[發明專利]一種地下管線數據三維模型自動構建系統及其構建方法

在審

• 申請號: 201310698536.0
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103679804A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張寶運;胡金星;李曉明;任鵬;李微微
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;馬翠平

1.一種地下管線數據三維模型自動構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：根據數字高程模型數據、數字正射影像和三維建筑物模型數據建立三維虛擬地理環境；

步驟二：對地下管線數據進行清洗和組織，確立管線節點和/或管線樹的結構關系，建立地下管線模型數據庫；

步驟三：建立地下管線的三維元模型；

步驟四：根據地下管線節點和/或管線樹的結構關系在三維虛擬地理環境中的位置，利用所述三維元模型自動構建三維地下管線模型；

步驟五：根據所述三維地下管線模型，構建基于多細節層次的海量地下管線模型繪制機制；

步驟六：將所述三維地下管線模型加載到三維虛擬地理環境中。

2.根據權利要求1所述自動構建方法，其特征在于，所述步驟一包括，首先，由三維虛擬地理環境模塊（10）根據處理好的數字高程模型數據、數字正射影像，參考行業標準，通過統一空間編碼方法使地形幾何與紋理數據按照編碼一一對應；然后再根據三維建筑物模型數據的位置添加建筑物模型數據，對數據進行多細節層次劃分，使之能夠適應場景數據自動調度；最后針對數據采用分布式服務器架構，建立模型數據服務器，建立三維虛擬地理場景。

3.根據權利要求1所述自動構建方法，其特征在于，所述步驟二包括，所述管線數據組織模塊（20）利用獲取到的管線數據作為原始數據，對數據進行清洗，去除錯誤數據、殘缺數據，得到管線節點和/或管線樹的結構關系；然后，管線數據組織模塊（20）再建立地下管線模型數據庫，將清洗后的數據填充到所述地下管線模型數據庫中，通過節點數據表中每個節點的位置標識碼和/或其父節點存儲管線節點之間連接關系。

4.根據權利要求1所述自動構建方法，其特征在于，所述步驟三包括：編寫程序函數，用開放的圖形程序接口繪制球體模型，函數參數設置為球體半徑和球心坐標；用開放的圖形程序接口繪制圓柱體模型，函數參數設置為圓柱中心點坐標、圓柱半徑和圓柱上底到下底之間的距離；用開放的圖形程序接口繪制膠囊體模型，函數參數設置為膠囊體的中心點坐標、膠囊體的高度和膠囊體的半徑；對于一根管線三維元模型，根據管線兩個節點位置計算管線長度，生成原始位置管線的三維元模型；根據管線兩個節點位置計算平移矩陣和旋轉矩陣，對原始位置的管線三維元模型進行旋轉和平移變換，得到正確位置的地下管線三維元模型。

5.根據權利要求1所述自動構建方法，其特征在于，所述步驟五包括：首先，管線模型多細節層次繪制模塊（50）經過讀取地下管線模型數據庫，然后根據地下管線節點和/或管線樹在所述三維虛擬地理環境中所處的位置，繪制不同精度的模型；當模型精度為0，所述三維元模型和三維地下管線模型均不進行繪制；當精度大于0小于精度最大值時，所述三維元模型根據精度值動態繪制，三維地下管線模型自動構建。

6.一種地下管線數據三維模型自動構建系統，包括

三維虛擬地理環境模塊（10），用于根據數字高程模型數據、數字正射影像和三維建筑物模型數據建立三維虛擬地理環境；

管線數據組織模塊（20），用于對地下管線數據進行清洗和組織，確立管線節點和/或管線樹的結構關系，地下管線模型數據庫；

元模型建模模塊（30），用于建立地下管線節點、接頭的三維元模型；

三維地下管線模型建模模塊（40），用于根據所述地下管線節點和/或管線樹的結構關系在三維虛擬地理環境中的位置，利用所述三維元模型自動構建三維地下管線模型；

管線模型多細節層次繪制模塊（50），用于構建基于多細節層次的海量地下管線模型繪制機制；首先讀取地下管線模型數據庫數據，然后根據地下管線節點和/或管線樹在所述三維虛擬地理環境中所處的位置，繪制不同精度的模型；當模型精度為0，所述三維元模型和三維地下管線模型均不進行繪制；當精度大于0小于精度最大值時，所述三維元模型根據精度值動態繪制，三維地下管線模型自動構建；

地下管線模型管理分析模塊（60），用于加載三維地下管線模型到三維虛擬地理環境中，進行可視化和查詢管理。