CN110827406A - 一种实现大水网隧洞快速三维重构方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，包括数据采集载具研制、多种检测设备协同工作、采集数据处理、三维实景的计算机重建、模式识别，步骤如下：三维点云数据的采集，三维点云数据通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合；结合三维点云数据；层次信息匹配；三维扫描仪测量点云数据的快速处理和建模；三维场景可视化，完成三维场景基础环境的搭建工作，为点云数据的接入和展示提供一个良好的平台。本发明通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据，快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测，实现借助先进的软硬件设备对大水网工程的施工质量进一步把控。

Description

一种实现大水网隧洞快速三维重构方法

技术领域

本发明涉及大水网工程技术领域，特别涉及一种实现大水网隧洞快速三维重构方法。

背景技术

大水网工程以纵贯南北的黄河北干流和汾河两条天然河道为主线，以建设覆盖六大盆地和主要经济中心区的十大骨干供水体系为骨架，并通过连通工程建设，将黄河、汾河、沁河、桑干河、滹沱河、漳河六大河流及各河流上的大中型水库相连通，形成“两纵十横、六河连通，纵贯南北、横跨东西，多源互补、保障应急，丰枯调剂、促进发展”的大水网。大水网建成后，将使全省总供水量由目前的63亿立方米提高到86亿立方米，其中境内地表水供水量37亿立方米，提引黄河水24亿立方米，地下水供水量由目前的35亿立方米压减到25亿立方米，水资源开发利用实现由“水瓶颈”向“水支撑”转变。

同时，大水网工程的施工难度，工程规模，投资额度和未来可产生的经济社会效益前所未见。如何借助先进的软硬件设备对大水网工程的施工质量进一步把控，将采集到的数据，特别是大水网输水洞内部的施工情况和相关数据，以快速、高效、直观的方式进行展现，以利下一步的科学决策成为亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，本发明通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据，快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测，实现借助先进的软硬件设备对大水网工程的施工质量进一步把控，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，包括数据采集载具研制、多种检测设备协同工作、采集数据处理、三维实景的计算机重建、模式识别，步骤如下：

S1：三维点云数据的采集，三维点云数据通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合；

S2：三维场景建模

结合三维点云数据，并开发相应的数据处理展示软件实现在计算机屏幕上的隧洞内部真实三维场景还原和隧洞周边地址环境的模拟；

S3：层次信息匹配，将地质雷达测量各相关数据和其他隧洞相关信息全部和隧洞三维重建模型精确匹配，并可以实时查看，通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测；

S4：三维扫描仪测量点云数据的快速处理和建模；

S5：三维场景可视化，完成三维场景基础环境的搭建工作，为点云数据的接入和展示提供一个良好的平台；

S6：地质雷达测量数的提取和使用

在能够实时模拟和展示施工现场真实信息的同时，还需要对场景做一些后期检测性工作，主要包括对水利工程质量检测信息的侦察和辨别，以利于做好及时的修正；

S7：地质雷达等各类相关数据的匹配显示问题；

S8：确定数据采集方式

研究能够进行大范围、长距离、已自动或半自动方式进行数据采集的方法，并研制相关软硬件设备以解决问题；

S9：数据的传输和保存

先对点云数据进行抽稀，然后对数据进一步压缩，进行传输工作。

进一步地，S1的三维点云分为稀疏点云和密集点云。

进一步地，S3的其他隧洞相关信息包括洞径、洞室内各种尺寸、施工方提供的各种施工材料的数据，工程质量相关数据包括实测数据和施工方提供数据。

进一步地，S4包括如下步骤：

S401：校准，统一SOCS和CMCS两个坐标系，两个坐标系统一后能准确的贴纹理；

S402：噪声点的消除，在进行点云数据操作之前先进行消除噪声的工作，和目标无关的非主体部分可视为噪声一并除去；

S403：点云的过滤，建模之前对点云进行平滑；

S404：点云的简化，通过按给定数据点个数简化、按给定数据点间的距离简化、按给定的法向精度简化。

进一步地，S404还可通过LOD简化模型，即为每个物体建立多个相似的模型，不同模型对物体的细节描述不同，根据不同的应用场合使用不同分辨率的模型，或者在同一场景中根据模型与视点距离的远近，各部分选择不同分辨率显示以减少场景绘制复杂度。

