CN110706340A - 基于真实地理数据的管线三维可视化平台 - Google Patents

基于真实地理数据的管线三维可视化平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于真实地理数据的管线三维可视化平台，包括数据处理层、数据资源层、应用系统层、展示层；所述数据处理层包括数据采集模块、数据处理模块、临时资料数据库；所述数据资源层包括数据库管理模块、管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库；所述应用系统层包括管线模型管理模块、场景管理模块、地形管理模块；所述展示层包括常规展示模块、剖面展示模块。本发明能够按照统一的数据标准，实现管线信息的即时交换、共建共享、动态更新，满足管线日常运营维护需求，推进管线综合管理信息系统与数字化城市、智慧城市相融合，充分利用信息资源，做好工程规划、施工建设、运营维护、应急防灾、公共服务等工作。

Description

基于真实地理数据的管线三维可视化平台
技术领域
本发明涉及管道信息管理技术领域，具体而言涉及一种基于真实地理数据的管线三维可视化平台。
背景技术
地下管线作为隐蔽工程，一方面排布错综复杂，难以探测和排查隐患，另一方面，一旦发现破损，造成的损失严重且难以修复，尤其是针对化工园区等环境的管线设置。除管线自身使用过程中发生的破损外，还容易受到自然灾害的影响，导致自然灾害和工业事故的耦合灾难事故。如2008年汶川地震中什邡市蓥峰实业有限公司化肥厂液氨球罐连接管道破裂，逾百吨液氨全部泄漏。什化股份有限公司化肥厂业发生硫磺燃烧、液氨泄漏和硫酸泄漏等事故。2011年8月8日台风“梅花”影响大连金州开发区福佳大化PX工厂附近堤坝垮塌，造成储罐区被淹。因此各种自然灾害引发化工园区各种原生、次生以及衍生灾害相互耦合、演化，可能引发城市巨灾事故。
为此，对于重点区域的管线普查显得尤为重要。管线普查包括管线基础信息普查和隐患排查。基础信息应控照相关技术规程进行探测、补测，重点掌握管线的规模大小、位置关系、功能属性、产权归属、运行年限等。目前亟需一种方法，可以使用户能够通过有效查看管线相关信息，快速了解管线实际情况，做好管线日常运营维护，减少灾害发生，尤其是针对某些管道布设较多、管道危险性较高、管道改动较多的场景。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于真实地理数据的管线三维可视化平台，能够按照统一的数据标准，实现管线信息的即时交换、共建共享、动态更新，满足管线日常运营维护需求，推进管线综合管理信息系统与数字化城市、智慧城市相融合，充分利用信息资源，做好工程规划、施工建设、运营维护、应急防灾、公共服务等工作。
为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于真实地理数据的管线三维可视化平台，所述管线三维可视化平台包括数据处理层、数据资源层、应用系统层、展示层；
所述数据处理层包括数据采集模块、数据处理模块、临时资料数据库；
所述数据采集模块用于采集未入库或发生变更的管线数据、设备数据、地形数据、场景数据，将采集到的数据发送至数据处理模块进行预处理后转换成指定格式的文档存储至临时资料数据；
所述数据资源层包括数据库管理模块、管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库；
所述数据库管理模块用于根据外部控制指令以调取临时资料数据库中的数据进行校验，如果校验有误，生成错误提示信息，否则，按照类别分别导入管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库；
所述应用系统层包括管线模型管理模块、场景管理模块、地形管理模块；
所述管线模型管理模块用于调取管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库的数据以创建或者更新管线三维模型，所述场景管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置场景信息，所述地形管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置地形信息；
所述展示层包括常规展示模块、剖面展示模块；
