[發明專利]一種排水管網的三維模型自動構建方法

在審

• 申請號: 202110096539.1
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN113190937A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 潘琴榮;鐘江麗;馮濤
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06T17/00;G06T15/00;G06Q50/26;G06F113/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種排水管網的三維模型自動構建方法，涉及三維模型構建技術領域，特別涉及地下排水管線數據處理、三維管網自動構建與渲染等技術問題。該方法包括如下步驟：基礎數據處理；二維管網空間拓撲檢查；二維管網屬性拓撲檢查；自動構建三維管網；三維管網碰撞檢查；屬性掛接；三維模型渲染。本方法通過對二維管網數據進行空間拓撲檢查、屬性拓撲檢查以及三維管網碰撞檢查，排除無用、錯誤數據，并為外業補測修改、內業復核提供依據，有效提高了三維管網數據的準確性、完整性以及三維管網的精細度，具有很高的實用性。

技術領域

本發明涉及三維模型構建技術領域，特別涉及地下排水管線數據處理、三維管網自動構建與渲染。

背景技術

排水管網是城市地下隱蔽性工程，被稱為城市建設的“良心工程”，其擔負著收集城市生活和工業生產等污水、及時排出降落在市區內和流經市區的雨水的任務，是城市的生命線。

傳統的管線管理模式一般為基于CAD或GIS的二維管線管理，能夠描述管線的基本屬性和空間分布信息，但對管線的空間立體特征和相互之間的空間交錯關系等難以精確直觀地描述。三維管線能夠有效的提高管線立體感和逼真感，直觀的描述管線的空間特征，最大程度的還原城市地下綜合管網分布的真實情況，隨著應用需求的升級，三維管線已越來越多地應用到各類智慧管網的系統中。

然而，構建三維管線模型在數據處理、模型構建、數據存儲、模型渲染、及三維顯示等方面還存在很多問題。三維管線模型的構建是根據二維管線數據屬性里存儲的起始點高程、管徑、起始點坐標等數據以及相關特征附屬物的信息，基于某種自動化三維建模工具實現的。若要三維模型正確合理、真實性高，首先需對二維管線數據進行處理，模型構建后對其進行渲染顯示。

正確的二維管線數據應該滿足管網空間拓撲關系和管網屬性拓撲關系。管網空間拓撲屬于網狀拓撲的一種，一般檢查井、雨水篦、轉折點、變徑點等被抽象為管點，不同類型不同規格的管線被抽象為管線，要滿足管網空間拓撲關系，管點必須和管線要相連，管線每端都必須有且只有一個管點。管網屬性拓撲就是管線屬性字段中要有與起始管點和結尾管點相關聯的字段和字段值。

然而，一般地下管線數據主要是由外業采集人員通過外業探測畫圖，經內業人員數據處理后形成二維管線數據成果。這不可避免的存在一些問題，如管點表中可能存在管點坐標信息缺失、井蓋信息不全、井深信息有誤、高程信息不全、特征點附屬物無信息等；管線線表中可能存在管線至少一端無管點相連、管線屬性字段不正確等；另外還可能存在管點編號重復、孤點、管線重復等。另外由于探測管線都是只測起始管點和結尾管點，然后連線生成管線，但實際情況并非如此，管線在地下的形態是呈彎曲狀的，根據兩點生成三維管線時就可能出現管線碰撞的情況。因此，對基礎二維管網數據進行處理，對三維管網模型進行碰撞檢查都是構建完善精細的三維模型必不可少的步驟。

發明內容

本發明的目的在于提供一種排水管網的三維模型自動構建方法，該方法有利于提高三維管網的精度，構建真實合理的排水管網三維模型。本發明通過對二維管網數據進行空間拓撲檢查以及屬性拓撲檢查，排除無用、錯誤數據，并為外業補測修改、內業復核提供依據，提高三維管網數據的準確性、完整性；通過對管點、管線的分布情況進行模擬，構建出地下管網三維模型；通過三維管網碰撞檢查，為外業修測、內業復核提供依據，提高三維管網的精細度；通過對構建的三維管網進行渲染，提高三維管網使用的用戶體驗。

本發明提供一種地下管網的自動構建方法，包括如下步驟：

一種排水管網的三維模型自動構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

基礎數據處理：獲取管網的二維數據，將不同屬性數據進行統一化處理，得到統一的二維屬性數據并存儲；

二維管網空間拓撲檢查：檢查二維管網數據庫中二維管線和管點的空間關聯關系，排除重合管點、孤立管點、重合管線、無管點管線；