进一步地，S6包括如下步骤：

S601：获取图像数据特征参数，初始化模板信息；

S602：加载所需检测的图像数据影像；

S603：对加载影像做预处理工作；

S604：通过二次线性差值和三次卷积插值，等到更有利的数据；

S605：预处理后的影像和模板进行图像特征匹配，得出理想的结果。

进一步地，S7通过对不同数据源快速的、有效的显示，其具体步骤如下：

S701：坐标统一，对不同数据源做统一坐标匹配，不同数据源拥有不同的数据坐标参考，实现定义常用坐标系系统，通过采用多线程方式同时加载不同数据源，在对数据进行预处理的同时，也侧重于对数据源的坐标参考进行检测，结合整体场景，建立最有效的坐标系统；

S702：数据预加载，在计算得出统一坐标参考以后，来自不同数据源的数据统一进入“数据缓冲池”进行统一输出规范处理，使不同的数据得到融合，变成唯一的数据；

S703：数据动态更新，在得到上步统一数据之后，通过osgEarth的状态树进行高效的组建模型工作，然后统一的渲染到场景中，如此，往复循环，完成不同数据的快速更新。

进一步地，S8还包括如下步骤：

S801：分时分段采样，可以根据施工进度，采取合理的时间段切分，进行工程质量点测试，根据地区环境因素，分区段特别是敏感地段进行重点测试，然后把数据回传到数据库，进行合理化分析；

S802：多方协同测试，根据三维虚拟场景逼近真实效果，可通过计算机设计算法协同测试，得出结果后，对于“高危”地段，进行人员重点检查；

S803：研发先进设备，针对特有的环境，研发高匹配的检测设备。

进一步地，S9集合点云数据的特点，建立八叉树模型来对其进行Morton编码，并优化Morton码，包括如下步骤：

S901：数据压缩，通过八叉树模式进行数据的压缩，保证数据轻量化；

S902：申请传输数据，通知服务器，进行数据的传输准备工作，服务器根据所需传输数据的特有特征进行二次分割，保证数据不会因为过大而在传输过程中丢包；

S903：申请数据接入，在数据处理工作完成后，服务器会根据申请端信息建立申请端和存储端专用接口，以后的数据传输工作就由发送端和接入端进行合理安排，服务器统筹安排结束，进入下一次循环处理；

S904：关闭专用接口，当数据传输完毕，发送端向服务器发送信息，服务器根据信息列表关闭匹配端口，以备其他申请所用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的实现大水网隧洞快速三维重构方法，通过三维场景建模，将三维点云数据结合实际的隧道影像构建可视化的三维模型，通过三维可视化系统真实呈现，通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据，快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测，实现借助先进的软硬件设备对大水网工程的施工质量进一步把控。

附图说明

图1为本发明的三维点云数据示意图；

图2为本发明的隧洞内真实三维场景重建示意图；

图3为本发明的隧洞周边地形环境还原示意图；

图4为本发明的场景图层叠加分析效果图；

图5为本发明的渐进网格模型算法效果图；

图6为本发明的数据金字塔组织结构图；

图7为本发明的简洁操作界面示例预览效果图；

图8为本发明的局部整体环境效果示例图；

图9为本发明的云层模拟效果示例图；

图10为本发明的局部地形高程数据示例图；

图11为本发明的平台加载高清遥感影像效果图；

图12为本发明的河流大坝建模效果图；

图13为本发明的隧道简化走向路线图；

图14为本发明的地质雷达检测结果图；

图15为本发明的八叉树模型图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，数据采集载具研制、多种检测设备协同工作、采集数据处理、三维实景的计算机重建、模式识别、数据的传输和保存、相关数据采集方法的制定等多种计算机软硬件技术，步骤如下：

步骤1：三维点云数据的采集

三维点云数据是通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合。三维点云数据如图1，三维点云一般有如下的分类：稀疏点云和密集点云。通常使用三维坐标测量机所得到的点数量比较少点与点的间距也比较大，叫稀疏点云；而使用三维激光扫描仪或照相式扫描仪得到的点云点数量比较大并且比较密集，叫密集点云；

