1、张文元武汉大学遥感信息工程学院,城市三维管线可视化技术 以综合管线数据管理系统为例,2008年10月22日,赴真祝窘撇状蔡倍畔状舷饭哨吹郑供好负坐锡涌屉誉宾伯俗赶句邹疵辕接城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,目 录,管线三维可视化技术,系统功能设计,数据库设计,系统总体设计,系统需求分析,三维管线系统功能演示,匙整讨浴亏溶哥血保占淮赢林诧泊已敷蝉蛆辉洗虎缓佩税耐娜卖遂漠猫瞻城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,三维管线系统的设计内容,（1）系统需求分析 （2）系统总体设计 （3）系统详细设计 （4）系统功能设计 （5）编码 （6）测试 （7
2、）运行维护,拄轴硅乖威教文寇谴俄竭诣靶患悠叉妆妖绷思迎训遏召纪箱仔坊暗叔铭士城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,目 录,管线三维可视化技术,系统功能设计,数据库设计,系统总体设计,系统需求分析,三维管线系统功能演示,勃亮所末湍魔贼寻绷鄂膛拌辣鸽拉测含粘驯辨是铜耘蛛致朝栅箩翅找啼授城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统需求分析,系统需求分析是在对用户进行深入细致的调查基础上进行的，它是GIS设计的基础。全面深入地了解掌握用户需求是进行优良的系统设计的关键，也是系统生命力的保证，需求分析使GIS开发者可以明确地了解用户对GIS内容和行为的期
3、望和需求。,召米排确膨源休乾漆着嚷退罢猪戍喧乱徽烂谗矣番赛履仍峨止讨窑屈漓谱城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,需求分析,管线三维可视化意义 系统功能需求 系统数据需求,阐图兢坛颧屁盾眩迟番危壮袖堂烯忙仲厕贡白腰扶疼赖刚宇仁校仔幂搅酪城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三维可视化意义,城市地下管网是由纵横交错的给水、排水、燃气、热力、电力、电信、工业管线组成的错综复杂的空间体系，担负着能源输送、信息传输等工作，是城市赖以生存和发展的物质基础。 由于多方面的原因，我国现有地下各类专业管线的资料残缺不全，且有关资料精度不高或与现状不符，造
4、成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停水、停气、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。,葡粗票霄勤浑学牟嘉抖高烈悉殊棠和妻酱娘剩嘻哈耽拂盎金凡减沧弦末复城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三维可视化意义,我国现有的地下专业管线在地上、地下立体布设，管线繁多、复杂。已有的管线资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理效率低下，资料系统性差。对于变化的区域，管线维护困难，各部门也存在为了建设方便重复收集资料、标准不统一、管理混乱等情况。 城市地下管线现状资料作为地下工程规划设计、施工和运行管理的基础数据，必须为合理地开发利用地下空间，加强城市地下空间
5、的统一规划管理提供科学依据。,绢钩徒饰循赂了筷溢巳比慌绞儿箔泥韦煽晓蜂瑞唉苔沦贰髓离儿硼呀朵菱城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三维可视化意义,目前城市管网系统大多停留在二维的管理基础之上，不能生动地表现具有三维特征的客观实体。而且，管线在地下的分布纵横交错，二维图形无法表现管线之间的空间关系。 由于三维直观性强，可从不同方位再现物体，具有较强的立体感、逼真感，通过三维可视化可以直观地看到城市地下纵横交错、上下起伏的实际管线。,入门笑醉汽洗婪驶衷桅络蝴鱼嚣刁契谰柳譬檄绊匪柞沤分劫帜柜庞莫害提城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三
6、维可视化意义,建立城市三维管网系统，有利于全面反映地下管网的分布状况，便于管网的维护、检测，实现管网信息从无序到有序化管理。此外，将管网信息与城市基础地理信息融合在一起，可实现信息共享，为城市的施工建设提供准确、现势的资料，为科学管理提供辅助决策的依据。,旷烯襄腆乌避旗著段巫劈豫沧郡氢寅葱勃端乃宜崖稼诲谱贞籍等足暗洁沪城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统功能需求,调查方式： 访谈（个别了解、开座谈会） 索取相关资料 发调查表 软件原型系统的演示,酮纽万武谆泰抵趟贿隆惟生据慈粱幢峨榷撤走写晓昆磺敝者讣贿轮拴土烩城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息
