CN110135083A - 一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法 - Google Patents
一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110135083A CN110135083A CN201910417422.1A CN201910417422A CN110135083A CN 110135083 A CN110135083 A CN 110135083A CN 201910417422 A CN201910417422 A CN 201910417422A CN 110135083 A CN110135083 A CN 110135083A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- line sections
- vector
- coordinate
- point
- vertex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000013499 data model Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 238000007794 visualization technique Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/14—Pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法，包括以下步骤：步骤1、管网管线段的三维模型构建；步骤2、管网管线段之间的连接部件的三维模型构建；步骤3、管网模型构建：根据管线段起始点的不同高程及管线段截面大小，将相邻的管线段三维模型通过连接部件三维模型连接，完成三维管网自动化构建。本发明根据二维管网库的空间数据，通过管网管线段、部件以及管线段之间连接处精准自动化建模，构建模型自带空间属性，无需人工调整模型位置，节约模型构建时间，实现城市地下综合管网的管线段和连接部件之间无缝连接，生成高精度的三维管网模型，最大程度的还原城市地下综合管网的真实分布情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维管网构建方法，尤其涉及一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法。
背景技术
城市地下综合管网包括供水、排水、燃气、电力、电信等多种类型管线，各类管线分布纵横交错、错综复杂，仅仅用二维平面图来表达城市地下综合管网的分布情况是远远不够的，若用不同颜色渲染的线段来呈现各类管网，会给人一种拥挤不堪、杂乱无章的感觉，在二维平面图上也不能很好的表达各类管网之间的空间关系。这就需要将城市地下综合管网进行三维可视化，通过三维建模最大程度的还原城市地下综合管网分布的真实情况。
传统的城市地下综合管网三维可视化方法是通过三维建模软件中建好模型，然后导入到系统中进行位置调整组合完成，这样管网部件建模及管网部件模型之间位置连接调整工作量大、效率低、耗时、成本高，而且最终出来的效果也不是很理想。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于ARCGIS提供的Multipatch三维数据模型的自带空间属性的三维管网自动化构建方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法，包括以下步骤：
步骤1、管网管线段的三维模型构建：根据二维管网库的空间数据，获得管线段的空间属性，利用三角条带算法创建圆形管线段和/或方形管线段的管线段三维模型；
步骤2、管网管线段之间的连接部件的三维模型构建：利用三角条带算法创建连接部件三维模型；
步骤3、管网模型构建：根据管线段起始点的不同高程及管线段截面大小，将相邻的管线段三维模型通过连接部件三维模型连接，完成三维管网自动化构建。
作为优选，所述步骤1中，所述圆形管线段三维模型构建包括以下步骤：
步骤1.1.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，构建P1到P2的向量T1，利用空间两点间距离计算公式得到管线段长度L；
步骤1.1.2、构建垂直于向量T1的向量Z1＝(0，0，1)，计算T1×Z1得到垂直于T1和Z1的向量U1；
步骤1.1.3、利用公式A1＝P1+L×U1，计算圆形管线段起点圆截面边的第一个顶点空间坐标A1；
