[發明專利]一種地下供水管網三維虛擬仿真方法

有效

• 申請號: 202110292572.1
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113392485B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 薛延學;華一佳;薛萌;王志強;張佳禾
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20;G06T15/00;G06T15/04;G06T17/10;G06F113/14
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

一種地下供水管網三維虛擬仿真方法，包括以下步驟：步驟1，采用Unity3D軟件動態繪制供水管網；步驟2，透明化模塊；步驟3，流向顯示；從數據庫中獲取管網各段的位置信息、管道及閥門的口徑數據，然后對位置信息進行坐標配準，再基于三角面片重組的原理在對應坐標位置自動生成相同半徑和長度的圓柱體來擬合三維管線，在管線兩端添加閥門的預制體，同時實現了具體點擊管線時顯示對應的id編號以及經緯度和管徑等信息，并能夠實現定位閥門位置和水流向的模擬顯示；用于地下供水管網工程設計和運維工作，建立地下供水管網設施三維應用系統，不但節省了地下供水管網三維建模的人力成本，還提高了工作效率和直觀展示效果。

技術領域

本發明屬于供水管網三維仿真技術領域，具體涉及一種地下供水管網三?維虛擬仿真方法。

背景技術

供水管網系統是十分重要的城市基礎設施，隨著城市人口的增加，建筑?規模的擴大，供水管線愈發交錯的排列在城市的地下，管道之間錯綜復雜的?關系也使得管理與維護變得十分困難。

以傳統二維方式顯示的管網已經難以跟上目前實際的應用需求，二維管?線無法表達管線之間位置關系，從而無法體現管線之間的權重關系。在城市?地下供水管線建設時，由于傳統的以手工建模為主的三維生成技術不但成本?高，而且生成三維管網圖形的效率也比較低下，所以其不適合在海量數據應?用情況下的應用分析。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種地下供水管網?三維虛擬仿真方法，該方法實現了基于數據自動生成管網的方式，不但節省?了管網三維建模的人力成本，而且也提高了相應的工作效率；本方法可用于?針對城市地下供水管理現狀進行可視化管理，也可用于地下供水管網工程設?計和運維工作，建立地下供水管網設施三維應用系統，不但節省了地下供水?管網三維建模的人力成本，還提高了工作效率和直觀展示效果，使得城市供?水管網的建設和管理更便捷，減少隨意開挖的地面，降低維修的人力物力。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種地下供水管網的三維虛擬仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，采用Unity3D軟件動態繪制供水管網，本步驟又包括以下步驟：

步驟1.1，管線表面幾何構成

在三維虛擬環境中，管線以圓柱體表示，圓柱體的截面半徑為管線半徑，?圓柱面的軸心為管線中心線；以三角面片構造管線表面，2n個三角形連接構?成了一個棱柱體，逼近形成圓柱面，表示圓柱體；

步驟1.2，Mesh組件

Mesh中存儲連接順序的集合，在Mesh生成中，Unity3D軟件依照此集?合中的標號依次連接vertices中的頂點，在Unity3D軟件中，由于mesh都是?由一個個的小三角形組成的，因此，這個集合使用時將是每三個頂點號為一?組，然后以此往復向后，在給三角面片賦值時，標號不超過vertices中記錄?的標號，否則會導致錯誤出現；

步驟1.3，生成圓柱體管線

步驟1.4，坐標轉換；

將管段作為標準進行簡化，建立自動化的三維管網的應用模型，管段信?息包括起始點三維坐標、終止點三維坐標、管段半徑以及管段長度；

將經緯度轉換為平面坐標，坐標轉換時，取間隔距離較大的兩個點，假?定它們的經緯度坐標和Unity坐標分別為(X1，Y1)，(X2，Y2)，(x1，?z1)，(x2，z2)，代入到

即可解得兩組系數k1、b1和k2、b2，將數據庫中的經緯度點代入此公?式中即可得到相應的Unity平面坐標，最終即得到經緯度坐標對應的三維坐?標；

步驟1.5，動態生成管網；