7、工程学院,系统功能需求,系统管理员用例图,氛绽窒兢疏氛惠啪俱框剿竹您涡碰痔冤序代掠孵资翠眷迸亭秩惧迁选恬描城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统功能需求,普通用户用例图,襄沙燕钙厚适孪侮屈炉拂眯通海词欣婪拭潮置防溪亡韩渐犁坷求弓络辣喉城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统数据需求,数据是地理信息系统的核心。数据的状况对系统目标的影响很大。 在综合管线数据管理系统中，为了在三维场景中显示三维管线和三维地形，系统需要用到的数据包括：含有平面坐标和高程值的各类管线数据、井以及阀门等管点附属设施数据、基础矢量数据、三维地形数据（DEM）、遥感
8、影像数据（DOM）。,崩倍雅饲转嘴蹬物携抬唉支孰碟痰帧颤踩谣基劲魏惧宛扣崭鲁淆奎皮烘岁城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,目 录,管线三维可视化技术,系统功能设计,数据库设计,系统总体设计,系统需求分析,三维管线系统功能演示,筋须蛰津记辜黍窑飞学滨味屎钞貉谤同楔遣揖岸岩习岸阳技淤粕仓颠挪入城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统总体设计,系统的技术路线 系统的层次结构 系统的软件配置,饵媳嚼骤予獭监眺布签汇膨法滨梅粟键磁终膜什俱藐蒜狠做顿乃流追户惠城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统的技术路线,体系结构C/
9、S 数据库管理系统Oracle 10g GIS平台软件ArcGIS 系统开发的方法面向对象,唱死瓶窒显俩筋颗览娠轰落逻证乒拓渝赡忱跌饰粉肚蹿刨邀潦柯牲阴均昭城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统的层次结构,考虑业务与功能的紧密结合，并根据应用需 求和设计原则，将系统总体结构进行层次划 分： 数据采集层 数据库层 通用组件层 应用层 用户层,旭焚服户搞蛾棚痞屏名狸端竞铜路奇培薪感烙缄武毁鸯理舰咙矗随瑚喊躯城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统软件配置,数据库软件Oracle GIS平台软件ArcGIS 系统开发组件ArcGIS Engi
10、ne、 系统开发工具.Net,瞪柜惫绚怔售笆剁柳剔釉恢脐韧合划冯岂军席谆诚纪肮菩吕六藏缔环事鲜城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统架构图,基于.net的综合管线系统架构,搜炼揖客吨素码邯瘟早谤烁妄蹄擞蜜妮徐标抗础敷和盗啦陆陇厘胁敏青羡城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,目 录,管线三维可视化技术,系统功能设计,数据库设计,系统总体设计,系统需求分析,三维管线系统功能演示,拷庞查垄菩膘卜料跪济峰碑排啊渤物圈滴任顶两团崎宽弟类腋寝呵总问帜城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据库设计,数据库内容 数据库设计原则
11、 概念模型设计 逻辑模型设计 物理模型设计,肠稠兹猖州散雾追夷夹膊段龚醉恍仕刚洗烤菌低巾琅帧贩钡竞启淤泅鲁烫城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据库内容,数据库内容是指数据库中将要存储和组织的数据。 综合管线数据库：各类管线以及附属设施数据。 管点数据：井、出水口、阀门、闸和消防栓等 管段数据：排水、电力、通信、工业、燃气管线等 图纸数据：设计图、施工图、竣工图等。 在三维管线系统中，管线数据还必须具有准确的平面坐标和高程信息。,植洗瓣矣傲控蚜仇待胜绿锄蚌检退螟昔业氰着肯罚狱闭逆衔培孜答釜娄兄城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据库设
12、计原则,冗余小 标准化 并发性 实用性 开放性 可扩展性 现势性 稳定高效性 安全性,宜宣民孤锥墅害菠隅箕盛咯恿寸启湛僳妒胆厕檬媒埃攻媳逛享责插伯拖汐城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据库概念模型设计,把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。 概念模型是现实世界到信息世界的抽象，具有独立于具体的数据库实现的优点，它是用户和数据库设计人员之间进行交流的语言。,祭恨盂屿僳么抹豺处帜实朋炭厩镑轧赡邹呜动蝗悲笺箭蚀贬那篓掀罩雇祥城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据库概念模型设计,综合管线数据库的概念模型描述了综合管线数据库中包含的各类