步骤1.1.4、以T1为轴，向量U1旋转60°获得U2，利用步骤1.1.3的公式计算圆形管线段起点圆截面边的下一个顶点空间坐标A2坐标；
步骤1.1.5、依照步骤1.1.4的方法分别计算圆形管线段起点圆截面边的其它顶点空间坐标A3，A4，A5……；
步骤1.1.6、利用公式B1＝P2+L×U1，计算圆形管线段终点圆截面边的第一个顶点空间坐标B1；
步骤1.1.7、以T1为轴，向量U1旋转60°获得U2，利用步骤1.1.6的公式计算圆形管线段终点圆截面边的下一个顶点空间坐标B2坐标；
步骤1.1.8、依照步骤1.1.7的方法分别计算圆形管线段终点圆截面边的其它顶点空间坐标B3，B4，B5……；
步骤1.1.9、按A1，B1，A2，B2，A3，B3……的顺序依次将各个顶点加入三角带集合，完成圆形管线段三维模型构建；
所述方形管线段三维模型构建包括以下步骤：
步骤1.2.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，构建P1到P2的向量T1，利用空间两点间距离计算公式得到管线段长度L；
步骤1.2.2、构建垂直于向量T1的向量Z1＝(0，0，1)，计算T1×Z1得到垂直于T1和Z1的向量U1；
步骤1.2.3、利用公式C1＝P1+L×U1，计算方形管线段起点圆截面边的第一个顶点空间坐标C1；
步骤1.2.4、利用方形管线段的截面长和宽计算旋转角度Q，利用直角三角函数正切公式计算得到tanQ＝宽/长，方形管线段的截面长和宽从管线段属性库中获取；
步骤1.2.5、以T1为轴，向量U1旋转Q°获得U2，利用步骤1.2.3的公式计算方形管线段起点圆截面边的下一个顶点空间坐标C2坐标；
步骤1.2.6、依照步骤1.2.5的方法分别计算方形管线段起点圆截面边的其它顶点空间坐标C3，C4，C5……；
步骤1.2.7、利用公式D1＝P2+L×U1，计算方形管线段终点圆截面边的第一个顶点空间坐标D1；
步骤1.2.8、以T1为轴，向量U1旋转Q°获得U2，利用步骤1.2.7的公式计算方形管线段终点圆截面边的下一个顶点空间坐标D2坐标；
步骤1.2.9、依照步骤1.2.8的方法分别计算方形管线段终点圆截面边的其它顶点空间坐标D3，D4，D5……；
步骤1.2.10、按C1，D1，C2，D2，C3，D3……的顺序依次将各个顶点加入三角带集合，完成方形管线段三维模型构建。
作为优选，所述步骤2中，所述连接部件三维模型构建包括直管三维模型构建和弯管三维模型构建，所述直管三维模型构建方法与所述管线段三维模型构建方法相同；所述弯管三维模型构建以下步骤：
步骤2.1、计算弯管圆弧中心点坐标O；
步骤2.2、将弯管分成若干个切片；
步骤2.3、分别计算出逼近每个切片两端圆面的正多边形各个顶点的空间坐标，然后用三角带拟合切片表面，依次完成每个切片的建模；
步骤2.4、将各个切片模型拼接起来构成弯管三维模型。
作为优选，所述步骤2.1包括以下步骤：
步骤2.1.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标M1、管线段终点空间坐标M3和管线段之间交点空间坐标M2，求点M2到点M1的三维单位向量F1：
F1＝M1M2/|M2M1|；
步骤2.1.2、求点M2到点M3的三维单位向量F2：
F2＝M2M3/|M2M3|；
步骤2.1.3、求弯管所在平面的法向量N：
N＝F1×F2；
步骤2.1.4、求垂直于M1M2并指向弯管圆弧中心点O的向量K1：
K1＝N×F1；
步骤2.1.5、求垂直于M2M3并指向弯管圆弧中心点O的向量K2：
K2＝N×F2；
步骤2.1.6、求弯管与对应两个管线段的切点G1、G2的空间坐标：
G1＝M2+SF1
G2＝M2+SF2
点G1到点M2的距离与点G2到点M2的距离相等，都等于S；
步骤2.1.7、求对应两个管线段之间的夹角θ：
cosθ＝F1F2/|F1||F2|；
步骤2.1.8、求弯管中心线所在圆弧的半径R：
R＝Stan(θ/2)；
步骤2.1.9、求弯管圆弧中心点O的坐标：
O＝F1+RK1＝F2+RK2；
所述步骤2.3包括以下步骤：
步骤2.3.1、获取一个切片的点O到点G1的向量V1，以及点O到点G2的向量V2；
步骤2.3.2、将向量V1和向量V2进行叉积，得到垂直于对应两个管线段所确定的平面的向量J；
步骤2.3.3、将向量J与向量V1进行叉积得到与所分切片第一个圆面垂直的向量H1，将向量J与向量V2进行叉积得到与所分切片第二个圆面垂直的向量H2；
步骤2.3.4、计算出第一个圆面起始顶点E1的坐标和第二个圆面起始顶点E2的坐标；
