城市地下管线三维成图组件设计与实现

城市地下管线错综复杂,存在管线种类多、管点各异、三维建模数据量大以及人工建模效率低、成本高和周期长等突出问题.目前的自动化建模主要通过自动调用阀门、水表等点状固态化精细模型,而弯头、多通接合部位则无法精确设计模型,展示效果较差,因此需要提高建模精度和自动化程度.以ArcSDE为空间数据引擎,以PostgreSQL为数据库管理软件,以SkyLine为三维可视化平台,设计了城市地下管线三维成图自动化组件,实现了动态三维建模,达到了更好的展示效果;并能对外提供Web服务接口,通过参数控制覆盖、追加或删除,实现地下管线三维数据的在线动态更新.     

城市地下管线三维建模关键技术研究

随着城市地下管线信息化管理、表达和应用从二维向三维延伸,本文结合武汉市地下管线三维模型建设工作,在开展了大量研究与实践的基础上,针对地下管线三维建模的高精度自动化、局部更新快速化和地上地下一体化等关键技术提出了一些新的方法与思路,为国内其他城市开展类似工作提供了参考。     

基于Three.js的地下管线三维建模可视化研究

围绕地下管线的三维建模可视化技术进行分析探讨,针对其跨平台性的不足提出一种基于Three.js的三维管线建模可视化方法。其主要思想是:将地下管线抽象成圆柱体,使用WebGL开源框架Three.js针对从后台获取到的二维管线矢量数据进行批量建模可视化。通过实验对研究方法进行了验证,在普通的浏览器渲染三维地下管线,摆脱了插件和本地应用程序的制约,实现了二维图形窗口与三维图形窗口在同一页面中的整合与交互。     

基于ArcEngine的城市地下管网三维建模方法研究

城市地下管网由管线和管件组成,分别介绍了利用3ds Max建模软件构建地下管件三维模型的方法,以及利用Multipath对象模型构建地下管线三维模型的方法 ;并通过实验对研究方法进行了验证。     

一种圆管三通三维建模方法

地下管线是地下空间的重要内容之一,随着全国地下管线普查工作的进行获取了大量管线数据,很多城市开展了三维管线信息系统建设工作,这需要三维管线建模技术的支持。本文结合重庆市三维管线建模工作,特别针对管线三通建模相关文献不多的现状,提出了一种圆管三通建模方法。本方法的核心在于,通过定义圆管三通的旋转中心轴,进而利用旋转中心轴及管段的3个方向,求出管段断面特征点坐标,并基于射线求交得到衔接处的交点坐标,最后构建出管线三通的表面格网。通过实验表明,利用本文方法可以实现不同方向、不同管径的管线三通三维建模,形状合理、效果良好。     

基于Skyline的地下三维管线自动生成技术研究

从地下管线数据制作标准以及管线三维自动建模两方面,系统地阐述如何使用Skyline三维系统平台,以参数化的形式,实现在大场景中地下三维管线的自动化生成,提出解决相邻管线之间特征点(弯头、变径、多通等)建模问题的方案。实践表明,此方案具有较好的可行性与实用性,可为城市规划提供准确的基础数据。     

具有孔洞的地下电缆工井模型拓扑重构研究

城市地下电缆工井是发挥城市功能和确保城市快速协调发展的重要基础设施,但地下管线结构复杂、信息量大,对其进行三维显示、管理与分析具有一定的难度。激光雷达技术出现后,因其快速、不接触、高密度、高精度等特征,被逐步应用于建筑物逆向重建,基于激光雷达点云数据的地下电缆工井三维重建也逐渐成为主流方法。提出了一种针对具有孔洞的地下工井的三维模型拓扑重构算法,以地下工井三维激光点云为数据源,建立具有孔洞的地下工井三维模型,可解决直接采用点云进行构网时模型不完整及速度较慢的问题。三维模型的构建采用与常用的管线化地下管网结构不同的CSG-BREP（constructive solid geometry-boundaryrepresentation）拓扑模型结构,整体上将工井分为墙面、电缆、井筒等,此模型可更加细致地表达地下电缆工井模型的内部拓扑结构。实验证明,该算法可以对多种类型的墙壁进行拓扑重构,在表达模型拓扑关系时突破了传统管网中单一的管孔与管线的点线关系及管线间的线线关系,增加管孔与墙壁的点面关系以及管线与墙壁的线面关系,更加细致准确地对模型进行描述。     

基于AnGeo的地下管线三维信息系统设计与实现

地下管线是城市主要的基础设施。地下管线的数字化建设是实现数字城市的重要内容,也是实现管线科学管理的重要技术手段。本文以三维地理信息系统软件AnGeo为平台,以某市地下管线数据及基础地理空间数据作为实验数据,通过对城市地下管线系统的需求分析、总体功能分析设计了城市地下管线三维信息系统,利用地下管线数据采集、数据入库、三维管线建模等技术实现了城市地下管线的三维浏览、查询、统计分析等功能,为城市地下管线的合理管理提供了成熟的解决方案。     

北京市地下管线基础信息普查及信息化建设关键技术研究

本文结合北京市地下管线基础信息普查及信息化项目建设,对地下管线外业普查、数据建库、三维建模及应用等环节的关键技术进行研究,研发了相应的信息化系统,提高了地下管线普查效率和信息化水平。     

