城市地下管线系统中的可视化研究

摘要

城市地下管线历来是城市的“血管”和“神经”，是城市各功能区有机连接和运转的“生命线”。随着GIS在行业应用中的快速发展，人们越来越多地要求从真三维空间来分析处理问题，三维GIS相比于二维GIS的优势表现为，更完整、直观、逼真地描述现实世界。三维地下管线系统，作为“智慧城市”研究的重要组成部分，能直观地描述管网的三维特征和管线间的空间关系，能真实地反映地下管网的空间分布状态，可使系统的直观性和可操作性得到很大改观。
　　本文对地下管线的可视化研究分为两部分，即几何建模与行为建模。几何建模研究管线的几何与形状的表示，即图形数据结构的基本问题;行为建模模拟管线事故中水管、燃气管线爆炸现象，表示物体的行为与运动状态。在根据现有管线可视化系统的工作基础上，本文主要完成如下工作:
　　首先，本文遵循城市地下管线技术规范的要求，完成对管线数据的入库的质量检查，并分析了管线可视化系统中不可缺少的建筑物、管线附属物的建模技术，采用VirtualPlanetBuilder构建了系统所需的数字高程模型。
　　其次，管线几何建模部分主要分为管线和管点自动建模技术，如方管、圆管、连接点。粒子系统作为模拟不规则物体的最成功的一种图形生成算法，为模拟不规则物体提供了有效的技术手段。管线可视化系统中的行为建模指的是对常见的管线事故中的爆管现象进行模拟，论文中采用OpenSceneGraph中的Billbord技术，综合考虑流体力学中的粒子内作用力与风等外作用力对粒子系统的影响，对城市地下管线爆管事故进行模拟，增强了场景的真实感效果。
　　最后，在Vistual C++2010开发环境下，通过OpenSceneGraph三维渲染引擎，完成管线可视化系统中的地形透明、管线自动建模、管线查询、颜色配置、爆管模拟等功能模块。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景和研究意义

1．2 国内外研究现状与发展趋势

1．3 主要研究内容和论文组织结构

2 城市地下管线数据库设计

2．1 城市地下管线的分类

2．2 系统需求数据分析

2．3 系统数据库设计

2．4 本章小结

3 OSG在城市地下管线系统中的应用

3．1 OSG简介

3．2 三维管线系统基础建模可视化

3．3 管线、管点的三维绘制技术

3．4 粒子系统在管线系统中的应用研究

3．5 本章小结

4 城市地下管线可视化系统的设计与实现

4．1 整体设计

4．2 系统实现

4．3 本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献