步骤2.3.5、将向量M1F1沿向量H1旋转一定角度得到下一个向量，计算出第一个圆面第二个顶点坐标和第二个圆面第二个顶点坐标，依次类推，计算出两个圆面所有顶点的坐标；
步骤2.3.6、将计算出的各个顶点依次加入到三角带集合中，完成一个切片的建模；
步骤2.3.7、重复步骤2.3.1-步骤2.3.6，直到完成所有切片的建模。
说明：上述圆形管线段和方形管线段的管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，因其都是管线段起点和终点坐标，无论是圆形管线段还是方形管线段，都是指一段独立的管线段，都是相同的，所以用了相同的标记字符；但弯管的管线段起点空间坐标M1和管线段终点空间坐标M3，是指弯管中的两段管线段的起点和终点坐标，不是独立管线段，所以用了不同的标记字符。
本发明的有益效果在于：
本发明根据二维管网库的空间数据，结合ARCGIS提供的Multipatch三维数据模型，采用Multipatch模型表达方式动态生成管线段；通过管网管线段、部件以及管线段之间连接处精准自动化建模，实现城市地下综合管网的管线段和连接部件之间无缝连接，生成高精度的三维管网模型，最大程度的还原城市地下综合管网的真实分布情况，提高城市地下综合管网三维模型构建效率、节约时间、降低成本；构建模型自带空间属性，无需人工调整模型位置，节约模型构建时间。
附图说明
图1是本发明所述实施例中圆形管线段模型构建示意图之一；
图2是本发明所述实施例中圆形管线段模型构建示意图之二；
图3是本发明所述实施例中圆形管线段模型的效果图；
图4是本发明所述实施例中方形管线段模型构建示意图；
图5是本发明所述实施例中方形管线段模型的效果图；
图6是本发明所述实施例中弯管模型构建示意图；
图7是本发明所述实施例中弯管圆弧切片示意图；
图8是本发明所述实施例中弯管模型的效果图之一，包括两个接头；
图9是本发明所述实施例中弯管模型的效果图之二，包括三个接头；
图10是本发明所述实施例中管线段模型与弯管模型连接后的效果图之一，其中弯管模型包括两个接头；
图11是本发明所述实施例中管线段模型与弯管模型连接后的效果图之二，其中弯管模型包括三个接头。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：
实施例：
一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法，包括以下步骤：
步骤1、管网管线段的三维模型构建：根据二维管网库的空间数据，获得管线段的空间属性，利用三角条带算法创建圆形管线段和/或方形管线段的管线段三维模型；
步骤2、管网管线段之间的连接部件的三维模型构建：利用三角条带算法创建连接部件三维模型；
步骤3、管网模型构建：根据管线段起始点的不同高程及管线段截面大小，将相邻的管线段三维模型通过连接部件三维模型连接，完成三维管网自动化构建；如图10和图11所示，通过弯管三维模型连接两个管线段三维模型后的形状与真实地下管线形状非常接近。
具体地，如图1和图2所示，所述步骤1中，所述圆形管线段三维模型构建包括以下步骤：
步骤1.1.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，构建P1到P2的向量T1，利用空间两点间距离计算公式得到管线段长度L；
步骤1.1.2、构建垂直于向量T1的向量Z1＝(0，0，1)，计算T1×Z1得到垂直于T1和Z1的向量U1；
步骤1.1.3、利用公式A1＝P1+L×U1，计算圆形管线段起点圆截面边的第一个顶点空间坐标A1；
步骤1.1.4、以T1为轴，向量U1旋转60°获得U2，利用步骤1.1.3的公式计算圆形管线段起点圆截面边的下一个顶点空间坐标A2坐标；
步骤1.1.5、依照步骤1.1.4的方法分别计算圆形管线段起点圆截面边的其它顶点空间坐标A3，A4，A5……；
步骤1.1.6、利用公式B1＝P2+L×U1，计算圆形管线段终点圆截面边的第一个顶点空间坐标B1；
步骤1.1.7、以T1为轴，向量U1旋转60°获得U2，利用步骤1.1.6的公式计算圆形管线段终点圆截面边的下一个顶点空间坐标B2坐标；
步骤1.1.8、依照步骤1.1.7的方法分别计算圆形管线段终点圆截面边的其它顶点空间坐标B3，B4，B5……；
步骤1.1.9、按A1，B1，A2，B2，A3，B3……的顺序依次将各个顶点加入三角带集合，完成圆形管线段三维模型构建；建成后的圆形管线段三维模型如图3所示，与真实地下管线形状非常接近。
如图1和图4所示，所述方形管线段三维模型构建包括以下步骤：