步骤2：三维场景建模

结合三维点云数据，并开发相应的数据处理展示软件实现在计算机屏幕上的隧洞内部真实三维场景还原和隧洞周边地址环境的模拟。

三维点云专业数据作为最基础的数据，即使专业的隧道管理人员都无法识别，因为其仅仅提供了离散的或者处理后规则的位置信息，所以亟待将三维点云数据结合实际的隧道影像构建可视化的三维模型，通过三维可视化系统真实呈现，实现效果如下图2所示。

作为专业的隧道管理可视化系统，除了隧道点云数据重建成可视化模型外，还需要提供隧道环境支持，比如隧道通过的山脉、河流、植被、树木森林、居民区、工厂、学校以及其他的自然、人造设施，这些环境同样需要可视化建模，隧洞周边地形环境还原如图3。

步骤3：层次信息匹配，将地质雷达测量各相关数据和其他隧洞相关信息(如：洞径、洞室内各种尺寸、施工方提供的各种施工材料的数据等等)全部和隧洞三维重建模型精确匹配，并可以实时查看。通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据(实测数据和施工方提供数据)快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测。为水利质检工作提供决策支持的依据，实现效果如下图4所示；

步骤4：三维扫描仪测量点云数据的快速处理和建模

三维场景重现技术一大部分取决于数据的质量高低，本发明又主要以三维点云数据为主要接入源，三维点云数据的处理直接关系到整个展示平台的运行质量。本发明需要解决三维点云数据的预处理工作。

目前处理三维点云的方案主要有如下的几个步骤：点云校准、点云除燥、点云过滤、点云简化、点云拼接、点云三角化以及点云贴图。这几种处理流程都需要遵循一条原则：不能削弱点云的主要特征，比如隧道边沿、凹凸、空腔等。其存在的技术问题是：(1)多种国内外三维激光扫描仪附带的数据处理软件功能较弱。(2)扫描数据的处理需要水平较高的专业技术人。(3)数据处理时间较长、图像效果欠佳。

基于上述存在的问题，采用如下步骤的解决方案：

1)校准，校准是为了统一SOCS和CMCS两个坐标系，两个坐标系统一后才能准确的贴纹理；

2)噪声点的消除，测量中由于测量仪器以及其他方面的因素，噪声点的存在不可避免，而噪声点对重建工作有很大的影响。故在进行点云数据操作之前先进行消除噪声的工作。另外和目标无关的非主体部分也可视为噪声一并除去；

3)点云的过滤，扫描仪工作过程虽然很有规律的，但是得到的点云其实仍然比较散乱，建模之前对点云进行平滑是必要的；

4)点云的简化，对于相当一部分建模对象，原始点云数据的密度过大，无谓增加了数据量，数据简化也是必要的。简化模型的方法一般可通过按给定数据点个数简化、按给定数据点间的距离简化、按给定的法向精度简化。还可通过LOD简化模型，即为每个物体建立多个相似的模型，不同模型对物体的细节描述不同，对物体细节的描述越精确，模型也越复杂，根据不同的应用场合使用不同分辨率的模型，或者在同一场景中根据模型与视点距离的远近，各部分选择不同分辨率显示以减少场景绘制复杂度。

其渐进网格模型算法效果如图5，A包含3166个三角形，B包含1769个三角形，C包含839个三角形。

拼接，拼接之前要确定一个统一的坐标系，选择第一个或最后一个扫描位置的局部坐标系。其中可以采用多视点云拼接、网格化算法来完成较高效果的拼接工作。

三角化，得到由点云重建的网格模型。

贴纹理，可以得到待建模对象的纹理网格模型。

经过细致的分析和验证，本发明的点云数据经过以上几部分的处理，可以达到较好的实践效果。

步骤5：三维场景可视化，完成三维场景基础环境的搭建工作，为点云数据的接入和展示提供一个良好的平台。

采集和获取数据的最终目的就是计算机场景重建，本发明要求完成三维场景基础环境的搭建工作，为点云数据的接入和展示提供一个良好的平台。在此基础上。平台需要支持多种格式的数据，其中最主要的2种格式分别为矢量数据和栅格数据。本发明应该提供较好的数据加载和调度方案。

其存在的技术问题是：(1)三维场景应更加接近真实场景，使模型不会被计算导致扭曲，从而使场景失去研究价值。(2)三维场景结构复杂，所需加载数据量大，需要海量栅格数据的高速浏览。