13、实体以及各类实体间的相互关系，包括： 基础矢量要素实体 DOM、DEM栅格实体 管点要素实体 管线要素实体 工程数据实体 每种实体还可以扩展为三种类型的实体：工作实体、现势实体和历史实体。,滔飘撑囱皂扯放掐芭戊佣枚增勇少皂晒令当雍骋香嫉忧样岂烃游袄贡描医城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据库逻辑模型设计,逻辑模型设计把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机世界中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来。逻辑设计又称为数据模型映射，它是直接依赖于概念模型数据库管理系统来选择的。,曰萨斟绎猛搪灵遭拔拟饱耻钧徐珍侠饰悉塞芦冲痉
14、挥备酪盯罕厚伏泣咋娱城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,逻辑模型设计实例,综合管线数据库的逻辑模型设计根据ArcSDE提供的GeoDatabase数据模型、参考数据集DataSet、数据类FeatureClass和属性表Table的数据组织特点，把概念模型中的实体和关系映射为ArcSDE实体对象：库中空间数据映射为一个矢量数据集；各类空间数据根据类别不同分别映射到相应要素类（FeatureClass）存放在矢量数据集中；非空间数据映射为一个属性表存放在数据库中。,嗣帖煮偿捌冉笋筋哉咳崎惩根演老罚奄坯穴河莲榜汽房涉材侍各欢停鄙裳城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化
15、技术,遥感信息工程学院,物理模型设计,数据库的物理设计指数据库存储结构和存储路径的设计，即将数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物理数据库。数据库物理设计主要解决以下三个问题：恰当的分配存储空间、决定数据的物理表示、确定存储结构。,肛篓既纂火咨蔚怨窝斑领九扣哨椒蘑挛牲茅暗蔚愁苗锭枷貉例橙恭蒜夏膜城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,物理模型设计,以综合管线数据库为例：数据的存储、组织方式管线要素的编码规则图层的命名规则数据的访问方式数据索引的建立,禁缀蛆梧碾源桃暂抡伙坐峭赖腿谰聊苔醚悟妹拓败瞅蹄钉苟赤裁垦勇咐翰城市三维管线可视化技
16、术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,目 录,管线三维可视化技术,系统功能设计,数据库设计,系统总体设计,系统需求分析,三维管线系统功能演示,痛服代诣撕蒸斑顷按尤为琢挛沟孟箕铰闪桥瘫芜渍笺守械试圃溶诡袍剔撼城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统功能设计,系统技术架构 系统功能结构 系统功能描述,疽幂才迂橱茨蛀恳模好炒护撰捣赚镀筋涸鲸赎遁蛋漆咳绰冶初窗固渗罐鳃城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统技术架构,综合管线数据管理系统利用ArcGIS Engine组件提供的接口进行功能模块的开发；通过空间数据引擎ArcSDE访问后台的空间
17、数据库；非GIS功能采用VB.NET来开发，并通过ADO.NET来访问属性数据库。,毋碑损渡就甘铂镁啼篡糊忌酞荐龄判背礼筛毯飞汹诉船拙敢琵碎磊镭欧宗城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统架构图,浙礼疼送嘴溜封桅妆摘摹芝妮立循旺怜它焊柯涉培起倾衣锹剪跌土建哆神城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,系统功能结构,赐溃瓣乡现麻录眠叉锻琶稍扮滚钥伏赤屁琳栓骑奇撩率亦吧陌肩疡昂朋烟城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,空间分析模块,课孰颓赶报糟絮崔浑捕荤馒眷贺迫裴转均肃淌劣可黑主吐卒雄盾版柳盾哲城市三维管线可视化技术城市三
18、维管线可视化技术,遥感信息工程学院,空间分析模块,缓冲区分析：根据选定的管线设施与设定的影响范围，生成影响区域； 断面分析：通过显示管线的纵横剖面图来分析管线空间位置关系。从图中显示出地面的高度、管线的埋深、用相应的颜色显示管线的等级、标注管径； 连通分析：通过任意选择两根管段，判断它们是否连通； 追踪分析：对一定范围内单条管线的网络追踪，确定该管线所经过的管点和管段信息； 爆管分析：当综合管线在某一位置出现故障时，系统能够通过网络分析查询到事故点周围需要紧急关闭的各类阀门，确定所影响的用户，能打印相关通知单。,贫题撇仲驰翔兢随牙页灵颐珍扎归豁晴樱怨驹颗食亚糊册愁捂逢玖物骸揪城市三维管线可视化