步骤1.2.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，构建P1到P2的向量T1，利用空间两点间距离计算公式得到管线段长度L；
步骤1.2.2、构建垂直于向量T1的向量Z1＝(0，0，1)，计算T1×Z1得到垂直于T1和Z1的向量U1；
步骤1.2.3、利用公式C1＝P1+L×U1，计算方形管线段起点圆截面边的第一个顶点空间坐标C1；
步骤1.2.4、利用方形管线段的截面长和宽计算旋转角度Q，利用直角三角函数正切公式计算得到tanQ＝宽/长，方形管线段的截面长和宽从管线段属性库中获取；
步骤1.2.5、以T1为轴，向量U1旋转Q°获得U2，利用步骤1.2.3的公式计算方形管线段起点圆截面边的下一个顶点空间坐标C2坐标；
步骤1.2.6、依照步骤1.2.5的方法分别计算方形管线段起点圆截面边的其它顶点空间坐标C3，C4，C5……；
步骤1.2.7、利用公式D1＝P2+L×U1，计算方形管线段终点圆截面边的第一个顶点空间坐标D1；
步骤1.2.8、以T1为轴，向量U1旋转Q°获得U2，利用步骤1.2.7的公式计算方形管线段终点圆截面边的下一个顶点空间坐标D2坐标；
步骤1.2.9、依照步骤1.2.8的方法分别计算方形管线段终点圆截面边的其它顶点空间坐标D3，D4，D5……；
步骤1.2.10、按C1，D1，C2，D2，C3，D3……的顺序依次将各个顶点加入三角带集合，完成方形管线段三维模型构建；建成后的方形管线段三维模型如图5所示，与真实地下管线形状非常接近。
所述步骤2中，所述连接部件三维模型构建包括直管三维模型构建和弯管三维模型构建，所述直管三维模型构建方法与所述管线段三维模型构建方法相同；所述弯管三维模型构建以下步骤：
步骤2.1、计算弯管圆弧中心点坐标O；
步骤2.2、将弯管分成若干个切片：按弯管圆弧的圆心角的大小来决定所分切片的个数，这个值可以根据具体的显示的效果和数据量的大小来决定，切片如图7所示；
步骤2.3、分别计算出逼近每个切片两端圆面的正多边形各个顶点的空间坐标，然后用三角带拟合切片表面，依次完成每个切片的建模；
步骤2.4、将各个切片模型拼接起来构成弯管三维模型；如图8和图9所示，建成后的弯管三维模型与真实地下管线形状非常接近。
如图6所示，所述步骤2.1包括以下步骤：
步骤2.1.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标M1、管线段终点空间坐标M3和管线段之间交点空间坐标M2，求点M2到点M1的三维单位向量F1：
F1＝M1M2/|M2M1|；
步骤2.1.2、求点M2到点M3的三维单位向量F2：
F2＝M2M3/|M2M3|；
步骤2.1.3、求弯管所在平面的法向量N：
N＝F1×F2；
步骤2.1.4、求垂直于M1M2并指向弯管圆弧中心点O的向量K1：
K1＝N×F1；
步骤2.1.5、求垂直于M2M3并指向弯管圆弧中心点O的向量K2：
K2＝N×F2；
步骤2.1.6、求弯管与对应两个管线段的切点G1、G2的空间坐标：
G1＝M2+SF1
G2＝M2+SF2
点G1到点M2的距离与点G2到点M2的距离相等，都等于S；
步骤2.1.7、求对应两个管线段之间的夹角θ：
cosθ＝F1F2/|F1||F2|；
步骤2.1.8、求弯管中心线所在圆弧的半径R：
R＝Stan(θ/2)；
步骤2.1.9、求弯管圆弧中心点O的坐标：
O＝F1+RK1＝F2+RK2；
如图6和图7所示，所述步骤2.3包括以下步骤：
步骤2.3.1、获取一个切片的点O到点G1的向量V1，以及点O到点G2的向量V2；
步骤2.3.2、将向量V1和向量V2进行叉积，得到垂直于对应两个管线段所确定的平面的向量J；
步骤2.3.3、将向量J与向量V1进行叉积得到与所分切片第一个圆面垂直的向量H1，将向量J与向量V2进行叉积得到与所分切片第二个圆面垂直的向量H2；
步骤2.3.4、计算出第一个圆面起始顶点E1的坐标和第二个圆面起始顶点E2的坐标；
步骤2.3.5、将向量M1F1沿向量H1旋转一定角度得到下一个向量，计算出第一个圆面第二个顶点坐标和第二个圆面第二个顶点坐标，依次类推，计算出两个圆面所有顶点的坐标；
步骤2.3.6、将计算出的各个顶点依次加入到三角带集合中，完成一个切片的建模；
步骤2.3.7、重复步骤2.3.1-步骤2.3.6，直到完成所有切片的建模。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (4)
1.一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、管网管线段的三维模型构建：根据二维管网库的空间数据，获得管线段的空间属性，利用三角条带算法创建圆形管线段和/或方形管线段的管线段三维模型；