所述常规展示模块用于基于LOD算法调用相关管线三维模型数据进行展示，所述剖面展示模块用于根据输入的切线计算对应横断面的相关管线三维模型数据，调用和/或重新绘制对应管线设备的断面图并进行展示。
进一步的实施例中，所述常规展示模块的工作流程包括以下步骤：
结合观察点位置信息和观察角度信息以获取目标观察区域；
使用几何体包围盒计算观察点与目标观察区域的距离值，根据距离值调取目标观察区域内与该距离值对应的所有物体数据，将调取的所有物体数据加载至内存中进行展示，不同距离值对应的物体数据不同，以及
当观察点与目标观察区域的距离值超出任意一个设定距离值范围时，从内存中删除所述设定距离值范围对应的物体数据。
进一步的实施例中，所述管线模型管理模块在创建或者更新管线三维模型后，按照预设网格化规则将创建或者更新的管线三维模型划分成若干个网格单元；
所述常规展示模块结合观察点与目标观察区域的距离值以获取实时视野范围，调取实时视野范围中所有的网格单元，将调取的所有网格单元包含的物体数据加载至内存中进行展示，以及
从内存中删除不属于所述实时视野范围的网格单元的物体数据。
进一步的实施例中，所述常规展示模块基于四叉树构建的地形以实现LOD算法，包括以下步骤：
从整个完整的地形出发，递归地将地形不断地分割成相等的四个区域，分割的深度越大，得到的分割区域的分辨率越高，每个分割区域存储有对应的区域信息。
进一步的实施例中，所述剖面展示模块的工作流程包括以下步骤：
接收输入的切线段，生成包含该切线段的竖直平面；
将竖直平面与所有管段、管架进行求交计算，得到相交的管段和管架信息，获取各交点的位置、以及计算出各交点与切线其中一个端点的距离；
将切线作为横轴，将所述切线其中一个端点作为原点，以海平面0米作为纵轴最小值、以距离切线最远的交点与切线的垂直距离加上一个预先设定的固定数值作为纵轴最大值，生成断面图的坐标轴，获取各交点在断面图上的坐标信息；
将每个对应于管段的交点的坐标作为圆心，交点所对应的管段的管径作为半径，绘制管道剖视图，作为被切中的管道；
将每个对应于管架的交点的坐标作为管架中心点，从管架模型数据库中调取预先设置的与该管架对应的管架模型图，将调取的管架模型图导入至断面图中；
获取切线段在整个管道三维模型上的实际位置信息，计算得到所述切线段经过的地表高程数据，以折线的方式绘制出对应的地形图。
进一步的实施例中，所述管架模型数据库中包括多种不同类型的由线段构造的管架模型图，所述剖面展示模块根据类型名称从管架模型数据库中调取对应的管架模型图。
进一步的实施例中，所述每个交点处均设置有标注，用于展示管道或管架相关信息。
进一步的实施例中，当距离切线最远的交点对应于管段时，所述预先设定的固定数值大于最大管段管径；
当距离切线最远的交点对应于管架时，所述预先设定的固定数值大于最大管架高度的一半。
进一步的实施例中，所述管线三维可视化平台所包含的数据设置有精度等级。
进一步的实施例中，所述管线三维可视化平台响应于任意一个数据被读取，将该数据序列化为二进制流后传输至请求读取方。
以上本发明的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：
1)按照统一的数据标准，创建管线三维可视化平台，实现管线信息的即时交换、共建共享、动态更新，满足管线日常运营维护需求。
2)能够自动获取管线三维模型库，以真实的地理位置和仿真的场景真实的模拟了现场情况，快速、便捷地创建高性能、跨平台的交互式图形，为管线管廊三维模型提供了各种高级渲染效果，能直观展示管廊管线的实际情况，为管理运维提供了方便。可以直观地观察设备整体现状及周边建筑物、构造物、地形地貌等地理构造，节省了巡查的人力成本，提高了办公效率。
3)利用多线程技术动态加载各种数据(包括地形、航片、建筑物、管线设施等)，采用了数据二进制处理的压缩技术传输数据，做到海量数据的流畅访问。
4)针对管线被实施在地下，提供了剖面展示功能，通过采用动态切割地表和跟随地表Grid化处理，解决查看某一位置某一范围内地下管，为线路规划和计算提供了更为准确的数据支持。
5)通过引入细节层次(LOD)技术和网格化(Grid)技术，实现对管线三维可视化平台的快速访问和系统内存使用最小化的目的。
6)其具有的沿线飞行模拟、工程模拟等功能，为化工园区等应用场景的应急调度指挥中提供了科学、合理的决策依据。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明的管线三维可视化平台的结构示意图。
