城市基础设施三维可视化管理平台(简介)

城市基础设施三维可视化管理系统（简介）

随着全球信息化的变革，科技的不断进步，三维模拟技术的适用领域也越来越广泛。基础设施三维可视化管理系统（以下简称为可视化管理系统）是就对当前基础设施资源基础数据三维模拟的综合应用。通过可视化管理系统的建立，模拟整全城的市貌，动态生成管网三维，并通过对基础设施的管理、分析，为基础设施建设、维护、指挥决策等各方面的应用提供依据。

可视化管理系统是将基础设施平面数据的三维可视化展现，通过将平面数据以及三维数据动态的联动，增强了“所见即所得”的用户体验。可以通过属性查询来获取当前的三维信息，也可以通过三维图形获取对应的属性信息，达到真正的图文联动，“三维”和“属性”的互查；可以通过动态生产管网三维，展示当前管网的三维模拟效果，并在此基础上进行日常的测量、浏览、查询、分析等，加强了基础设施的数字化建设，为基础设施的建设、指挥决策提供了更加明了、更加形象的可视化依据。

可视化管理系统的建立是符合当前社会新潮、满足当前社会需要的新型产业软件，是三维模拟技术与数字化基础设施结合的产物，具有蓬勃的发展潜力。

一、系统目标

建立可视化管理系统时，应在基础平台选择、数据规范、应用系统的可维护性和可扩充性等方面给予全面的考虑和留有充分的余地，使之能随着前期目标的实现，有计划有步骤地开展数据搜集和建库工作，不断完善系统功能、扩大应用范围，使系统逐步演进成一个更高层次的可视化管理系统。

结合市当前规划管理的业务特征，遵循求实可行的方针，以实用性、先进性、开放性、可靠性为原则，在统一的软硬件平台上，建立起可视化管理系统，具体目标主要有：建立各种建筑物、纹理材质以及管网附属设施模型库，是动态生成三维场景必不可少的一部分；建立三维的基础地形数据库；实现动态生成管网三维并建立对应的管网数据库；建立可视化管理系统，实现对城市管网属性的查询、

管理，以及分析功能，为城市规划、建设提供决策依据和服务，为管网规划、抢险、改建、扩建等提供技术支持。

在实现初步目标后，通过充实和丰富基础地理数据库、管网数据库的内容，不断提高基础空间信息系统对基础设施管理应用的支持力度，由易到难逐步实现各种空间分析、管网辅助设计、监测、维修分析等功能，提高分析能力和辅助决策手段，强化管理的科学性。

通过循序渐进、滚动发展的原则，在局与各权属单位的共同努力下，逐步建成一个具有相当覆盖范围的，设计方案与辅助决策结合，地形及管网现状与动态更新结合，具有图文一体化的，能实现多级管理模式的可视化管理系统。

二、系统功能

三维可视化管理系统功能分布图：

1.可视化基础操作

可视化基础操作是可视化管理系统基本操作的集合。集中表现为放大、缩小、拖拽浏览、滑动模式、环绕飞行等浏览模式以及可视化系统中日常使用的其他操作，是可视化系统的基础。

1．放大/缩小浏览

通过在三维界面上，滑动鼠标滚轮，从而实现放大/缩小三维图形。可以通过选定级别进行浏览。

2．拖拽浏览

通过在三维界面下，按住鼠标并拖动，从而实现拖拽浏览。

3．滑动模式浏览

即在三维界面下，通过鼠标移动一个方向，系统自动按照鼠标的方向进行自动慢慢平移。

4．环绕飞行浏览

以主视窗的中间点为中心360度环绕飞行进行浏览。

5．地下管网浏览模式

透过道路查看地下管网信息，实现沿路横剖或纵剖行走察看地下管网数据。

6．行走模式

通过制定人物视角，沿道路或者其他指定路线，对周围地物进行浏览。

7．捕捉设置

开启/关闭三维场景的捕捉开关、以及设置三维场景中捕捉的内容。

8．二三维联动

通过通信实现二维视图和三维视图之间的互动，体现在放大、缩小、移动等操作的互动。可以随时启动或者取消联动。

2.可视化模型配置

可视化模型配置集中管理了对三维符号模型以及管网纹理的配置，以便在动态生成三维管网过程时，根据模型配置调用适当的模型参数，生成更加形象逼真的三维管网。可视化模型配置主要提供了对三维符号模型和管网纹理的配置。

1．三维符号模型配置

三维符号模型配置功能主要针对当前管网数据，按照管点的节点性质，预先配置正确的节点模型，以便于在动态生成三维管网时，根据配置加载、应用正确的节点模型。模型文件以本地文件方式存储加载。

三维节点模型分可缩放模型和不可缩放模型，不可缩放模型，按照管点位置，直接加载，移动即可，该类模型为实际固定大小（一般表现为路灯，调压箱等地上附属设施）。可缩放模型分三轴同步缩放和平面同步、垂直不同步缩放两种模型，该类模型一般是指定比例大小来制作（为方便缩放，统一半径为1个单位）。三轴同步模型是指在x/y/z三轴上的缩放比例一致，如直线点等；平面同步、垂直不同步缩放模型是指在水平面上缩放比例一致，但在垂直方向上缩放比例不一致的模型，比如污水井等附属设置。

地下管网三维符号统一按照1：1比例进行建模，在将管点与管网进行配准时，首先计算与此管点连接的管网，取得每条管网的管径和管网夹角，由此可得出符号的缩放比例和旋转角度，考虑连接管径有不同以及角度不平行或者垂直的情况，模型在建立时要进行分解，就是将需要连接管网的地方单独做模型，然后合并为一个整体模型，这样可以实现针对管径不同来进行不同的缩放，也可实现根据角度调整符号中与管网连接部分。

对于地上管网附属设施力争按照实际比例进行建模，在将管点与管网进行配准时，需要直接将该类管网设施按照实际的摆放位置插入即可。

在实际应用中，可以根据实际需求，实现更多细节上的功能，比如说是否拉伸到地面（一般的井类附属设施都会拉伸到地面）；比如说模型底面是否固定，固定时，底部是圆形还是方形，大小为多少（井类附属设施底部一般都为固定大小）；不固定时，默认取与之相连的管道/管沟的最大尺度；为了效果的突出，往往会将附属节点在水平方向是扩充一定比例（底部固定大小的除外），垂直方向上向下偏移尺度（井类设施如污水井，在取与之相连的所有管道中高程值最低的一个以后，还需要在垂直方向上，向下偏移一定的尺度）。

2．管网颜色以及纹理配置

三维管网颜色以及纹理的配置，主要应用于在动态生成管网三维时，按照设定的正确配置来模拟生成地下管网三维的实际情况。