(3)系统场景操作种类繁多并且复杂，需要设计出简明的可视化交互操作。

针对上述存在的问题，从技术实现上分别采取以下解决办法：

通过细致的分析和验证，本发明采用以osg/osgEarth为底层作为三维场景的渲染引擎，根据业务的具体需求。起初，创建一个基础的数字地球作为后续工作的基础平台，再此基础上，通过接入点云数据模拟工程现场从而达到真实有效的研究环境。

为了突破数字地球平台加载大量数据的瓶颈，结合数据本身结构的特点，先对数据创建金字塔模型，分层切片，对于不同视角和高度，在保证质量的情况下以速度优先原则，动态调度最为合理的图层进行显示。此套方案已经经过实践，完全可以胜任本系统的数据快速调度工作。数据金字塔组织结构如图6。本发明在完成基础环境搭建完成的情况下，同时设计了简洁的可视化界面操作，简洁操作界面示例预览如图7。

本发明在整体三维场景搭建完成的情况下，同时也对局部的环境模拟仔细推敲，可以达到模拟环境的真实性。同时，平台可完成高程数据和高清遥感影像加载、云层模拟、填挖方分析、水淹分析等工具。局部整体环境效果示例如图8，云层模拟效果示例如图9，局部地形高程数据示例如图10，平台加载高清遥感影像效果如图11，河流大坝建模如图12，在高层次概括性的展示隧道路径是本系统中不可缺少的展示方式，比如隧道地面映射线段、隧道长度、隧道深度、中转站等。这些信息能够表征隧道的基础特征，如下图13显示隧道的简化模型。

步骤6：地质雷达测量数的提取和使用

本发明在能够实时模拟和展示施工现场真实信息的同时，我们还需要对场景做一些后期检测性工作，主要包括对水利工程质量检测信息的侦察和辨别。以利于做好及时的修正。本发明需要完善图像数据处理的工作；能够有效获取各类水利工程质量检测信息的地质雷达检测结果多以下图14方式输出。

目前，对上图的“解读”基本上依靠数据处理人员的经验判读方式完成。可以考虑将现在广泛使用的模式识别技术引入进行图像数据的处理工作，快速，且较为准确的提取有用信息，最大限度减轻数据处理人员的工作强度。

基于此，本发明经过仔细的考虑和大量的真实训练，通过对水利工程影像做图像数据的特征匹配，可以很好的完成这一工作。解决方案基本步骤如下：

1)获取图像数据特征参数，初始化模板信息；

2)加载所需检测的图像数据影像；

3)对加载影像做预处理工作；

4)通过二次线性差值和三次卷积插值，等到更有利的数据；

5)预处理后的影像和模板进行图像特征匹配，得出理想的结果。

步骤7：地质雷达等各类相关数据的匹配显示问题

水利工程是一个庞大而又复杂的系统，其中采集数据设备就分为多种，解决不同设备数据接入并统一进行管理是本系统又一重要问题。

由于地质雷达和三维激光扫描仪由不同厂商生产，且在实际工作当中两种设备如何协调工作，以方便测量数据的相互精确匹配和显示是需要仔细研究的。建议通过研究和试验制定出一套可行的数据采集流程来解决此问题。

基于此，本发明通过对不同数据源快速的、有效的显示做了大量的训练，得出以下解决方案：

1)坐标统一，对不同数据源做统一坐标匹配，不同数据源拥有不同的数据坐标参考，实现定义常用坐标系系统，通过采用多线程方式同时加载不同数据源，在对数据进行预处理的同时，也侧重于对数据源的坐标参考进行检测，结合整体场景，建立最有效的坐标系统；

2)数据预加载，在计算得出统一坐标参考以后，来自不同数据源的数据统一进入“数据缓冲池”进行统一输出规范处理，使不同的数据得到融合，变成唯一的数据；

3)数据动态更新，在得到上步统一数据之后，通过osgEarth的状态树进行高效的组建模型工作，然后统一的渲染到场景中，如此，往复循环，完成不同数据的快速更新。

S8：确定数据采集方式

本发明有必要研究能够进行大范围、长距离、已自动或半自动方式进行数据采集的方法，并研制相关软硬件设备以解决问题。

目前不管是地质雷达还是三维激光扫描仪进行水利工程质量检测相关数据采集时，都是采用随机抽样采集的。即采集的范围十分有限，如果需要大范围长距离进行数据采集(比如，连续采集十几、几十乃至上百公里长的输水隧洞相关数据)，目前的以人工为主的采集方式显然可行度不高。