图2是本发明的细节层次(LOD)技术的其中一个示例图。
图3是本发明的其中一个地形的四叉树表示示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
结合图1，本发明提出一种基于真实地理数据的管线三维可视化平台，所述管线三维可视化平台包括数据处理层、数据资源层、应用系统层、展示层。
所述数据处理层包括数据采集模块、数据处理模块、临时资料数据库。
所述数据采集模块用于采集未入库或发生变更的管线数据、设备数据、地形数据、场景数据，将采集到的数据发送至数据处理模块进行预处理后转换成指定格式的文档存储至临时资料数据。
所述数据资源层包括数据库管理模块、管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库。
所述数据库管理模块用于根据外部控制指令以调取临时资料数据库中的数据进行校验，如果校验有误，生成错误提示信息，否则，按照类别分别导入管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库。
所述应用系统层包括管线模型管理模块、场景管理模块、地形管理模块。
所述管线模型管理模块用于调取管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库的数据以创建或者更新管线三维模型，所述场景管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置场景信息，所述地形管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置地形信息。
所述展示层包括常规展示模块、剖面展示模块。
所述常规展示模块用于基于LOD算法调用相关管线三维模型数据进行展示，所述剖面展示模块用于根据输入的切线计算对应横断面的相关管线三维模型数据，调用和/或重新绘制对应管线设备的断面图并进行展示。
本发明提及的管线三维可视化平台包括数据处理层、数据资源层、应用系统层、展示层，下面结合例子针对每个部分做详细阐述。
一、数据处理层
所述数据处理层被分为外部作业和内部作业两个部分。外部作业用于采集创建管线三维可视化平台的基础数据，包括地形、管线相关档案数据、图纸数据、以及现场测绘得到的数据等等，其中，管线数据包括管线、管道、管点、管道设备(如阀门等)、管架等所有管道相关的数据，地形数据包括地表数据、设置在地表上的附属物数据等。内部作业用于整合前述外部作业采集到的各项数据，预处理后转换成指定格式，以统一标准入库，便于后续创建管线三维模型的工作。
优选的，最终入库的数据包括仿真生成的模型数据和部分不易仿真的真实图像数据，仿真生成的模型数据包括以线段等方式重新构建的模型数据和由建模软件结合真实图像按照预设比例(如1:1)生成的模型数据。
例如，某化工厂区，地形数据可以采用化工厂区的真实地理数据，其上的附屬物(如工厂厂房、工厂设备等)可采用设定比例建模或采用真实照片，再收集整个化工厂区范围内的管线数据、以及各个管线在化工厂区的位置坐标，整合后导入数据处理层进行处理，处理后的数据暂时存储至临时资料数据库，等待进一步的调用，优选的，调用成功后，将该部分数据从临时资料数据库中删除，一方面节约内存，另一方面，避免对后续新的临时数据造成干扰。
二、数据资源层
所述数据资源层包括数据库管理模块、管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库。
所述数据资源层用于从临时资料数据库中读取新增的临时数据，解析后导入对应的数据库，用于后续正式管线三维建模。在本发明中，管线三维建模涉及到的数据分为以下几类：管线数据、管段数据、管点数据、管道设备数据、地形数据、场景数据等。由于地形数据、场景数据较为复杂，如较多的采用真实照片或者真实地理数据，本发明在应用系统层另外建立了两个模块分别对其进行管理。数据资源层则专门用来管理管线数据。
在实际应用中，一条管线由多条管道组成，每个管道的两端被称为管点，管道设备设置在管点上，因此数据资源层对应的设置了管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库，此处的设备仅指管道设备，如化工厂区的生产设备则被定义为地面附属物。