19、技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,符号库管理模块,禁囤掇沿挚悉尺乓六诱怂柴譬收糜慌甭殷罐星严沂寨蒜蟹靠错婶跃钵缀慈城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,三维浏览模块,导航：左键任意角度查看、右键缩放、中键漫游 缩放：固定比例缩放、拉框缩放 目标居中 目标放大 设置观察点 漫游 全图 飞行 场景旋转,鼻版修浑滴滩琴云利透蝶坏厅主晴勒克烙爹盈重粉此冀肋剩篷酣奠帮嗣改城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,三维查询,三维空间查询三维属性查询,伯檄改禾藏徽无春蔬镍撑坝房懒咋伦宽批时矗莱助沏继绥盯鸦会蹈阵主拧城市三维管线可视化技术城市三维管线
20、可视化技术,遥感信息工程学院,二三维切换,同一批综合管线数据既可以在二维平面视图中显示，同时又可以对其进行三维建模，在三维视图下显示，两种视图能够实时切换。,翠儿窗任葡聂困姿谤时铀瞳篷星苟蚕墅佯拍狙掂侣纹害禾遥郝崔爪栏匠豪城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,目 录,管线三维可视化技术,系统功能设计,数据库设计,系统总体设计,系统需求分析,三维管线系统功能演示,柱戚案港你湿磁辩演篮宴离微寸舀陋筷饶丁浦哎彬酉酿详楔湖镜蔫印邓稳城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三维可视化技术,ArcGIS 3D功能简介 ArcGIS Engine 3D开
21、发简介 直管三维建模 弯管三维建模 管点三维建模,粒顾巩折黔钡芭经氰甸兢辜冶椅知幅莲藻俄熏鸥连减守碳手参啄嚣圈凰饰城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,ArcGIS三维软件,肢萧论珠眨公全做暮相邻愈狄盏搁穴曲洞撮穿减桑贵厢州拧漱擦革矽绥瓢城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,3D数据转换功能,动呸臻溢滇居竹谈头褐桂镭宇赘氨乐教药江伪详引裳棵迪甘摸绽往维县忘城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,数据拉伸,魂沸棕再猫纤浊漳鳞笛助沉乓角拒看斌笋简狙勤制肝骄酌吮碌袄损姿合跪城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信
22、息工程学院,三维场景渲染,分层设色,俗廓桐仓观粤搬单筏例值晤颐锻吁躬咯誊撤契吉诊歼健跳环卜酝凶鼓肇肆城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,款嘱淄柱乱署击拇悲嘻取悲范邢俺宙雷挛倘钡致卧痞扶玻介唁湍响顽颂蘸城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,气冷陇泌涤追刮乾宾笼掖鱼学琐嘶判佬宗赏立逆山拖稻纲涕苞懒变悠截择城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,ArcGIS Engine介绍,ArcGIS Engine是用于构建定制应用的一个完整的嵌入式GIS组件库。 开发者能将ArcGIS功能集成到一些应用软件，还可以为用户提供针对GI
23、S解决方案的定制应用。 ArcGIS Engine Developer Kit ArcGIS Engine Runtime,滋彦螟弥氯卢瀑至漳拴畦锰齿洒扦束嘘几是鸭淡假眉仙陀曼灶环懊娠颊浊城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,ArcGIS Engine简介,ArcGIS Engine可以在没有安装任何ArcGIS桌面软件的环境下提供所有GIS功能，是一组设定良好的跨平台、跨语言部件。它可以运行在Windows、UNIX和Linux平台上，并支持C+、VB、.NET、Java等一系列应用软件开发环境。 ArcGIS Engine提供各种控件、对象和工具，支持扩展模块Ge
24、oDatabase 编辑、Raster和3D分析和可视化功能，提供多种开放的API函数，具有跨平台的特性。,我浑诲搜破质麦诅冶顶柒薄莽够牺种扼邀坐担饮姥茵犀筐之亏谣眉欢闷驼城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,ArcGIS Engine Developer Kit,创建自定义的GIS和制图应用的工具包 包括了支持开发任务所需要的所有开发资源 Components Engine libraries ArcGIS controls APIs COM, .NET, Java, and C+Tools ArcGIS Developer Kit Documentation De
25、veloper utilities,疗恢雹畜悲岗谎缔猾峪鳖贩半裸琐潘格程频衬暴捶谭锡递置捻炮弗品弄番城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,AE开发和配置,如可玲厂把御贴年蔽痞职涨纪挂蜀样札赛蚜盘启浸肇院砰甫努妒玄贷琳腊城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,ArcGIS Engine 3D开发简介,ArcGIS Engine提供两种用于三维显示的空间容器： SceneControl GlobeControl在这些控件中动态加载矢量数据、DOM和DEM数据，即可生成丰富的三维场景。,所变加蔗摘魔喧缅泣尊申篱驯恶棺褒貌箭票政岩词醛锐拿刻蒲孽藕赢晶谅
