[發明專利]地理信息系統三維管模型構建放樣方法及裝置

有效

• 申請號: 201611245942.1
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106649817B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 鐘耳順;馮振華;孫寅樂;曾志明;李濛;王少華;胡平
• 申請（專利權）人: 北京超圖軟件股份有限公司
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29
• 代理公司: 北京恒都律師事務所 11395
• 代理人: 王清亮

1.一種地理信息系統三維管模型構建放樣方法，其特征在于，所述地理信息系統的符號庫中存儲有三維管點符號，所述三維管點符號設置有場景自適應參數，所述方法包括：

獲取由矢量點數據和矢量線數據構成的三維幾何網絡拓撲數據；

根據所述三維幾何網絡拓撲數據標識出的三維管點與三維管線之間的拓撲連通關系，找到與三維管點連通的三維管線；

根據三維管線截面確定所述符號庫中對應三維管點符號的自適應參數，并放樣出所述三維管點；

所述三維管模型構建放樣方法具體包括：

生成包括有三維管線截面上頂點相對位置信息的網格數據；

以管段為單位對所述三維管線在不同位置的三維管線截面采用相應的變換矩陣重復對上述網格數據進行實例化渲染顯示；

所述三維管點符號包括彎頭符號和多通管點符號；

所述網格數據包括三維管線截面的完整截面的管段網格和三維管線截面的半截面的管段網格，其中的三維管線截面的完整截面的管段網格和/或三維管線截面的半截面的管段網格用于渲染三維管線；三維管線截面的完整截面的管段網格還用以渲染彎頭符號；三維管線截面的完整截面的管段網格還用以渲染多通管點符號；

網格數據的生成方法具體為：以三維管線截面的中心點為原點，以管線走向為X軸，相交的Y軸和Z軸的方向均平行于三維管線截面，以X、Y、Z軸建立局部三維直角坐標系，根據三維管線截面的形狀和大小，確定三維管線截面上每個頂點在局部三維直角坐標系中的坐標P_s；

所述三維管線在不同位置的三維管線截面對應的變換矩陣的生成方法具體為：

根據三維幾何網絡拓撲數據確定當前三維管線截面的中心點在世界坐標系中的坐標，得到該中心點的平移矩陣M_t；

根據當前三維管線截面的中心點的世界坐標W₁和沿三維管線走向方向的下一個三維管線截面的中心點的世界坐標W₂確定對應局部三維直角坐標系中X軸的管線走向方向向量其中，

根據和世界坐標系中的方向向量確定對應局部三維直角坐標系中Y軸的方向向量其中，

將向量和單位化后生成的三個單位向量組成的矩陣M_rot作為旋轉矩陣；

將所述平移矩陣M_t與旋轉矩陣M_rot的乘積作為當前三維管線截面的變換矩陣。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述彎頭符號的場景自適應參數包括端部厚度和轉角細分數n；n為大于1的整數；

所述彎頭符號由三維管線截面平滑過渡的n個過渡管段組成；第一個過渡管段的第一截面與彎頭一端的管線截面銜接，最后一個過渡管段的第二截面與彎頭另一端的管線截面銜接。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述過渡管段的截面中心線在與彎頭兩端的管線中心線都相切的圓的圓弧上。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述多通管點符號包括同徑管點符號、變徑管點符號、異面管點符號和異面方管符號；

所述多通管點符號由多個半管段組成，每個半管段由所述多通管點的中心點以及與該中心點相連的管線方向確定。

5.一種地理信息系統三維管模型構建放樣裝置，其特征在于，所述地理信息系統的符號庫中存儲有三維管點符號，所述三維管點符號設置有場景自適應參數，所述裝置包括：

矢量數據獲取模塊，用于獲取由矢量點數據和矢量線數據構成的三維幾何網絡拓撲數據；

管線查找模塊，用于根據所述三維幾何網絡拓撲數據標識出的三維管點與三維管線之間的拓撲連通關系，找到與三維管點連通的三維管線；

渲染顯示模塊，用于根據三維管線截面確定所述符號庫中對應三維管點符號的自適應參數，并放樣出所述三維管點；

網格數據生成子模塊，用于生成包括有三維管線截面上頂點相對位置信息的網格數據；其中，生成的網格數據包括：

以三維管線截面的中心點為原點，以管線走向為X軸，相交的Y軸和Z軸的方向均平行于三維管線截面，以X、Y、Z軸建立局部三維直角坐標系；根據三維管線截面的形狀和大小，確定三維管線截面上每個頂點在局部三維直角坐標系中的坐標P_s；所述三維管線在不同位置的三維管線截面對應的變換矩陣的生成方法具體為：根據三維幾何網絡拓撲數據確定當前三維管線截面的中心點在世界坐標系中的坐標，得到該中心點的平移矩陣M_t；根據當前三維管線截面的中心點的世界坐標W₁和沿三維管線走向方向的下一個三維管線截面的中心點的世界坐標W₂確定對應局部三維直角坐標系中X軸的管線走向方向向量其中，根據和世界坐標系中的方向向量確定對應局部三維直角坐標系中Y軸的方向向量其中，將向量和單位化后生成的三個單位向量組成的矩陣M_rot作為旋轉矩陣；將所述平移矩陣M_t與旋轉矩陣M_rot的乘積作為當前三維管線截面的變換矩陣；

實例化渲染子模塊，用于以管段為單位對所述三維管線在不同位置的三維管線截面采用相應的變換矩陣重復對上述網格數據進行實例化渲染顯示；

所述三維管點符號包括彎頭符號和多通管點符號；

所述網格數據包括三維管線截面的完整截面的管段網格和三維管線截面的半截面的管段網格，其中的三維管線截面的完整截面的管段網格和/或三維管線截面的半截面的管段網格用于渲染三維管線；三維管線截面的完整截面的管段網格還用以渲染彎頭符號；三維管線截面的完整截面的管段網格還用以渲染多通管點符號。