步骤2、管网管线段之间的连接部件的三维模型构建：利用三角条带算法创建连接部件三维模型；
步骤3、管网模型构建：根据管线段起始点的不同高程及管线段截面大小，将相邻的管线段三维模型通过连接部件三维模型连接，完成三维管网自动化构建。
2.根据权利要求1所述的自带空间属性的三维管网自动化构建方法，其特征在于：所述步骤1中，所述圆形管线段三维模型构建包括以下步骤：
步骤1.1.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，构建P1到P2的向量T1，利用空间两点间距离计算公式得到管线段长度L；
步骤1.1.2、构建垂直于向量T1的向量Z1＝(0，0，1)，计算T1×Z1得到垂直于T1和Z1的向量U1；
步骤1.1.3、利用公式A1＝P1+L×U1，计算圆形管线段起点圆截面边的第一个顶点空间坐标A1；
步骤1.1.4、以T1为轴，向量U1旋转60°获得U2，利用步骤1.1.3的公式计算圆形管线段起点圆截面边的下一个顶点空间坐标A2坐标；
步骤1.1.5、依照步骤1.1.4的方法分别计算圆形管线段起点圆截面边的其它顶点空间坐标A3，A4，A5……；
步骤1.1.6、利用公式B1＝P2+L×U1，计算圆形管线段终点圆截面边的第一个顶点空间坐标B1；
步骤1.1.7、以T1为轴，向量U1旋转60°获得U2，利用步骤1.1.6的公式计算圆形管线段终点圆截面边的下一个顶点空间坐标B2坐标；
步骤1.1.8、依照步骤1.1.7的方法分别计算圆形管线段终点圆截面边的其它顶点空间坐标B3，B4，B5……；
步骤1.1.9、按A1，B1，A2，B2，A3，B3……的顺序依次将各个顶点加入三角带集合，完成圆形管线段三维模型构建；
所述方形管线段三维模型构建包括以下步骤：
步骤1.2.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标P1与管线段终点空间坐标P2，构建P1到P2的向量T1，利用空间两点间距离计算公式得到管线段长度L；
步骤1.2.2、构建垂直于向量T1的的向量Z1＝(0，0，1)，计算T1×Z1得到垂直于T1和Z1的向量U1；
步骤1.2.3、利用公式C1＝P1+L×U1，计算方形管线段起点圆截面边的第一个顶点空间坐标C1；
步骤1.2.4、利用方形管线段的截面长和宽计算旋转角度Q，利用直角三角函数正切公式计算得到tanQ＝宽/长，方形管线段的截面长和宽从管线段属性库中获取；
步骤1.2.5、以T1为轴，向量U1旋转Q°获得U2，利用步骤1.2.3的公式计算方形管线段起点圆截面边的下一个顶点空间坐标C2坐标；
步骤1.2.6、依照步骤1.2.5的方法分别计算方形管线段起点圆截面边的其它顶点空间坐标C3，C4，C5……；
步骤1.2.7、利用公式D1＝P2+L×U1，计算方形管线段终点圆截面边的第一个顶点空间坐标D1；
步骤1.2.8、以T1为轴，向量U1旋转Q°获得U2，利用步骤1.2.7的公式计算方形管线段终点圆截面边的下一个顶点空间坐标D2坐标；
步骤1.2.9、依照步骤1.2.8的方法分别计算方形管线段终点圆截面边的其它顶点空间坐标D3，D4，D5……；
步骤1.2.10、按C1，D1，C2，D2，C3，D3……的顺序依次将各个顶点加入三角带集合，完成方形管线段三维模型构建。
3.根据权利要求1或2所述的自带空间属性的三维管网自动化构建方法，其特征在于：所述步骤2中，所述连接部件三维模型构建包括直管三维模型构建和弯管三维模型构建，所述直管三维模型构建方法与所述管线段三维模型构建方法相同；所述弯管三维模型构建以下步骤：
步骤2.1、计算弯管圆弧中心点坐标O；
步骤2.2、将弯管分成若干个切片；
步骤2.3、分别计算出逼近每个切片两端圆面的正多边形各个顶点的空间坐标，然后用三角带拟合切片表面，依次完成每个切片的建模；
步骤2.4、将各个切片模型拼接起来构成弯管三维模型。
4.根据权利要求3所述的自带空间属性的三维管网自动化构建方法，其特征在于：所述步骤2.1包括以下步骤：
步骤2.1.1、读取二维管网库的空间数据，获得管线段起点空间坐标M1、管线段终点空间坐标M3和管线段之间交点空间坐标M2，求点M2到点M1的三维单位向量F1：
F1＝M1M2/|M2M1|；
步骤2.1.2、求点M2到点M3的三维单位向量F2：
F2＝M2M3/|M2M3|；
步骤2.1.3、求弯管所在平面的法向量N：
N＝F1×F2；
步骤2.1.4、求垂直于M1M2并指向弯管圆弧中心点O的向量K1：
K1＝N×F1；