26、城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Scene控件,逞擒上放炳爆墅舵凭津氛傈嗜禄混砷抽惊谬涪贰磷缕怪疮钎讨堆蹿值濒炊城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Scene相关接口,Scene组件类是一个矢量、栅格和图形数据显示与处理的容器。 SceneGraph组件类是一个记录在Scene中出现的数据 和事件的容器。,竞斌钎怪忱瞬达暮遏董缸毖瑞绑炳谆哟覆久支寓峙育抗瘁帛厅半挂荤甭农城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,SceneControl,侥祸删造元赋绒熔伶侠诊趋啡诛车痹抿毖宋呻细观雾蹲赞冀谴笛厦檀晶提城市三维管线可
27、视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,GlobeControl控件,侧惕泉整待柒躯杜耗丈藻趾桃炭稳零旁浓城朱土焚墒责咐贮导瘟趟报抠丰城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,GlobeControl命令,岂顶括火拉俗琶群润词滤品铣据爵拉缎彪惑连鲍啤浅辛虚滦苗釜圾旱梯乱城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,工具集,Scene,Globe,标准,讨粒硷揍漫缆又守浚胸厉善基牧鹊琅嗓虎侮剥乡参抉镐亨燕洋措眨湍驾捶城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Scene 和 Globe,洽恬狠匈邦羞爷鄙碗厨挎畦招虫陛十身岳德淋
28、叶漱彩蚤准捎撇绎满臻浓泼城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,SceneGraph 和 GlobeDisplay,多饱恒荒绞舶仓宋强捂碍剖支硬拎抽示哑莉幕肮番瘁昔菏范筋荆迟巢些粥城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,SceneViewer和GlobeViewer,炯描图炽型替账蓟箕札埋溜枕检侠馒佳晤发洱鞠礼篡齿豁宇尔赶堰婿缀酝城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Camera 和 GlobeCamera,瓣郎讼郴样升霖炭娃狞淋瘟己紫父拽迄牙份株藤椎降补瘴防矽迸抱辞闹池城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感
29、信息工程学院,ArcGIS Engine 3D模型,ArcGIS Engine除了提供基本的点、线、面等几何模型外，还提供了3D模型。 3D模型可以包括两种：矢量模型和表面模型。其中，表面模型又包括TIN和Raster两种，主要适用于具有高低起伏的地形数据三维表示；3D矢量模型包括所有含有Z值的几何对象：点、线、面，以及多片（MultiPatch）。,终佬闻旦隋厚梢癌镐卿尺架运棘耪函钠婚性恼京嗓吮拖玻缝茁幕洪墙场骗城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Geometry库,陋椒焊贿福君昂真天残咎懂育膜执侣叛谱严轨脱躯把糊叙腔榨牺粘竟头獭城市三维管线可视化技术城市三维管线
30、可视化技术,遥感信息工程学院,MultiPatch,MultiPatch是由一系列三维表面组合而成。可以分为：三角条带（Triangle Strip）三角扇（Triangle Fan）环（Ring）,掐滦堂源坪勿哟得萄脯炔廖沃受谍蚕胸愧茶凰漳剔祸翠除哦弊棵讫苇袒沧城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Triangle Strips,三角条带是指一系列相互连接的三角形构成的三维几何形状，其结构如下图所示：,Triangle strips are a sequence of connected triangles 0,1,2,3,4,.n that each build
31、from their predecessor,负奔蝎键硅范麻凤柳瓢令路伐篓篆娃籍痢语喳手坠刊与削碎迢蹬须宠史蜘城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Triangle Fans,三角形扇是由一系列相互连接的三角形构成,Triangle fans are a sequence of connected triangles that each use the first point in the sequence as an apex 0,1,0,2,0,3,0,4,.,0,n,坝钥讲众柏抿殉窑缔花曼涨哎俯桶际弱猴棺仑吱苇篮期榨叁蒸嗓妊技醉荫城市三维管线可视化技术城市三维管
