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虚拟三维地下管网建模技术研究与实现

陈子辉  
【摘要】: 地下管网是城市的命脉,了解和掌握城市地下管网的现状,能为城市规划、建设和管理提供不可或缺的基础信息资料,是抗震、防灾和避免管线事故的需要。传统二维地下管网管理信息系统,其空间表现能力和空间分析能力都有很大的局限性,无论从技术还是市场需求的角度考虑,地下管网三维化是发展的必然趋势。 本文在研究分析当前三维建模技术和三维地下管网管理信息系统现状基础上,首先依据三维建模原则,对管网模型进行结构分析和模型简化,通过对管线模型构造、管网连接模型计算、管线的材质、纹理映射、着色处理研究分析,提出了一种新的三维管线可视化建模理论与方法。 在此基础上,摒弃了传统手工、半手工三维地下管网模型构建方式,基于OpenFlight API通过VC++程序设计实现了从管网信息数据库、图纸节点关系数据库、DXF格式CAD文件自动构建三维管网模型技术,改变了三维地下管网管理信息系统中核心技术——三维建模技术相对滞后问题,实现了对大场景、多类型三维管网快速、自动建模。 文章最后以实例应用的方式,设计天津市某高校三维地下管网管理信息系统,包括基于OpenFlight API的三维管网建模和Vega Prime场景漫游的信息管理两个主要模块。实现了管理信息系统中管线拾取查询、二维导航、手动漫游等三项场景控制关键技术,充分发挥了虚拟三维管网管理信息系统的技术优势。实际工程应用结果表明本文所提出的三维管网模型构建方法是行之有效的,具有较高的准确性和可靠性。可以预见,本文提出的这一全新虚拟现实三维模型构建技术,对诸如地上建筑、地层等其它三维模型的快速、自动构建研究具有重要的借鉴价值。


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