步骤2.1.5、求垂直于M2M3并指向弯管圆弧中心点O的向量K2：
K2＝N×F2；
步骤2.1.6、求弯管与对应两个管线段的切点G1、G2的空间坐标：
G1＝M2+SF1
G2＝M2+SF2
点G1到点M2的距离与点G2到点M2的距离相等，都等于S；
步骤2.1.7、求对应两个管线段之间的夹角θ：
cosθ＝F1F2/|F1||F2|；
步骤2.1.8、求弯管中心线所在圆弧的半径R：
R＝Stan(θ/2)；
步骤2.1.9、求弯管圆弧中心点O的坐标：
O＝F1+RK1＝F2+RK2；
所述步骤2.3包括以下步骤：
步骤2.3.1、获取一个切片的点O到点G1的向量V1，以及点O到点G2的向量V2；
步骤2.3.2、将向量V1和向量V2进行叉积，得到垂直于对应两个管线段所确定的平面的向量J；
步骤2.3.3、将向量J与向量V1进行叉积得到与所分切片第一个圆面垂直的向量H1，将向量J与向量V2进行叉积得到与所分切片第二个圆面垂直的向量H2；
步骤2.3.4、计算出第一个圆面起始顶点E1的坐标和第二个圆面起始顶点E2的坐标；
步骤2.3.5、将向量M1F1沿向量H1旋转一定角度得到下一个向量，计算出第一个圆面第二个顶点坐标和第二个圆面第二个顶点坐标，依次类推，计算出两个圆面所有顶点的坐标；
步骤2.3.6、将计算出的各个顶点依次加入到三角带集合中，完成一个切片的建模；
步骤2.3.7、重复步骤2.3.1-步骤2.3.6，直到完成所有切片的建模。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910417422.1A CN110135083A (zh) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | 一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910417422.1A CN110135083A (zh) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | 一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110135083A true CN110135083A (zh) | 2019-08-16 |
Family
ID=67571427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910417422.1A Pending CN110135083A (zh) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | 一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110135083A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115829353A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-21 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种城市地下管网空间冗余度分析方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106683198A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 星际空间（天津）科技发展有限公司 | 一种综合管网的三维自动建模及调度渲染的方法 |
| CN107103640A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-29 | 广州德毅维才软件技术有限公司 | 一种城市地下管线的三维建模方法及系统 |
-
2019
- 2019-05-20 CN CN201910417422.1A patent/CN110135083A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106683198A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 星际空间（天津）科技发展有限公司 | 一种综合管网的三维自动建模及调度渲染的方法 |