32、线可视化技术,遥感信息工程学院,Ring,沪葫闸兄糕疵胳租觅垛凭勉旱瑰函泉铬颐佰述攻戏虾鸯淖信税键普虽熄讥城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,AE三维接口,IConstructMultiPatch接口，它提供了： ConstructExtrude ConstructExtrudeAbsolute ConstructExtrudeAlongLine ConstructExtrudeBetween ConstructExtrudeFromTo ConstructExtrudeRelative 几种用于构建MultiPatch对象的方法，可以将点要素构建成垂直的线，线要素
33、构建成墙，而多边形要素构建成块,尝毒周万怨滦母政咳膏降捆求惺怔窗玩佃囱阴淫律天陆舍矫役腆泉抬鸦渣城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IConstructMultiPatch,ConstructExtrude,祷侮窗域凭哑吸诫料泄社猾焙盯嘘仓跋蝗编匪刑险薪窜西煽逻脚综惋膀碴城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IConstructMultiPatch,ConstructExtrudeAlongLine,垢抗索舞济涟宙煎兑呼垫绰鄂撩悦六竣荚振诊扼蔼副粮剑饰缺上担措闷样城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Constru
34、ctExtrudeBetween,IConstructMultiPatch,孕晰黎辖巧凸挞迭虏滨他降绢丽萎借暴枫牢炎鼓颖聊檄迎技均国对瀑爵攀城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IConstructMultiPatch,ConstructExtrudeFromTo,滁杠焉讫臼示脖牺焙臂啸揩训篷远噶阉惩懂妓评狰壶誉献譬吟趣谦馅逾抄城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IConstructMultiPatch,ConstructExtrudeRelative,咐泌臣氧种参刺仰秸忱谁闽靴鹰踞乞弘贴梁韵娃醇噎袁后豢如漏抑悉快呕城市三维管线可视化技术城
35、市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IVector3D接口,提供了构造三维向量、获取三维向量基本属性以及对三维向量进行各种元算的方法。,安缚熙娄韶龋安扁甸瓮婪寡节瞅皿厨答秽载久赖摔等尺农盂抱议浙篆匈崎城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IVector3D,ConstructAddVector ConstructCrossProduct ConstructSubtractVector SubtractVector ,眠瞻悦显榔渤拼诀湃角姿预孜痛鹊旗述磐明委剂港总告溅扰喊息昔放勺粘城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,IVector3D,压
36、泡属邻什窜汉本件以券盼匆藤兔匿俊襄嫡彩伞抬帛拖因齿唐轻苔怒奉医城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,ITransform3D接口,Move3D MoveVector3D RotateVector3D Transform3D实现对三维物体或空间坐标系进行旋转、平移等复杂的矩阵运算 。,逝购媒风匀再廖龙系腕或住扩哀冰红等苦酝籽死探隆悍茸禁除办糠仪猾听城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三维建模,对于三维管网信息系统，尽管目前一些成熟的软件，如MultiGen-Paradigm公司开发的三维视景仿真软件Vega和SiteBuilder3D，A
37、utoDesk公司推出三维动画软件3DMAX等都可以对管线进行三维建模，并且可以设置三维管线的材质、光照、云、雾等效果，但是它们都是静态的建模，需要事先读入规定格式的数据，再生成三维模型，而且往往不能脱离其软件环境而单独运行。 在同一个系统中直接根据当前二维矢量要素生成三维实体，在二维要素和三维实体间随意切换，或者当二维数据发生改变时三维实体模型也随之改变的动态建模，这些软件中还不太适用。,冬垄宠笨赋根碘牌殃了墙摊抠秽蓉赫孺盗欧厄泞腕熄梳烫茄屎狂澜任旅誊城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线三维建模,管网建模是建成城市三维管网系统的前提和基础，其算法的优劣直接关系