所述数据库管理模块用于导入临时资料数据库中的待建模文件，自动校验待建模文件格式、属性信息。如果有错误信息，自动提示错误信息。在导入过程中，通过分析各管线、管段、管点及设备之间的关联关系，形成三维管线结构，再将对应的数据分别导入管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库。
三、应用系统层
所述应用系统层包括管线模型管理模块、场景管理模块、地形管理模块。
所述管线模型管理模块用于调取管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库的数据以创建或者更新管线三维模型，所述场景管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置场景信息，所述地形管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置地形信息。
创建的管线三维模型可以根据类别属性状态等信息做形态、色彩上的区分，以便于用户直观观察管线情况。
而场景管理模块则在管线三维模型创建后为其配置场景信息，地形管理模块则用于配置地形信息，此处的场景信息、地形信息可以采用真实地理数据，以增强管线三维可视化平台的真实性和实用型。通过场景管理模块、地形管理模块，对管线周边场景进行渲染，以辅助、呈现等比例真实的场景。
四、展示层
展示层通过加载已入库的管线数据，读取其中各管段的坐标，管径，并调用OSG的创建圆柱体模型接口，形成三维管线；同时读取库中管线上各设备的模型，坐标等信息，将设备模型放置于指定位置。另外，通过读取场景数据，加载其中的地形、周边场景，形成完整的管线三维可视化平台。
优选的，所述展示层可以对不同图层进行叠加显示，实现三维图形的放大、缩小、漫游、旋转等操作。
所述展示层包括常规展示模块、剖面展示模块。
所述常规展示模块用于基于LOD算法调用相关管线三维模型数据进行展示，所述剖面展示模块用于根据输入的切线计算对应横断面的相关管线三维模型数据，调用和/或重新绘制对应管线设备的断面图并进行展示。
第一、常规展示模块
在常规展示模块，为了加快浏览速度和减少内存占用量，本发明提出了以下两种技术：细节层次(LOD)技术和网格化(Grid)技术。
细节层次(LOD)技术：使用几何体包围盒计算观察者与物体的距离，使得用户可以更高效地渲染处理不同细节层次上的物体。并且，实时的，场景中进入指定观察距离的那部分对象将从磁盘中载入，而它们一旦超出这一距离时，将从内存中被移除。
具体的，所述常规展示模块的工作流程包括以下步骤：
结合观察点位置信息和观察角度信息以获取目标观察区域。
使用几何体包围盒计算观察点与目标观察区域的距离值，根据距离值调取目标观察区域内与该距离值对应的所有物体数据，将调取的所有物体数据加载至内存中进行展示，不同距离值对应的物体数据不同，以及
当观察点与目标观察区域的距离值超出任意一个设定距离值范围时，从内存中删除所述设定距离值范围对应的物体数据。
在一些例子中，所述常规展示模块基于四叉树构建的地形以实现LOD算法，包括以下步骤：
从整个完整的地形出发，递归地将地形不断地分割成相等的四个区域，分割的深度越大，得到的分割区域的分辨率越高，每个分割区域存储有对应的区域信息。
LOD(Levels of Detail细节层次)是解决大规模地形实时渲染的一项关键技术。在地形中实现LOD技术后大大加速了地形的渲染。其基本思想是：对地形生成具有不同层次(不同分辨率)的多个版本，在绘制地形时依据视点来选择合适的层次细节进行绘制。
如图2所示，基于四叉树构建的地形来实现相关LOD算法，从整个完整的地形出发，递归的把地形不断的分割(Sub-divide)成相等的四个区域。分割的深度越大，则得到的分辨率越高。
图3是一个地形的四叉树表示，图中每一个正方形为四叉树的一个节点。每个节点保存了一定区域的信息包括:经纬度,中心点的高度,边节点的高度等。
网格化(Grid)技术：所谓网格，就是将一个大的区域(如：化工园厂区)划分为一个个的“网格”，使这些网格成为厂区管理基层的单元。系统采用Grid技术，将系统所有数据所在区域划分为一个个小的区域，根据系统所在视野范围不同加载不同的网格。
具体的，所述管线模型管理模块在创建或者更新管线三维模型后，按照预设网格化规则将创建或者更新的管线三维模型划分成若干个网格单元。
所述常规展示模块结合观察点与目标观察区域的距离值以获取实时视野范围，调取实时视野范围中所有的网格单元，将调取的所有网格单元包含的物体数据加载至内存中进行展示，以及
从内存中删除不属于所述实时视野范围的网格单元的物体数据。
