CN112364116A - 建立地下管线三维模型与目标gis系统关联的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法及系统，属于地下管线数据处理技术领域，解决了现有地下管线三维模型利用率低，重建成本高、耗时长的问题。该方法包括，将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件；获得其包含的每一几何对象的坐标；根据几何对象的坐标判断几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与所述目标GIS系统关联的第一模型文件。该方法无需重建三维模型，即可实现与目标GIS系统的数据关联，提高了模型的利用率，且建立数据关联的成本低，效率高。

Description

建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法及系统

技术领域

本发明涉及地下管线数据管理技术领域，尤其涉及一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法及系统。

背景技术

城市地下管线共分为八大类几十种小类，分别由不同的组织机构在运营管理，随着信息化手段的不断提高，各组织机构都应用各式各样的建模软件对其管辖范围内的管线进行三维建模及展示，但由于不同组织机构均依托本单位的地下管线勘测图纸、GIS系统数据来制作地下管线三维模型，形成了不同类型的模型文件，由于这些模型文件类型和采用的坐标系各不相同，故无法直接将不同的地下管线三维模型放在同一个三维场景中进行管线的综合展示。

目前，由于地下管线三维模型文件来源不同，关联的GIS系统以及关联方式也各不相同，在现有技术下将模型进行数据格式转换后，只能有效的保留模型中的几何对象，几何对象中存储的管线或管点唯一标识为其初始GIS系统的管线或管点唯一标识，与目标GIS系统中对应的管线或管点唯一标识并不一致，从而无法通过目标GIS系统对三维模型进行有效的数据分析和模拟展示。当城市规划部门或档案管理部门等需要应用全市地下管线三维模型时，采用的方式是重新进行地下管线三维建模。具体方式为从各管线运营单位处采集对应的管线数据，再通过CityEngine等三维GIS软件建立一个全新的、具有管线信息的管线三维模型，从而实现三维模型与管线信息的联动，用户能够在与三维模型的交互过程中获取到模型关联的管线信息。

现有技术中至少存在以下缺陷，一是，各组织机构已建立的地下管线三维模型无法与目标GIS系统建立联动，因此对各组织机构现有的地下管线三维模型的利用率低，造成资源浪费；二是重新建立大量的地下管线三维模型需要进行大量的数据采集、矢量化和建模操作，工作量大、成本高、耗时长且效率低。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法及系统，用以解决现有地下管线三维模型利用率低，重建模型成本高、耗时长、效率低的问题。

一方面，本发明提供了一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法，包括以下步骤：

将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件；

根据所述第一模型文件获得其包含的每一几何对象的坐标；

根据每一几何对象的坐标判断每一所述几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与所述目标GIS系统关联的第一模型文件。

进一步的，具体包括：

获取所述第一模型文件中每一所述几何对象对应的缓冲视图，并根据缓冲视图获取对应缓冲器中按顺序存储的第一个空间坐标、中间点空间坐标或最后一个空间坐标，分别作为所述几何对象的第一顶点坐标、中间点坐标、第二顶点坐标。

进一步的，具体包括：

计算所述第一顶点和第二顶点间的第一直线距离，若所述第一直线距离大于第一预设阈值，则所述几何对象为管线对象；

若所述第一直线距离小于等于第一预设阈值，则计算所述第一顶点和中间点间的第二直线距离，若所述第二直线距离大于第一预设阈值，则所述几何对象为管线对象，否则，所述几何对象为管点对象。

进一步的，根据所述第一模型文件中与目标GIS系统中管点对应的多面体边界的对角线长度确定所述第一预设阈值。

进一步的，具体包括：

将管线对象的中间点空间直角坐标转换为与目标GIS系统大地坐标系一致的大地坐标；

在目标GIS系统数据库的管线数据表中，筛选出管线数据所表示的长度与第一直线距离的差值小于第二预设阈值、且所述中间点至所述管线数据所表示的管线的第三直线距离小于第三预设阈值的所有管线数据；

将所有所述管线数据中，第三直线距离最小对应的管线数据作为所述管线对象的关联数据。

进一步的，具体包括：

将所述管点对象的中间点空间直角坐标转换为与目标GIS系统大地坐标系一致的大地坐标；

在目标GIS系统数据库的管点数据表中，筛选出中间点至所述管点数据所表示的管点的第四直线距离小于第三预设阈值的所有管点数据；

将所有所述管点数据中，第四直线距离最小对应的管点数据作为所述几何对象的关联数据。

进一步的，具体包括：

为与所述管线对象关联的管线数据添加唯一标识，并将所述唯一标识写入第一模型文件中对应管线对象的扩展属性中；

建立所述管线对象与相关联的所述管线数据间的映射关系，以实现关联；

为与所述管点对象关联的管点数据添加唯一标识，并将所述唯一标识写入第一模型文件中对应管点对象的扩展属性中；

建立所述管点对象与相关联的所述管点数据间的映射关系，以实现关联。

进一步的，还包括，利用glTF语法校验工具对建立关联后的所述第一模型文件进行语法校验。

另一方面，本发明提供了一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的系统，包括：

模型转换模块，用于将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件；

坐标获取模块，用于根据所述第一模型文件获得其包含的每一几何对象的坐标；

关联模块，用于根据每一几何对象的坐标判断每一所述几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与所述目标GIS系统关联的第一模型文件。

