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《江西理工大学》 2013年
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基于VTK的城市三维地下管线信息系统的设计与实现

徐齐行  
【摘要】:地下管线是城市运行的血液,与人们的生活息息相关。传统的地下管线设施不能满足复杂的管线管理需求,而且随着城市的快速发展,地下管线的数据量也越来越大,涉及到空间分析的部分更是无从着手。普通二维管线已经运用的越来越成熟,为管线在三维运用领域打下了良好的基础,但是随着人们对三维可视化的需求,急需扩展到三维环境中来提供可视化功能,从而提高业务应用能力和管理水平。本文从当前二三维地下管线可视化技术着手,提出在三维VTK环境中搭建管线信息系统,并实现了初步的管线三维空间分析功能。 本文主要有以下研究要点: (1)VTK三维可视化技术 本文首先针对目前二、三维技术,特别是三维可视化技术做了总体介绍。然后对VTK流水线可视化渲染技术做了深入研究,研究其图形模型和可视化模型机制,探讨VTK对管线的如何建模渲染和实现。 (2)地下管线空间数据建模与管理 根据地下管线数据的基本的特征,合理的设计三维地下管线的数据结构和对三维地下管线数据的建模,建立专门的城市地下管线数据库,并提出了基于ArcSDE的三层管线空间数据库管理组织,实现管线数据的属性数据和空间数据的一体化存储。 (3)使用VTK渲染三维地下管线 本文探讨了三维管线在VTK环境中的三维模型渲染机制,然后设计了ColladaToVTK算法将Collada文件的DAE格式转入VTK中进行渲染。论文还设计了三维管线空间数据与VTK可视化模型转换接口(FeatureClassToVTK)将ArcSDE中的要素类导入VTK环境中进行三维可视化。 (4)三维地下管线空间分析 研究了三维地下管线的基本的空间分析功能的实现算法,包括断面分析、最短路径分析、爆管分析、碰撞分析等。并结合了GIS的空间分析功能和相关开发接口进行了编码设计,可以为管线相关部门的决策提供有力的科学依据。 总之,本文深入研究了三维管线数据建模和VTK可视化渲染实现机制,并创新性的给出了三维管线数据在VTK三维环境下渲染实现的过程,实现了简单的三维管线空间分析,为管线系统在三维层次上提供了一个新的思路和解决方案。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P208;TU990.3;TP311.52

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