系统通过这两种技术的使用，能够实现快速浏览系统和系统内存使用最小化。实践证明，在本发明提及的管线三维可视化平台中，浏览管线、管廊、附属物及工厂模型等，可达到每秒最低30帧浏览速度。并且，如果利用多线程技术则能够动态加载各种数据(包括地形、航片、建筑物、管线设施等)，可以做到流畅的海量数据的流畅访问，例如能够加载海量影像、矢量、工厂模型数据，其量级分别为：影像支持20G大小数据，模型支持上百个以上模型加载。另外，可以根据高分辨率的数字高程模型和数字正射影像形成LOD结构的三维地形，实现海量数据的显示。
第二、剖面展示模块
进一步的实施例中，所述剖面展示模块的工作流程包括以下步骤：
S1：接收输入的切线段，生成包含该切线段的竖直平面。
S2：将竖直平面与所有管段、管架进行求交计算，得到相交的管段和管架信息，获取各交点的位置、以及计算出各交点与切线其中一个端点的距离。
S3：将切线作为横轴，将所述切线其中一个端点作为原点，以海平面0米作为纵轴最小值、以距离切线最远的交点与切线的垂直距离加上一个预先设定的固定数值作为纵轴最大值，生成断面图的坐标轴，获取各交点在断面图上的坐标信息。优选的，当距离切线最远的交点对应于管段时，所述预先设定的固定数值大于最大管段管径。当距离切线最远的交点对应于管架时，所述预先设定的固定数值大于最大管架高度的一半。以留有足够的空间绘制管段、管架剖面图。
S4：将每个对应于管段的交点的坐标作为圆心，交点所对应的管段的管径作为半径，绘制管道剖视图，作为被切中的管道。优选的，所述每个交点处均设置有标注，用于展示管道或管架相关信息，例如，在该圆的顶部偏移一定距离后，描画其管线编号文字，方便查看。
S5：将每个对应于管架的交点的坐标作为管架中心点，从管架模型数据库中调取预先设置的与该管架对应的管架模型图，将调取的管架模型图导入至断面图中。优选的，所述管架模型数据库中包括多种不同类型的由线段构造的管架模型图，所述剖面展示模块根据类型名称从管架模型数据库中调取对应的管架模型图。
S6：获取切线段在整个管道三维模型上的实际位置信息，计算得到所述切线段经过的地表高程数据，以折线的方式绘制出对应的地形图。
例如，基于三维地形DEM数据，在指定的地表位置、指定宽度，截取该多边形范围的地表高程数据，将这些数据调整为指定的需要挖掘的高，继而结合管线三维模型数据创建对应的断面图。
横断面图：用户在指定的位置用鼠标划出一条切线(或选择管架时，系统根据管架的中心点坐标、宽高自动生成一条切线)。这条切线是线段，系统根据该线段，与所有的管段进行求交运算，得到相交的管段，并可算出各交点的坐标、以及各交点距切线某端点的距离。
断面图的描画：
系统以切线作为横轴，以切线某端点作为起点；以海平面0米作为y轴最小值、以最大交点的深度并加上固定数值作为y轴最大值，画出断面图的坐标轴。
根据各交点距离切线某端点的距离作为x轴的取值、交点的深度作为y轴的取值，交点所在管段的管径作为半径，画出圆，作为切中的管线；并在该圆的顶部偏移一定距离后，描画其管线编号文字，方便查看。
根据切线段坐标，与地表高程数据进行计算，得到该线段经过的地表高程，以折线的方式描画出地表(地形起伏)。
如果选择了管架，则通过查询数据库，得到该管架事先做好的示意模型(需要人为事先分析系统中各种同类型的管架，将其高、宽、层数，用简易的线段构造出来，并将这些数据存储在数据库表中)，将其在断面图上直接描画即中。
以上就完成了断面图的展示，并对其辅以放大、缩小、全图、测距、属性查看等各种功能，来实现完整的断面分析功能。
在一些例子中，所述展示层还具有飞行浏览模块，结合选定管线的坐标数据，设置速度、时间等参数差值，通过时间控制器、实现沿管线飞行浏览，同时还可以设置飞行浏览的三维模型。
在另一些例子中，所述管线三维可视化平台还包括查询模块，用于管线的查询定位。
管线三维可视化平台中加载了大量的管线、管廊、管线附属物和模型数据，整个系统的数据访问和传输通过Web服务器来实现。为了加快数据传输，采用了数据二进制处理的压缩技术，将要使用的数据全部序列化为二进制流，针对不同数据采用不同精度进行存储，然后进行二进制序列化，大大加快了数据传输。即，所述管线三维可视化平台响应于任意一个数据被读取，将该数据序列化为二进制流后传输至请求读取方，包括建模时从各类数据库中读取数据的过程、展示层调取管线三维模型进行展示的过程等。