进一步的，还包括校验模块，用于利用glTF语法校验工具对建立关联后的所述第一模型文件进行语法校验。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明提出的建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法及系统，利用现有地下管线三维模型与目标GIS系统建立关联，提高了现有地下管线三维模型的利用率，且避免了重新建立大量的地下管线三维模型导致的成本高、耗时长、效率低的问题，能够有效提高建立数据关联的效率。

2、本发明通过现有地下管线三维模型中的坐标数据确定模型中的几何对象的类型，并将坐标转换为目标GIS系统的大地坐标，利用几何对象的长度信息确定其在目标GIS系统数据库内存储的对应的管线或管点数据，并添加唯一标识，进而建立结合对象与对应数据间的关联关系，实现地下管线模型与目标GIS系统的关联，从而达到不需要重新建模也能够同时进行异构地下管线三维模型的整合展示以及其对应的GIS信息展示的效果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法的流程图；

图2为本发明实施例建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的系统的示意图。

附图标记：

110-模型转换模块；120-坐标获取模块；130-关联模块；140-校验模块。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

方法实施例

本发明的一个具体实施例，公开了一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法。如图1所示，该方法包括以下步骤：

S110、将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件。示例性的，通过3DMAX、MAYA等建模工具的文件导出功能将地下管线三维模型导出为Collada格式文件，再通过Collada2glTF转换工具转换成glTF格式文件，以获得第一模型文件。为确保数据关联的准确性，在导出文件的过程中，无需导出与管线或管点无关的内容。

S120、根据第一模型文件获得其包含的每一几何对象的坐标。具体的，第一模型文件中地下管线三维模型建立于空间直角坐标系中。

S130、根据每一几何对象的坐标判断每一几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与目标GIS系统关联的第一模型文件。

S140、利用glTF语法校验工具对建立关联后的所述第一模型文件进行语法校验。

优选的，S120具体包括：

获取第一模型文件中每一几何对象对应的缓冲视图，并根据缓冲视图获取对应缓冲器中按顺序存储的第一个空间坐标、中间点空间坐标或最后一个空间坐标，分别作为几何对象的第一顶点坐标、中间点坐标、第二顶点坐标。

优选的，S130具体包括：

S131、判断所述几何对象是否为管点对象或管线对象。

S132、确定管线对象在目标GIS系统数据库中对应的管线数据，以及管点对象在目标GIS系统数据库中对应的管点数据。

S133、建立管线对象与对应的管线数据的关联关系，以及建立管点对象与对应管点数据的关联关系。

具体的，S131包括：

S1311、计算第一顶点和第二顶点间的第一直线距离，若第一直线距离大于第一预设阈值，则该几何对象为管线对象。优选的，根据第一模型文件中与目标GIS系统中管点对应的多面体边界的对角线长度确定该第一预设阈值。

S1312、若所述第一直线距离小于等于第一预设阈值，则计算第一顶点和中间点间的第二直线距离，若第二直线距离大于第一预设阈值，则该几何对象为管线对象(回形管线)，否则，该几何对象为管点对象。

S132具体包括：

S1321、将管线对象的中间点空间直角坐标(X,Y,Z)转换为与目标GIS系统大地坐标系一致的大地坐标(L,B,H)；具体如下：

其中，N为椭球面卯酉圈的曲率半径，e为椭球的第一偏心率。

S1322、先计算出目标GIS系统数据库的管线数据表中，每一管线数据所表示的长度与第一直线距离间的差值D1，再计算出中间点至每一管线数据所表示的管线的第三直线距离。

S1323、在目标GIS系统数据库的管线数据表中，筛选出差值D1小于第二预设阈值、且第三直线距离小于第三预设阈值的所有管线数据。优选的，第二预设阈值和第三预设阈值可以根据实际情况进行具体设置，使数据关联的准确度在用户需求的范围内。

S1324、将所有筛选出的管线数据中，第三直线距离最小对应的管线数据作为所述管线对象的关联数据。

S1325、将管点对象的中间点空间直角坐标转换为与目标GIS系统大地坐标系一致的大地坐标。

S1326、先计算出目标GIS系统数据库的管点数据表中，中间点至每一管点数据所表示的管点的第四直线距离，在目标GIS系统数据库的管点数据表中，筛选出第四直线距离小于第三预设阈值的所有管点数据；

