 缩 放和 精美 等 ,又要 充分 利用栅 格 图 的特 点 :能 反映校 园最 新风 信 息 系统 。校 园地 下 管 网信 息 系统 是建 立在 数字 校 园 的环 境 之 貌 和 数据 更新快 。 为 了达 到这 一 目标 ,主要 的解 决方法 是 : 以学 下,所 以 ,我们 需要 对它 的具 体含 义进 行理 性 的扩充 。地 下管 网 校 现 有的矢 量地 图作 为基础 , 从而 建立 校 园地 下 管 网的专业 图层 , 的属性 数据 和空 间数 据是 校 园地 下管 网信息 系统 的核 心 ,利用地 同 时应用相 应 的方法 和技 术等 手段 将矢 量底 图与 栅格 图进行 精确 理信 息系 统 技 术 ( I eho oy 、数 据 库 管 理 技 术 (B S 的配 准 ,从而 达到将 两者 的优 点合理 的结 合起 来 的 目的。 GS tcn lg ) D M tcn lg ) 信 息可 视化 技术 等对 校 园地下 管网进 行综 合管 理 , eh oo y 、 三 、校园 地下 管 网的可视 化分 析 为学校 的 管理 部 门和 请来 的 施工 部 门提 供地 下管 网的精确 走 向和 校 园地下 管 网的三维 可视 化就 是将 大量 存入 计算机 中的数据 具体 的填 埋深 度等信 息 ,并 最终 通过 对数 据进行 空 间分 析和统 计 和信 息 ,通过 相应 的方 式或方 法 等技 术手段 变成 能看 到三 维视 频 分析 ,为 学校 领 导部 门进行 管 网的改 造 、规划 等提供 有 价值 的辅 界 面或三 维 图片 。但 是空 间数据 的具 体空 间坐标 系 的含义 是可 视 助信 息 ,实现 校 园地 下管 网管理 的智 能化和 科学 化 。 化G S ( I 地理 信息 系统 )的基 层工 作 ,所 以准 确分 析和 确 定G S I 系 二 、校 园地下 管 网的数 据分 析 统 的空 间坐标 系对 校 园地下 管 网三维 可视 化的 目标 的实现 十分 的 校 园地下 管 网的 空间数 据模 型在 传统 的方 面看 来是 空 间数据 重 要 。 模型 的分 支 ,在地 下管 网 的空 间数据 分析 中和 地 下管 网的具 体数 ( )G S 标系 及其 具体 的投影 。G S 一 I坐 I 中的坐 标系 定义 由地 据表 达等 方面 起着 十分 重要 的作 用 。 图投影 和基准 面两 组 参数确 定 ,而基 准面 的定 义则 由特 定椭 球体 ( )校 园地下 管 网的数据 特 点 。学校 硬件 设施 的生命 线就 及 其对 应 的转换 参数 确定 ,所 以,要 想正确 定 义GS 一 I 系统 坐标系 , 是校 园地 下 管 网,它主 要包 括给供 热 管 网、电信 管 网、排 水管 网、 就 要 首先 弄清地 图投 影 (r j cin 、 P oe to ) 地球椭 球体 ( l isi ) E 1p od 水管网、燃气管网、电力管网和排污管网等;因此它有着校 园地 和大地 基准 面 ( au ) D tm 及三 者 的基本概 念 及它们 之 间的关 系 。 我 下神经 网络的称号。而对于每一类管网大都有一种分布图如:环 们所 谓 的基准 面 ,就是通 过 国际上 特 别定义 的椭 球体 对特 别定 义 状 、树状和辐射状等,组成一个独立的系统体系,系统内部的各 的地 区 的地理 表面 的近距 离 的逼近 ,所 以,地球 上 的每个 有主 权 组成部分之间互相作用, 共同起影响。 作为一种基层的网络数据, 的国家和 没有 主权 的地 区都有 它们 各 自不 同的基 准面 。正 如我 们 通常具体所说的两大坐标系:即西安8坐标系和北京5 坐标系, O 4 校园地下管网数据具有一般网络的特性,它由节点和弧段组成。 其 中弧段 表示 为相 邻 节点 间的 管线 段 ;而节 点 由三类基 本特 征 点 实 际 上 就 是 指 我 国 的 两 个 比较 大 的 基 准 面 。如 今 在 国 际 上 , G 18基 G 8椭 W S9 4 和 管 网基本 点状 实体 共 同组成 ,三类 基 本特 征点 为 :地下 管网 的 W S9 4 准面 主要采 用 的是WS 4 球体 ,G 18 基 准面 是地心 坐标 系 ,就是 把地球 的球 心看 作椭 球体 的 中心 ,现 如 今很 多测量 交点、管径的变化点和填埋深度得变化点。 G 18基 P测 ( 二)校园地下管网的数据结构。在空间关系数据库 中,空 都 以W S 94 准面 作 为依据 ,如 :GS 量定 位等 。 椭球 体 与基准 面之 间 的关系 是一对 多 的关 系 ,也 就是 基准 面 间数据 的具体表示方法主要有矢量数据结构、栅格数据结构以及
摘 要 :本文提 出的 系统 根据 地 下管 网数据 的性质 和分 层 的概念 来建 立校 园地 下管 网的具 体模 型 ,具 体介 绍 了数 据 结 构 中栅 格 矢量 的 实现 形 式 ,并利 用空 间数 据 库等相 关技 术将 校 园地下 管 网的数据 信 息存储 到智 能设备 中,并对 其进 行做相 应 的处理 。最 后通 过建 立 L D 模 型和 GS 型 ,实现 校 园地 下管 网 系统 的 实时漫 游和三 维可视 化 的功能 。 O I模 关键 词 :地 下管 网 ;三 维 可视 化 ;G S 术 ;空间数据 模 型 I技