[发明专利]一种排水管网的三维模型自动构建方法

说明书

本发明公开了一种排水管网的三维模型自动构建方法，涉及三维模型构建技术领域，特别涉及地下排水管线数据处理、三维管网自动构建与渲染等技术问题。该方法包括如下步骤：基础数据处理；二维管网空间拓扑检查；二维管网属性拓扑检查；自动构建三维管网；三维管网碰撞检查；属性挂接；三维模型渲染。本方法通过对二维管网数据进行空间拓扑检查、属性拓扑检查以及三维管网碰撞检查，排除无用、错误数据，并为外业补测修改、内业复核提供依据，有效提高了三维管网数据的准确性、完整性以及三维管网的精细度，具有很高的实用性。

技术领域

本发明涉及三维模型构建技术领域，特别涉及地下排水管线数据处理、三维管网自动构建与渲染。

背景技术

排水管网是城市地下隐蔽性工程，被称为城市建设的“良心工程”，其担负着收集城市生活和工业生产等污水、及时排出降落在市区内和流经市区的雨水的任务，是城市的生命线。

传统的管线管理模式一般为基于CAD或GIS的二维管线管理，能够描述管线的基本属性和空间分布信息，但对管线的空间立体特征和相互之间的空间交错关系等难以精确直观地描述。三维管线能够有效的提高管线立体感和逼真感，直观的描述管线的空间特征，最大程度的还原城市地下综合管网分布的真实情况，随着应用需求的升级，三维管线已越来越多地应用到各类智慧管网的系统中。

然而，构建三维管线模型在数据处理、模型构建、数据存储、模型渲染、及三维显示等方面还存在很多问题。三维管线模型的构建是根据二维管线数据属性里存储的起始点高程、管径、起始点坐标等数据以及相关特征附属物的信息，基于某种自动化三维建模工具实现的。若要三维模型正确合理、真实性高，首先需对二维管线数据进行处理，模型构建后对其进行渲染显示。

正确的二维管线数据应该满足管网空间拓扑关系和管网属性拓扑关系。管网空间拓扑属于网状拓扑的一种，一般检查井、雨水篦、转折点、变径点等被抽象为管点，不同类型不同规格的管线被抽象为管线，要满足管网空间拓扑关系，管点必须和管线要相连，管线每端都必须有且只有一个管点。管网属性拓扑就是管线属性字段中要有与起始管点和结尾管点相关联的字段和字段值。

然而，一般地下管线数据主要是由外业采集人员通过外业探测画图，经内业人员数据处理后形成二维管线数据成果。这不可避免的存在一些问题，如管点表中可能存在管点坐标信息缺失、井盖信息不全、井深信息有误、高程信息不全、特征点附属物无信息等；管线线表中可能存在管线至少一端无管点相连、管线属性字段不正确等；另外还可能存在管点编号重复、孤点、管线重复等。另外由于探测管线都是只测起始管点和结尾管点，然后连线生成管线，但实际情况并非如此，管线在地下的形态是呈弯曲状的，根据两点生成三维管线时就可能出现管线碰撞的情况。因此，对基础二维管网数据进行处理，对三维管网模型进行碰撞检查都是构建完善精细的三维模型必不可少的步骤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排水管网的三维模型自动构建方法，该方法有利于提高三维管网的精度，构建真实合理的排水管网三维模型。本发明通过对二维管网数据进行空间拓扑检查以及属性拓扑检查，排除无用、错误数据，并为外业补测修改、内业复核提供依据，提高三维管网数据的准确性、完整性；通过对管点、管线的分布情况进行模拟，构建出地下管网三维模型；通过三维管网碰撞检查，为外业修测、内业复核提供依据，提高三维管网的精细度；通过对构建的三维管网进行渲染，提高三维管网使用的用户体验。

本发明提供一种地下管网的自动构建方法，包括如下步骤：

一种排水管网的三维模型自动构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

基础数据处理：获取管网的二维数据，将不同属性数据进行统一化处理，得到统一的二维属性数据并存储；

二维管网空间拓扑检查：检查二维管网数据库中二维管线和管点的空间关联关系，排除重合管点、孤立管点、重合管线、无管点管线；