S1327、将所有筛选出的管点数据中，第四直线距离最小对应的管点数据作为该几何对象的关联数据。

优选的，S133具体包括：

S1331、为与管线对象关联的管线数据添加唯一标识，并将唯一标识写入第一模型文件中对应管线对象的扩展属性中。

S1332、建立所述管线对象与相关联的所述管线数据间的映射关系，以实现关联。

S1333、为与管点对象关联的管点数据添加唯一标识，并将唯一标识写入第一模型文件中对应管点对象的扩展属性中。

S1334、建立管点对象与相关联的管点数据间的映射关系，以实现关联。

通过上述映射关系，能够使不同类型、不同坐标系的地下管线三维模型在同一个三维场景(目标GIS系统)中进行管线的综合展示。

系统实施例

本发明的另一个实施例，公开了一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的系统。

由于该系统实施例与上述方法实施例的原理相同，重复之处可以参考上述方法实施例，在此不再赘述。

该系统具体包括：

模型转换模块110，用于将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件。

坐标获取模块120，用于根据第一模型文件获得其包含的每一几何对象的坐标。

关联模块130，用于根据每一几何对象的坐标判断每一所述几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与所述目标GIS系统关联的第一模型文件。

校验模块140，用于利用glTF语法校验工具对建立关联后的所述第一模型文件进行语法校验。

与现有技术相比，本发明实施例公开的的建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法及系统，首先，利用现有地下管线三维模型与目标GIS系统建立关联，提高了现有地下管线三维模型的利用率，且避免了重新建立大量的地下管线三维模型导致的成本高、耗时长、效率低的问题，能够有效提高建立数据关联的效率。其次，通过现有地下管线三维模型中的坐标数据确定模型中的几何对象的类型，并将坐标转换为目标GIS系统的大地坐标，利用几何对象的长度信息确定其在目标GIS系统数据库内存储的对应的管线或管点数据，并添加唯一标识，进而建立结合对象与对应数据间的关联关系，实现地下管线模型与目标GIS系统的关联，从而达到不需要重新建模也能够同时进行异构地下管线三维模型的整合展示以及其对应的GIS信息展示的效果。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

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揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件；

根据所述第一模型文件获得其包含的每一几何对象的坐标；

根据每一几何对象的坐标判断每一所述几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与所述目标GIS系统关联的第一模型文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：

获取所述第一模型文件中每一所述几何对象对应的缓冲视图，并根据缓冲视图获取对应缓冲器中按顺序存储的第一个空间坐标、中间点空间坐标或最后一个空间坐标，分别作为所述几何对象的第一顶点坐标、中间点坐标、第二顶点坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，具体包括：

计算所述第一顶点和第二顶点间的第一直线距离，若所述第一直线距离大于第一预设阈值，则所述几何对象为管线对象；

若所述第一直线距离小于等于第一预设阈值，则计算所述第一顶点和中间点间的第二直线距离，若所述第二直线距离大于第一预设阈值，则所述几何对象为管线对象，否则，所述几何对象为管点对象。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一模型文件中与目标GIS系统中管点对应的多面体边界的对角线长度确定所述第一预设阈值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，具体包括：

将管线对象的中间点空间直角坐标转换为与目标GIS系统大地坐标系一致的大地坐标；

在目标GIS系统数据库的管线数据表中，筛选出管线数据所表示的长度与第一直线距离的差值小于第二预设阈值、且所述中间点至所述管线数据所表示的管线的第三直线距离小于第三预设阈值的所有管线数据；

将所有所述管线数据中，第三直线距离最小对应的管线数据作为所述管线对象的关联数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，具体包括：

将所述管点对象的中间点空间直角坐标转换为与目标GIS系统大地坐标系一致的大地坐标；

在目标GIS系统数据库的管点数据表中，筛选出中间点至所述管点数据所表示的管点的第四直线距离小于第三预设阈值的所有管点数据；

将所有所述管点数据中，第四直线距离最小对应的管点数据作为所述几何对象的关联数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，具体包括：

为与所述管线对象关联的管线数据添加唯一标识，并将所述唯一标识写入第一模型文件中对应管线对象的扩展属性中；

建立所述管线对象与相关联的所述管线数据间的映射关系，以实现关联；

为与所述管点对象关联的管点数据添加唯一标识，并将所述唯一标识写入第一模型文件中对应管点对象的扩展属性中；

建立所述管点对象与相关联的所述管点数据间的映射关系，以实现关联。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，还包括，利用glTF语法校验工具对建立关联后的所述第一模型文件进行语法校验。

9.一种建立地下管线三维模型与目标GIS系统关联的系统，其特征在于，包括：

模型转换模块，用于将地下管线三维模型转换为预设格式的第一模型文件；

坐标获取模块，用于根据所述第一模型文件获得其包含的每一几何对象的坐标；

关联模块，用于根据每一几何对象的坐标判断每一所述几何对象是否为管线对象或管点对象，若是管线对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管线数据并进行关联；若是管点对象，则确定其在目标GIS系统数据库中对应的管点数据并进行关联，以获得与所述目标GIS系统关联的第一模型文件。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括校验模块，用于利用glTF语法校验工具对建立关联后的所述第一模型文件进行语法校验。

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