优选的，所述管线三维可视化平台所包含的数据设置有精度等级，如不重要的厂房等数据采用低精度等级，而对管线安全影响较大的某些管道设备则采用高精度等级等等，进一步提高内存的有效利用率。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述管线三维可视化平台包括数据处理层、数据资源层、应用系统层、展示层；
所述数据处理层包括数据采集模块、数据处理模块、临时资料数据库；
所述数据采集模块用于采集未入库或发生变更的管线数据、设备数据、地形数据、场景数据，将采集到的数据发送至数据处理模块进行预处理后转换成指定格式的文档存储至临时资料数据；
所述数据资源层包括数据库管理模块、管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库；
所述数据库管理模块用于根据外部控制指令以调取临时资料数据库中的数据进行校验，如果校验有误，生成错误提示信息，否则，按照类别分别导入管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库；
所述应用系统层包括管线模型管理模块、场景管理模块、地形管理模块；
所述管线模型管理模块用于调取管线数据库、管点数据库、管段数据库、设备数据库的数据以创建或者更新管线三维模型，所述场景管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置场景信息，所述地形管理模块用于为创建或者更新的管线三维模型配置地形信息；
所述展示层包括常规展示模块、剖面展示模块；
所述常规展示模块用于基于LOD算法调用相关管线三维模型数据进行展示，所述剖面展示模块用于根据输入的切线计算对应横断面的相关管线三维模型数据，调用和/或重新绘制对应管线设备的断面图并进行展示。
2.根据权利要求1所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述常规展示模块的工作流程包括以下步骤：
结合观察点位置信息和观察角度信息以获取目标观察区域；
使用几何体包围盒计算观察点与目标观察区域的距离值，根据距离值调取目标观察区域内与该距离值对应的所有物体数据，将调取的所有物体数据加载至内存中进行展示，不同距离值对应的物体数据不同，以及
当观察点与目标观察区域的距离值超出任意一个设定距离值范围时，从内存中删除所述设定距离值范围对应的物体数据。
3.根据权利要求1或者2所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述管线模型管理模块在创建或者更新管线三维模型后，按照预设网格化规则将创建或者更新的管线三维模型划分成若干个网格单元；
所述常规展示模块结合观察点与目标观察区域的距离值以获取实时视野范围，调取实时视野范围中所有的网格单元，将调取的所有网格单元包含的物体数据加载至内存中进行展示，以及
从内存中删除不属于所述实时视野范围的网格单元的物体数据。
4.根据权利要求1或者2所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述常规展示模块基于四叉树构建的地形以实现LOD算法，包括以下步骤：
从整个完整的地形出发，递归地将地形不断地分割成相等的四个区域，分割的深度越大，得到的分割区域的分辨率越高，每个分割区域存储有对应的区域信息。
5.根据权利要求1所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述剖面展示模块的工作流程包括以下步骤：
接收输入的切线段，生成包含该切线段的竖直平面；
将竖直平面与所有管段、管架进行求交计算，得到相交的管段和管架信息，获取各交点的位置、以及计算出各交点与切线其中一个端点的距离；
将切线作为横轴，将所述切线其中一个端点作为原点，以海平面0米作为纵轴最小值、以距离切线最远的交点与切线的垂直距离加上一个预先设定的固定数值作为纵轴最大值，生成断面图的坐标轴，获取各交点在断面图上的坐标信息；
将每个对应于管段的交点的坐标作为圆心，交点所对应的管段的管径作为半径，绘制管道剖视图，作为被切中的管道；
将每个对应于管架的交点的坐标作为管架中心点，从管架模型数据库中调取预先设置的与该管架对应的管架模型图，将调取的管架模型图导入至断面图中；
获取切线段在整个管道三维模型上的实际位置信息，计算得到所述切线段经过的地表高程数据，以折线的方式绘制出对应的地形图。