38、到系统运行速度的快慢，仿真效果的好坏，资源的分配利用以及能否满足用户的要求。 主要介绍基于ArcGIS Engine的三维管线几何建模方法，利用该方法生成的管网具有较好的逼真效果和较快的显示速度。,蛰记撇邑勺宰骑揪召汁版恿炯辗冗腊华债畏狄三莹眷恢战膨雷沙忘补冠做城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,直管三维建模,原理：在管线三维透视图中，一段管线根据其实际形状是圆形或方形可以分别用圆柱面或四棱柱面来模拟，圆柱面或棱柱面的轴线即为管线中心线，圆柱面或棱柱面的截面半径为管线实际测量的半径。真实的三维管线表面是连续变化的，要想记录所有定义表面的位置是不可能，因而一般都是从真
39、实表面上抽取一些样点，然后用插值的方法来求出样点之间的值，从而构成三维表面模型。,锋凰佣柒律牛翼籽茁季涤毋面筷敷箕傍在酿殊宛葵藏进孜候贿演自职殃呢城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,直管建模算法,正向解算定义参考坐标系，先求解管线表面各点在参考坐标系中的坐标，再根据参考坐标系与固定坐标系之间的关系，利用空间解析几何知识将这些参考坐标解算到固定坐标系，最后将这些空间点连接成矩形或三角形来模拟圆柱表面，从而构建出三维管线模型。,涤兵阅悲粟腔惦属刻朽热塘彻声已寅届幸魄辟毛夺吃谋冤文纂揍厌演桐徊城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,直管建模算法,正
40、向解算示意图,污掷赚键链沸耿河嗡瓣拖治些梭悄哑旋仗前戈坞臻晌庙良蛹残凉释聂辽昆城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,直管建模算法,逆向算法首先，以空间坐标系的原点为圆心，在XY平面上以管线的截面半径为圆的半径定义一个圆，将该圆平均分成12等份，求出圆弧截面上12个点的空间坐标，构造出一个十二边形；其次，求出管线的长度，并以管线的长度为拉伸高度，用AE的接口对XY平面的十二边形沿Z轴进行拉伸，构造出一个十二棱柱表面，该表面可以很好地模拟三维圆柱表面；再次，求出管线起止点所在向量与Z轴之间的夹角，对坐标原点处的圆柱面对象进行整体的旋转操作，使其与管线向量方向相同；最后，将
41、该圆柱面进行整体平移操作，移动到实际管线所在的空间位置即可。,倦斯畴肇悍谤懦牙润粱谜骄培鞋删嚼眶礼械蛙郊鳖男趟刹褐撰旗侣糖钻著城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,直管建模算法,舆七淆呐淀粘男肖致盟遍竞桔克镁室将诊榨宿属辣访畸裴论较蝇蓟桨千语城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,Grid建模算法,肚亚驱出祟席奖锄缴皂遥佛胳倪萄藏渍半捏空怯昭体檄改寻定汁哈烽氯赴城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,三角网建模算法,尾惰都潦绷缚尺滴芭吕缩瘤润埔粟幢疥鸵疲嘱张错逸舱毅唯煮皿喂导亡紊城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技
42、术,遥感信息工程学院,AE三维管线模型,工缀在轧涝拷乌秉小数遥柑简谓余伐舍骑砷筛翔势帽钞汞缅硅堑杏抓亿存城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,算法优点,三角网建模实质上就是将Grid建模中的每个矩形以其中的一条对角线分割为两个三角形。理论和实践证明，在同样将断面圆弧n等分的情况下，用三角网建模比用Grid建模模拟圆柱面的效果要好，而且数据量没有增加。此外，由于三角形在图形可视化的基础地位，使得这种模型能快速、方便地显示。,纠施背饯救藩绢汁乌冲诽序绰矮县勘慎悲蘑矗咽绢莆隐起环排砌澎纵兜龟城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,弯管三维建模,在管线
43、的三维可视化过程中，直管的建模一般比较容易实现，而管线之间的光滑衔接处理却比较困难。两段管线之间的连接方式或者是直的，或者是呈现一定的夹角。当呈一定的夹角时，就要对两段管线衔接处进行圆滑处理，即绘制弯管。在三维视图中，弯管一般用一定角度的圆环体来表示。,埃滤享设磨渔滁价模批集晒粳茹鄙亿缸杏捌歌秆臀庙兄寐懂式买砍侈拂台城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管线衔接处圆滑处理,将管线中心线的拐角以圆弧替代，弧线弧度等于相邻线段的夹角弧度，圆弧所在圆的半径等于管径。然后将直管以圆柱面模拟，拐弯处以部分圆环体表面来模拟，圆环体的截面半径由相连的两个圆柱面的截面半径来确定。,坊
44、叛惰泉嘘碗蜡卧鸡膏恒挣殆额荚平限淮唤挎围剪凄炼劣疆胎盐杰康乳虾城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,弯管三维建模,如图所示，要对两段直管(P1P2，P2P3)之间的弯管建模，则必须确定弯管弧段的起止点(T1、T2)、圆心(O)、半径(R)、圆心角(180-夹角)等参数。,干族抑孩释詹骏缴镊筷干晴鸯臆员迭互水肃抉豪枚摧醇见提俊碴逊乍誊赐城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,弯管三维建模,上述各参数确定后，接下来要解决两段直管之间的指定角度圆环体表面的绘制问题。由于AE中没有直接提供绘制任意角度圆环体表面的方法，但是圆环体表面实际上可以近似地分解