基于此，本发明经过多方深入讨论，可采取以下方案：

1)分时分段采样，在整个隧道体系中，因数据量过于庞大。因此，必须获取到最有用的信息，可以根据施工进度，采取合理的时间段切分，进行工程质量点测试，根据地区环境因素，分区段特别是敏感地段进行重点测试，然后把数据回传到数据库，进行合理化分析。

2)多方协同测试，根据三维虚拟场景逼近真实效果，可通过计算机设计算法协同测试，得出结果后，对于“高危”地段，进行人员重点检查。

3)研发先进设备，针对特有的环境，研发高匹配的检测设备，例如可以考虑研制轮式或者履带式激光三维扫描仪和地质雷达载具。

S9：数据的传输和保存

三维点云数据一般数据量都会很大，直接传输不太可能实现，也是不现实，本发明先对点云数据进行抽稀，然后对数据进一步压缩，进行传输工作。

当前，随着水利工程建设的不断深入，水利质检工作任务量越来越大，相关数据的采集频度、采集种类、和数据量不断增加。如何合理长期合理的保存各类数据和检测结果成为急需解决的重要问题。同时现场监测的各类数据也应通过有线或者无线的方式迅速回传到省质检站，主要是为了领导决策层及时了解施工现场的状况，同时通过回传数据及时作出分析和评判以进一步指导生产一线工作。

基于此，本发明通过研究和实践，集合点云数据的特点，建立八叉树模型来对其进行Morton编码，并优化Morton码，从工程应用角度出发提出了对完全散乱的密集点云进行压缩。

线性八叉树模型(如图15)是在普通八叉树模型基础上进一步压缩数据存储量，由于不记录中间节点的编码及层次关系，大大节省了存储空间，特别适合对海量数据的建模和处理。线性八叉树编码只存储实的叶子节点，叶节点的编码称为地址码，常用的地址码是Morton码Morton码反映了八又树的层次信息。Morton码比常规八叉树编码更有优势，是一种高效率的编码方式。

根据以上介绍，主要依据以下解决方案：

1)数据压缩，通过八叉树模式进行数据的压缩，保证数据轻量化；

2)申请传输数据，通知服务器，进行数据的传输准备工作，服务器根据所需传输数据的特有特征进行二次分割，保证数据不会因为过大而在传输过程中丢包。

3)申请数据接入，在数据处理工作完成后，服务器会根据申请端信息建立申请端和存储端专用接口，以后的数据传输工作就由发送端和接入端进行合理安排，服务器统筹安排结束，进入下一次循环处理；

4)关闭专用接口，当数据传输完毕，发送端向服务器发送信息，服务器根据信息列表关闭匹配端口，以备其他申请所用。

通过采用以上策略，可以有效的压缩数据大小，从而完成点云数据的传输和保存工作。

综上所述，本发明提出的实现大水网隧洞快速三维重构方法，通过三维场景建模，将三维点云数据结合实际的隧道影像构建可视化的三维模型，通过三维可视化系统真实呈现，通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据，快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测，实现借助先进的软硬件设备对大水网工程的施工质量进一步把控。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，包括数据采集载具研制、多种检测设备协同工作、采集数据处理、三维实景的计算机重建、模式识别，其特征在于，步骤如下：

S1：三维点云数据的采集，三维点云数据通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合；

S2：三维场景建模

结合三维点云数据，并开发相应的数据处理展示软件实现在计算机屏幕上的隧洞内部真实三维场景还原和隧洞周边地址环境的模拟；

S3：层次信息匹配，将地质雷达测量各相关数据和其他隧洞相关信息全部和隧洞三维重建模型精确匹配，并可以实时查看，通过直观形象的显示和对比工程质量相关数据快速找出工程质量存疑点和存疑部分，便于更加有针对性监测；

