[发明专利]一种适用于地下空间的三维自动建模方法

权利要求书

1.一种适用于地下空间的三维自动建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)、首先使用横断面数据和路线数据生成一体化模型；

步骤(2)、然后将上述生成一体化模型根据配置拆解成多个分段完成拆解；

步骤(3)、最后根据配置将各个分段按分层逐级降低模型细节生成分层模型；

步骤(1)的具体流程如下：

1.1、根据CAD图或现场测量结果构造横断面数据和路线数据；

1.2、生成舱壁、管线：

1.21、预处理，将横断面中表示舱壁、管线的的图形转换为平面多边形并得到多个顶点，将路线中的曲线部分转换为折线得到多个路线节点；

1.22、以路线起点为节点A；

1.23、以节点A原点，以路线的垂直面为平面对平面多边形进行坐标变换得到空间多边形[1]；

1.24、沿路线到下一个节点B对空间多边形进行坐标平移得到空间多边形[2]；

1.25、提取空间多边形[1]与空间多边形[2]的相邻顶点组成三角面，多个相连三角面共同组成了舱壁、管壁；

1.26、计算各顶点的法向量和UV纹理坐标；

1.27、然后以节点B为节点A，以空间多边形[2]为空间多边形[1]；

1.28、沿路线对各节点依次重复上述步骤1.24、1.25、1.26、1.27直到终点，生成全路线的舱壁、管线的模型；

1.29、封闭端面，生成两端需封闭的横断面多边形的面，并分别与舱壁、管壁的起点、终点的边进行顶点焊接，形成封闭面；

1.3、生成重复物件：

1.31、对各种类型的单个物件进行人工建模；

1.32、根据数据以沿路线相对起点行经指定距离位于轴线上的点为点A；

1.33、以点A为原点确定一个与路线垂直的平面[1]；

1.34、根据数据在与路线垂直的平面[1]上确定物件在该平面上的平面直角坐标偏移点[2]；

1.35、将物件的平面直角坐标偏移点[2]变换得到空间直角坐标偏移点[3]；

1.36、根据数据将单个物件模型的复制体放置于空间直角坐标偏移点[3]处；

1.37、根据数据依次重复上述步骤1.32、1.33、1.34、1.35、1.36，直到将所有重复物件放置完成；

1.4、生成特殊物件：

1.41、对各个特殊物件进行单独人工建模；

1.42、根据数据以沿路线相对起点行经指定距离位于轴线上的点为点A；

1.43、以点A为原点确定一个与路线垂直的平面[1]；

1.44、根据数据在与路线垂直的平面[1]上确定物件在该平面上的平面直角坐标偏移点[2]；

1.45、将物件的平面直角坐标偏移点[2]变换得到空间直角坐标偏移点[3]；

1.46、根据数据将单个物件模型放置于空间直角坐标偏移点[3]；

1.47、根据数据依次重复上述步骤1.42、1.43、1.44、1.45、1.46，直到将所有特殊物件放置完成；

步骤(2)的具体流程如下：

2.1、配置拆解参数，参数包含：每个分段的距离阈值[1]；

2.2、进行模型拆解；

2.21、以路线起点为节点A；

2.22、从节点A开始沿路线向后查找超过分段距离阈值[1]的下一个节点为节点B；

2.23、若节点B离上一节点C的距离不超过两倍分段距离阈值[1]，则在节点B处对舱壁、管道进行面拆分；若距离超过两倍分段距离阈值[1]，则在离上一节点C的分段距离阈值处进行截断面拆分，并在截断处形成新的节点D，并以该节点D为节点B；

2.24、将该分段范围内的重复物件、特殊物件归入拆分后的分段模型内；

2.25、然后以节点B为节点A；

2.26、沿路线对各个节点依次重复上述步骤2.22、2.23、2.24、2.25直到终点，将整个模型拆分成各个分段模型；

步骤(3)的具体流程如下：

3.1、配置多层细节生成参数，参数包含：多个层级、每个层级进行降细节处理的方式(减少三角面、减少内部细节)；

3.2、逐分段进行降低细节处理：

3.21、从起始段开始逐分段进行；

3.22、在该分段从高精细度的层级向低精细度的层级逐层级进行；

3.23、若该层需要减少三角面，则对舱壁、管壁的横断面多边形相对上一层级删减顶点处理，然后再重新构造三角面；

3.24、若该层需减少内部细节，根据参数减少内部物件，或完全消除内部物件；

3.25、重复上述步骤3.22、3.23、3.24直到在该分段处理完所有层级；

3.26、进入下一分段；

3.27、重复上述步骤3.22、3.23、3.24、3.25、3.26直到处理完所有分段。