| CN107103640A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-29 | 广州德毅维才软件技术有限公司 | 一种城市地下管线的三维建模方法及系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 岁有中: "基于ArcGIS的地下管线三维可视化建模研究", 《工程建设与设计》 * |
| 张文元等: "基于ArcGIS Engine的综合管线三维可视化研究", 《测绘通报》 * |
| 王海涛等: "一种新的三维地下管线衔接模型算法研究", 《测绘工程》 * |
| 王海涛等: "基于ArcEngine的三维城市建模方法", 《地理空间信息》 * |
| 王海涛等: "基于ArcEngine的城市地下管网三维建模方法研究", 《地理空间信息》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115829353A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-21 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种城市地下管网空间冗余度分析方法 |
| CN115829353B (zh) * | 2022-12-20 | 2023-12-05 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种城市地下管网空间冗余度分析方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mirante et al. | The radial sweep algorithm for constructing triangulated irregular networks | |
| CN102521863B (zh) | 一种基于粒子系统的三维流体标矢量统一动态表示方法 | |
| CN108776993A (zh) | 带有孔洞的三维点云的建模方法及地下电缆工井建模方法 | |
| CN101373543A (zh) | 三维网格模型的快速剖切方法 | |
| CN103559374A (zh) | 一种多子网格模型上进行面分裂型曲面细分的方法 | |
| CN109344533B (zh) | 地下工井电缆网络模型的建立方法 | |
| CN103810756B (zh) | 基于不规则区域的自适性的Loop细分曲面的绘制方法 | |
| CN102147930B (zh) | 不规则植物叶片三维曲面的纹理映射方法 | |
| CN102509339A (zh) | 一种带纹理约束的三维模型顶点聚类简化方法 | |
| CN104715508A (zh) | 一种网格建模方法及装置 | |
| Bærentzen et al. | Converting skeletal structures to quad dominant meshes | |
| CN102945294A (zh) | 基于bim的地下综合管线非标准矩形连接件的确定方法 | |
| CN104715507B (zh) | 一种基于曲面片的三维地理实体自动构建方法 | |
| CN105867310A (zh) | 基于occ实现t样条模型的数控加工方法及系统 | |
| CN102750734B (zh) | 一种虚拟三维地球系统显示的方法和系统 | |
| CN107102991A (zh) | 一种三维gis系统中的杆塔参数化建模方法 | |
| CN109360266A (zh) | 一种道路建模方法、相关装置和设备 | |
| CN113627038A (zh) | 管网排水增强可视化方法及装置、存储介质、电子设备 | |
| CN110135083A (zh) | 一种自带空间属性的三维管网自动化构建方法 | |
| CN106012721A (zh) | 一种道路路线平面线形设计的“两点”线元法 | |
| CN113421336B (zh) | 动态水域的体绘制方法及装置、存储介质、电子设备 | |
| CN114818091A (zh) | 管道接头bim精细化建模方法及装置、电子设备、存储介质 | |
| CN108376423B (zh) | 一种安全生产vr实训导航路径动态规划方法和系统 | |
| CN102646286A (zh) | 三维空间结构的数字图形介质模拟方法 | |
| CN109783965B (zh) | 一种结构网格自动分块加密方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190816 |