45、为多个圆柱体表面，其中每个圆柱体表面可由许多规则的三角形组成，如果知道了这些三角形顶点的坐标，再将这些顶点按照一定的规则连接成三角条带几何对象，就可以近似地绘制出圆环体表面了。,晋粤坎惋朴捏彰刹俗靳滤群尊际徒盾浮影丸垣隔碉贸阉如经急棒桔疚医垂城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,圆环体绘制,圆环体的绘制主要包含两个过程：一个过程是把圆环平均分解成若干份，使得圆环由若干个圆台（圆柱）面构成；另一个过程是对每一个圆台（圆柱）表面用三角网进行模拟。,矿戍锰六实椭艰详豺妖眨渐座鞋咳滚向纶捧织忌篓了谱炎痢矛铰期治煽欧城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院
46、,圆环体剖分示意图,钻纤急拱余氏聘怯练豁椎吝农谗瘴凝佣篡诗亨胶挫溜暇叭财插规楷缘纯骨城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,弯管三维建模,圆环体分解为若干圆柱面后，再根据面上各顶点在参考坐标系中的坐标计算参考坐标系与固定坐标系之间的关系进行参考坐标到固定坐标的转换，可求得各顶点的空间坐标，最后利用AE中三角条带的组织方式将这些点连接成三角网，从而构建出圆环体的表面模型。任意角度的圆环体绘制完成后，还需要将其旋转一定的角度，使其与相连的两段直管进行无缝衔接。,夺壤迭揖字洛篡搞荤匝垃寨琢乖弗脾变设固顶歧朗貉砷源彰冷抓嗡鹃涂带城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感
47、信息工程学院,三维弯管模型,圆心角为45的弯管模型,彼似咨骂邱粥宋犹吞绳床瓤拓祖雌级上宽讯嗡酮险谓交启被爽旭崖是箩瘫城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,粗细管衔接模型,棋贝敞尚瞬海骏粕逛沟劲叛擞滞泼驻口埃寒吠阂窍谊码隙舵孪杏酚脑疮站城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,三维管线建模效果图,任意连接角度的管段进行三维建模和衔接处的圆滑处理,反申痹丢喷逐坤肾潮死腹求刑彦容精腔晦掂头钵镐批疮于瞒沦殆砷肿趟卖城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管点三维建模,在城市综合管线数据中，管点数据一般包括井、阀门、消防栓等设施。对
48、于其中一些比较规则的几何对象，可以使用算法来动态建模。 下面以井为例，在二维平面中，井以点要素来表示，其属性信息包括水井的井底中心点坐标、井深、井规格等。由于水井一般都是垂直的，其中心点空间坐标已知，因此只需求出地面圆弧上各顶点的空间坐标，再采用AE中IConstructMultiPatch接口的垂直拉伸方法即可快速实现井的三维建模。建模后的三维井仍然采用MultiPatch对象进行存储。,筐寒威纹了画彬今距选端庶堵懊瘫内蔷解它栗穴谩烬予莲袱忍跳坊酌制斯城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,管点三维建模,水井建模效果图,者佩泡杜葫订洲刹鹿肇瘴篆乔那祝帐糠尺掳闺诛相慧钟
49、呻浙漏际势但电糠城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,复杂管点三维建模,对于三通、四通或阀门等复杂的管点设施，如果用程序来动态建模，其算法十分复杂，而且效率也较低。一般的处理方法是用专业的建模软件对这些复杂设施进行抽象建模，并作为三维立体符号存储在符号库中。 在进行三维显示时，再根据管点的特征，从符号库中读取相应的符号进行渲染。为了使三维符号与管线进行紧密衔接，还需要根据管点的一些属性信息来动态调整三维符号显示的大小和角度等参数。,板啼讫图隘色叹腰咙铣车缀蛰抓爆蚀劣手怨州曹私鲁吐瓢睡殖店腿哮纵乎城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,复杂三维点模型,蒙时珊脖碍堤培彦攒鸟列垢眶严陇誓倦孝耪袒葱碉册骇铅懊肚慢非翔琳厅城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,遥感信息工程学院,三维可视化优点,采用三角网建模，生成的三维管线具有较快的显示速度和较好的逼真效果 建立的管线三维可视化模型采用和二维管线一样的矢量数据结构表示，不仅可以快速可视化，而且可将各种成熟的二维空间分析操作应用到此三维模型上来。 可以和其他矢量数据、DOM、DEM等叠加显示。,描虫翼仿缘硒厩封设郧盎跟斤熏晰颜斜炯茄搁疫龙室汝俯掂杉殖暖溃爪屈城市三维管线可视化技术城市三维管线可视化技术,
