[发明专利]一种三维GIS系统中的杆塔参数化建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及架空输电线路领域，具体涉及一种三维GIS系统中的杆塔参数化建模方法。

背景技术

架空输电线路设计采用二维资料开展，信息不直观，表达效果差，利用虚拟现实技术，根据设计图建立杆塔的三维模型，可显著提高输电线路设计质量。

目前，输电线路杆塔大多采用图形化建模的方法，，选用3DS MAX软件进行手工建模，建模环境稳定，功能强大，操作方便，同时模型与AutoCAD兼容，提供了多种数据导出格式，但手工建模存在效率低，建模质量因人而异、成果不易检查和修改的缺陷。在目前常规的参数化建模技术中，通过对参数化的截面进行布尔运算，实现杆塔构件基本截面的定义，采用移动、复制、拉伸、渐变等方法实现杆塔三维建模，但是模型精度、贴图及渲染效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种三维GIS系统中的杆塔参数化建模方法，该方法使设计、审核人员能够在设计阶段全面、系统、直观地预演输电线路建成后的工程效果，实现输电线路杆塔在GIS平台中的三维显示；利用该方法建立的杆塔三维模型可支持工程全寿命周期内的共享及应用，并利用三维GIS将杆塔与地形、地貌进行无缝集成；实现三维几何模型与参数信息的有机集成与同步更新，实现杆塔三维模型的最优化。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种三维GIS系统中的杆塔参数化建模方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1.分解杆塔结构，得到杆塔建模用组件；

步骤2.确定所述组件的建模用参数，定位所述组件并确定所述组件的建模操作；

步骤3.根据所述组件及其建模操作，在三维GIS系统中对杆塔进行参数化建模。

优选的，所述步骤1包括：

1-1.根据所述杆塔上的各组成部件的相似性将杆塔结构进行逻辑层分解及物理层分解，分别得到逻辑层及物理层的父类组件；

1-2.将分解后的所述逻辑层及物理层下的各所述父类组件细分为子类组件集合。

优选的，所述1-1中的所述逻辑层的父类组件包括：塔头、塔身及塔腿；所述物理层的父类组件包括：主材、斜材、辅材及连接件。

优选的，所述1-2包括：

将所述逻辑层的各父类组件及所述物理层的各父类组件均细分为子类组件集合，所述子类组件集合中均包括角钢、连接板、垫板及螺栓。

优选的，所述步骤2包括：

2-1.确定各所述组件的基本参数，所述基本参数包括位置参数、朝向参数及纹理等参数；

2-2.根据各所述组件的基本参数，对各所述组件进行定位及映射；

2-3.确定各所述组件的组合参数，所述组合参数包括特征操作参数及模型特征参数；

2-4.对所述组合参数进行计算，确定所述组件的建模操作。

优选的，所述2-2包括：

根据各所述组件的所述位置参数及朝向参数，在杆塔拼接场景中定位各所述组件；

根据各所述组件的所述纹理参数，对各所述组件进行纹理映射。

优选的，所述2-4包括：分别计算所述特征操作参数及所述模型特征参数，确定所述组件的建模操作；

所述计算所述特征操作参数包括布尔运算、规则分布、图元构建及扫描体；

所述计算所述模型特征参数包括特征几何计算、特征标量计算和特征矢量计算；

其中，所述布尔运算为进行交叉并的运算；

所述规则分布包括点组合运算、线插入运算和面插入运算；

所述图元构建包括对规则图元进行构建及对不规则图元进行构建；

所述扫描体包括截面放样、体放样、曲面放样及扭曲放样操作。

优选的，所述步骤3包括：

3-1.根据所述组件及其建模操作，在三维GIS系统中创建组件实体及所述组件实体的数据块，并注册所述组件实体；

3-2.设置杆塔模型结构；

3-3.逐层重载杆塔模型中所述组件的绘制函数；

3-4.重载是组件实体的消息响应函数，完成对杆塔的参数化建模。

优选的，所述步骤3-1包括：

根据所述组件及其建模操作，利用格网的数据结构，在三维GIS系统中创建组件实体及所述组件实体的数据块，并注册所述组件实体；

其中，所述格网的数据结构包括成员变量及成员函数；所述成员变量包括节点、面及纹理通道；所述成员函数包括坐标等法向量平滑及纹理贴图。