S4：三维扫描仪测量点云数据的快速处理和建模；

S5：三维场景可视化，完成三维场景基础环境的搭建工作，为点云数据的接入和展示提供一个良好的平台；

S6：地质雷达测量数的提取和使用

在能够实时模拟和展示施工现场真实信息的同时，还需要对场景做一些后期检测性工作，主要包括对水利工程质量检测信息的侦察和辨别，以利于做好及时的修正；

S7：地质雷达等各类相关数据的匹配显示问题；

S8：确定数据采集方式

研究能够进行大范围、长距离、已自动或半自动方式进行数据采集的方法，并研制相关软硬件设备以解决问题；

S9：数据的传输和保存

先对点云数据进行抽稀，然后对数据进一步压缩，进行传输工作。

2.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S1的三维点云分为稀疏点云和密集点云。

3.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S3的其他隧洞相关信息包括洞径、洞室内各种尺寸、施工方提供的各种施工材料的数据，工程质量相关数据包括实测数据和施工方提供数据。

4.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S4包括如下步骤：

S401：校准，统一SOCS和CMCS两个坐标系，两个坐标系统一后能准确的贴纹理；

S402：噪声点的消除，在进行点云数据操作之前先进行消除噪声的工作，和目标无关的非主体部分可视为噪声一并除去；

S403：点云的过滤，建模之前对点云进行平滑；

S404：点云的简化，通过按给定数据点个数简化、按给定数据点间的距离简化、按给定的法向精度简化。

5.根据权利要求4所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S404还可通过LOD简化模型，即为每个物体建立多个相似的模型，不同模型对物体的细节描述不同，根据不同的应用场合使用不同分辨率的模型，或者在同一场景中根据模型与视点距离的远近，各部分选择不同分辨率显示以减少场景绘制复杂度。

6.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S6包括如下步骤：

S601：获取图像数据特征参数，初始化模板信息；

S602：加载所需检测的图像数据影像；

S603：对加载影像做预处理工作；

S604：通过二次线性差值和三次卷积插值，等到更有利的数据；

S605：预处理后的影像和模板进行图像特征匹配，得出理想的结果。

7.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S7通过对不同数据源快速的、有效的显示，其具体步骤如下：

S701：坐标统一，对不同数据源做统一坐标匹配，不同数据源拥有不同的数据坐标参考，实现定义常用坐标系系统，通过采用多线程方式同时加载不同数据源，在对数据进行预处理的同时，也侧重于对数据源的坐标参考进行检测，结合整体场景，建立最有效的坐标系统；

S702：数据预加载，在计算得出统一坐标参考以后，来自不同数据源的数据统一进入“数据缓冲池”进行统一输出规范处理，使不同的数据得到融合，变成唯一的数据；

S703：数据动态更新，在得到上步统一数据之后，通过osgEarth的状态树进行高效的组建模型工作，然后统一的渲染到场景中，如此，往复循环，完成不同数据的快速更新。

8.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S8还包括如下步骤：

S801：分时分段采样，可以根据施工进度，采取合理的时间段切分，进行工程质量点测试，根据地区环境因素，分区段特别是敏感地段进行重点测试，然后把数据回传到数据库，进行合理化分析；

S802：多方协同测试，根据三维虚拟场景逼近真实效果，可通过计算机设计算法协同测试，得出结果后，对于“高危”地段，进行人员重点检查；

S803：研发先进设备，针对特有的环境，研发高匹配的检测设备。

9.根据权利要求1所述的一种实现大水网隧洞快速三维重构方法，其特征在于，S9集合点云数据的特点，建立八叉树模型来对其进行Morton编码，并优化Morton码，包括如下步骤：

S901：数据压缩，通过八叉树模式进行数据的压缩，保证数据轻量化；

S902：申请传输数据，通知服务器，进行数据的传输准备工作，服务器根据所需传输数据的特有特征进行二次分割，保证数据不会因为过大而在传输过程中丢包；

S903：申请数据接入，在数据处理工作完成后，服务器会根据申请端信息建立申请端和存储端专用接口，以后的数据传输工作就由发送端和接入端进行合理安排，服务器统筹安排结束，进入下一次循环处理；

S904：关闭专用接口，当数据传输完毕，发送端向服务器发送信息，服务器根据信息列表关闭匹配端口，以备其他申请所用。

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