城市地下管网三维精细化建模与实现

城市地下管网三维精细化建模与实现

姚蕴斯

姚蕴斯广州绘宇智能勘测科技有限公司广东广州510000

摘要：城市地下管网是城市赖以生存和发展的物质基础，建成完善的城市地下管网数据库和信息管理系统显得尤为重要。因此，基于城市地下管网的三维信息系统应运而生。本文论述了地下管网三维数据处理与存储设计，介绍了地下管网三维精细化模型构建方法和效果，一定程度上提高了城市地下管网三维可视化的逼真程度。

关键词：地下管网；三维；建模；Sweep；Mesh；效果

1引言城市地下管网由给水、排水、燃气、热力、电力、电信管网等组成，各类管网纵横交错地分布在城市地下空间，构成了复杂的地下管网空间体系。随着信息社会的飞速发展，清楚的了解掌控城市地下管网情况，可为城市的有效规划、系统性建设和高效管理提供有力的决策支持。而传统二维地下管网管理信息系统有着空间表现能力差[1]、空间查询分析功能缺乏、交互性差等局限性，因此城市地下管网三维信息系统是管网系统发展的一个新方向。下面就城市地下管网三维精细化建模与实现进行探讨。

2管网三维数据处理与存储设计2.1数据处理要建立管网的三维系统，那么必须以规范准确的信息数据为参照，所以在对管网进行建模前就要根据这些数据理清管网和建筑相互之间的关系，此外还包括规范性的参数、拓扑等，其主要的检查内容在下表中表示。

表1检查内容

以上数据在表格中列出，此外包括的数据还有图片的存储以及相关演示文档的应用，可以有效增加动画视觉上的效果。

3精细化建模研究在对管网进行建模时不但要对固态的模型进行充分的考虑，还要对动态模型进行考虑，这就是与其他的三维系统区别最大的地方。固态建模也就是通过3DMax以1：1的比例做的模型，包括电杆或是阀门等，动态的则表示随属性比较大并且根据管点尺寸大小如弯头、三通等。本文主要是对动态的模型所需要的建模方式以及相关技术进行探讨。

3.1Sweep+Mesh方法很多的管网体都输于比较规则的圆筒，可以将管网那个看作是连接直管以及直管之间的两部分构成，它们的几何属性可以通过长度、位置等方面的参数进行准确的计算和测量。而三维建模可以采用重建的形式进行，其中出现的问题则是通过管网的中心线相关的坐标情况如何对其表面顶端的坐标进行准确的计算，这个问题的难度在其表面具有转折处，要充分对其进行考虑。通过Sweep+Mesh可以对其表面的转折处做有效的拼接，也就是把管网当作是连续画面，连接中心线并在段点上建立坐标从而对相应的表面定点坐标进行计算，于是形成了连续性比较强的网格。

Sweep则是在计算机绘图中比较常用的一种手段，通过这种手段建模的方式首先就要确定截面与轨迹线，随后根据轨迹线的情况对截面进行扫描，逐渐形成模型。用户可以根据自己的意愿指定截面以及轨迹线的形状，所以采用这种造型的方式具有很高的灵活性。它是面、点和边的集合，其定义包括了多面体，也就是包括四边形片或是三角形片的各种多边形片组成，同时它还是一种较好的表达方式，采用各种多边形面片对曲表面进行表达，随即生成Sweeo模型，并由截面在轨迹线的运动过程计算出定点的具体坐标，具体情况由下图所示。

5结束语由上述情况可知，地下管网如今已成为了城市生存与发展的重要物质基础，其追求精细的建模必须引起人们足够的重视。大量的历史经验和实践证明，采用地下管网精细化的三维建模方式是具有可靠性的，能够为人们展示更多的空间特性，使内部表达更加准确，全面地展现模型的内部信息。

参考文献：[1]扈震；徐狮.地下管网设施三维精细化模拟技术研究[J].中国给水排水，2012（17）.[2]毕天平；孙立双；钱施光.城市地下管网三维整体自动建模方法[J].地下空间与工程学报，2013（S1）.