6.根据权利要求5所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述管架模型数据库中包括多种不同类型的由线段构造的管架模型图，所述剖面展示模块根据类型名称从管架模型数据库中调取对应的管架模型图。
7.根据权利要求5所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述每个交点处均设置有标注，用于展示管道或管架相关信息。
8.根据权利要求5所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，当距离切线最远的交点对应于管段时，所述预先设定的固定数值大于最大管段管径；
当距离切线最远的交点对应于管架时，所述预先设定的固定数值大于最大管架高度的一半。
9.根据权利要求1所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述管线三维可视化平台所包含的数据设置有精度等级。
10.根据权利要求1所述的基于真实地理数据的管线三维可视化平台，其特征在于，所述管线三维可视化平台响应于任意一个数据被读取，将该数据序列化为二进制流后传输至请求读取方。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114065361A (zh) * 2021-11-27 2022-02-18 以见科技(苏州)有限公司 一种用于管线建设的模型构建及管理系统和方法
CN114661744A (zh) * 2022-05-24 2022-06-24 自然资源部第三地理信息制图院 一种基于深度学习的地形数据库更新方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201129A (zh) * 2011-04-25 2011-09-28 西安理工大学 一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统及维护方法
CN105512779A (zh) * 2014-09-26 2016-04-20 武汉光谷北斗地球空间信息产业股份有限公司 一种基于北斗的数字城市地理空间系统
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
CN108597020A (zh) * 2018-01-24 2018-09-28 苏州星宇测绘科技有限公司 一种三维地下管线探测数据快速成图方法及系统
CN109325321A (zh) * 2018-12-17 2019-02-12 北京太亚科技有限责任公司 一种用于管线快速自动化建模的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201129A (zh) * 2011-04-25 2011-09-28 西安理工大学 一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统及维护方法
CN105512779A (zh) * 2014-09-26 2016-04-20 武汉光谷北斗地球空间信息产业股份有限公司 一种基于北斗的数字城市地理空间系统
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
CN108597020A (zh) * 2018-01-24 2018-09-28 苏州星宇测绘科技有限公司 一种三维地下管线探测数据快速成图方法及系统
CN109325321A (zh) * 2018-12-17 2019-02-12 北京太亚科技有限责任公司 一种用于管线快速自动化建模的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114065361A (zh) * 2021-11-27 2022-02-18 以见科技(苏州)有限公司 一种用于管线建设的模型构建及管理系统和方法
CN114661744A (zh) * 2022-05-24 2022-06-24 自然资源部第三地理信息制图院 一种基于深度学习的地形数据库更新方法及系统
CN114661744B (zh) * 2022-05-24 2022-09-09 自然资源部第三地理信息制图院 一种基于深度学习的地形数据库更新方法及系统

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