一种新的三维地下管线衔接模型算法研究

在城市地下管网中,管线通过管件实现相交、衔接和连通等操作,然而地下管线连接方式种类繁多,管件在面对地下管线复杂多样的连接方式时存在无法完全表达的问题。文中主要研究在三维地下管网建模过程中,管件在不能完全表达管线连接方式时的衔接模型,按衔接管径不同将管线衔接建模分为等径管线衔接建模和异径管线衔接建模两类;提出采用圆管—圆球—圆管的组合进行等径管线衔接建模方法;重点研究异径管线衔接建模,提出一种利用ArcEngine组件对象构建多片圆柱体,圆柱体模拟圆环体,若干首尾相接的渐变径圆环体拟合弯管的算法。研究方法能够高效逼真地构建出等径弯管模型和异径弯管模型,解决了地下管线三维模型衔接处的光滑建模问题。     

基于skyline的管线接头自动建模

在skyline平台进行地下管线的自动建模时,接头处的弯管skyline没有合适的方案实现。鉴于此,通过数学方法,自动进行弯管接头的建模,使在skyline中进行管线系统开发时,弯管接头有了一种可选的建模方案。     

多像位姿估计的全景纹理映射算法

纹理映射技术作为获取具有丰富纹理信息的真彩色点云的有效手段,正以其独特的优势广泛地应用于众多行业领域。研究了一种利用三维激光扫描仪与外置数码相机联合标定解算多张影像位姿并获取全景真彩色点云的方法。其基本思想是利用摄像机与激光扫描仪固有的相对位置姿态,通过对首张影像进行标定得到其位置姿态后,利用摄像机空间旋转的几何特性,根据首张影像的位姿获取其余影像的位姿,继而完成多张影像的纹理映射,获取全景彩色点云。对比目前主流的全景影像纹理映射算法,该算法在精度与效率上均有一定提高。对多种点云数据进行纹理映射实验,结果表明,该方法能够快速准确地获取真三维全景彩色点云,为三维精细化建模提供了数据基础。     

基于3DMax与CityEngine的城市道路路灯快速批量自动建模方法

针对三维城市建模过程中采用手工建模方法对道路附属设施路灯等进行建模与摆放,效率低,位置不精确等缺点,提出基于3DMax与CityEngine的城市道路路灯批量建模与摆放方法。首先,在3DMax中建立不同的路灯模型;其次,分析路灯坐标点与道路中心线的空间关系计算邻近角,再导入到CityEngine中,通过规则程序调整路灯的大小与方向,实现在路灯坐标点上的批量自动建模。所建模型可转换为obj、3ds等通用的三维数据交换格式,可方便地实现数据共享和重复利用。最后对该建模方法进行验证,并将生成的路灯模型与道路模型进行整合,结果表明该方法实用、可靠,可节约三维城市道路附属设施数据建设的时间和成本。     

利用深度学习模型智能识别地下排水管道缺陷

排水管道健康状况直接影响整个城市的排水效果,CCTV检测作为目前最为常见的排水管道健康状况检测方法,仍存在自动化程度不高、工作效率低下、严重依赖人工经验等问题。为解决以上问题,本文将当前先进的深度学习技术与地下排水管道缺陷检测技术相结合,提出了一种基于深度学习模型的地下排水管道缺陷智能识别技术。同时,将管道缺陷智能识别与管道检测工作流程紧密结合,实现城市排水管道检测报告的快速自动生成等功能,从而大大提高排水管道缺陷的检测效率。     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

天然气管线的快速三维建模方法研究

本文通过对几种常用三维建模方法的分析和对比,提出了一种三维管线的快速建模方法。对三维建模易产生数据冗余的各个环节进行了讨论,并提出了相应的优化策略。实验表明,这些优化策略有效地减少了数据冗余量,提高了模型的响应速度。     

城市地下管线三维模型的实现

本文阐述了地下管线的数据模型和数据结构,介绍了地下管线三维几何实体模型的构建方法,提出了由管线数据库快速建模的新思路,基于Autodesk Map利用Visual LISP和VBA编程,实现了地下管线三维实体模型的自动生成,取得了较好的效果.     

基于GPU的三维地下管网实时构建与可视化

城市地下管网是城市地下空间表达不可或缺的一部分。然而,传统基于CPU的大规模地下管线实时建模再送入显卡进行绘制的模式,效率非常低,并且在管线精细建模时,绘制帧率往往达不到实时渲染的需求。对此,本文提出了一种基于GPU的三维地下管网实时构建与可视化策略,该策略以传统二维矢量管线为数据基础,对CPU端进行实时切块,把需要实时构建的管网的管径和管线节点坐标传入GPU,利用GPU提供的几何着色器完成顶点坐标的计算、管线顶点数据自动生成及管线三角网的自动构建。实验结果表明,该策略能够在保证管网拟合逼真度的基础上达到实时构建及多尺度的表达。     

激光跟踪仪在核电站主管道安装中的应用

目前,核电站的主管道焊接越来越多的采用了自动焊技术,这有利于提高焊接质量效率,还可以压缩建设成本。然而,主管道自动焊对焊缝的限差较现有工艺要求更高,高精度的测量是实现主管道自动焊的必要条件之一。本文针对主管道自动焊管口组队高精度的技术要求,提出采用激光跟踪仪对主管道自动焊相关的设备进行更为精密的三维工业测量,通过理论技术评定测量精度,然后选择测量仪器和编制具体的测量方案,最终保证了主管道自动焊精确组对的实现。