基于结构化数据的三维管网单体查询方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电数字数据处理中的数据查询技术领域，公开一种基于结构化数据的三维管网单体查询方法及系统，以实现对管道单体的查询并提高查询效率。方法包括：将三维管道之间的结构关系简化为三维管道中心线之间的拓扑关系；按覆盖范围将区域内的至少两段三维管道构建在同一个三维管道模型中；在三维管网GIS系统中，用户通过鼠标点击需要查询的管道段；获取鼠标的位置，并筛选出鼠标附近预设范围内的三维管道中心线；计算所筛选出的各三维管道中心线与鼠标之间的最短距离，并从最短距离小于或等于相对应管道半径的三维管道中心线中确定最短距离最小值所对应管道为用户查询的目标管道单体，然后读取该目标管道单体的第二属性数据并显示。性数据并显示。性数据并显示。

【技术实现步骤摘要】
基于结构化数据的三维管网单体查询方法及系统


[0001]本专利技术涉及电数字数据处理中的数据查询
，尤其涉及一种基于结构化数据的三维管网单体查询方法及系统。

技术介绍

[0002]市管网具有以下特点：（1）规模大。单个工厂或者独栋建筑物的管网就可能超过万段，一个中小城市的管网规模可以说是海量的。（2）范围广。2019年中国城市人工煤气管网长度10915公里；城市天然气管网长度767946公里；城市液化石油气管网长度4452公里；城市排水管网长度743982公里；城市集中供热管网长度392917公里；城市供水管网长度920082公里。（3）种类多。城市管网包括供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等8大类20余种。（4）空间分布复杂。为了节约建设成本以及建设占地，不同的管网会共用同一地下通道或者空中架空通道空间，从而使得管网在空间上形成复杂的交错布局。（5）变化快。随着时间的推移，管网会出现腐蚀老化、大雨内涝、路面坍塌、管线泄漏爆炸等问题，因此，老旧管网需要不断维护与更新。
[0003]管网数据结构具有以下特点：（1）横截面形状规则。管网的横截面形状一般为圆形和极少数的其他形状。（2）存在空间拓扑关系。管网是由线状和点状空间实体组成，必然存在线
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线拓扑关系和点
‑
线拓扑关系。
[0004]针对管网的以上特点，城市管网系统的建设已经从传统二维平面管网系统转变为三维立体智慧管网系统。三维管网模型是智慧管网系统中最重要的内容，通过使用三维引擎渲染工具对模型进行可视化表达，达到管网数据的可视化分析与查询。在三维智慧管网系统中，管网单体对象的查询功能是整个系统中最核心的功能之一。现有三维管网系统对管网单体对象的查询算法建立在三维管网模型单体化建模的前提下。实现的方式是：根据查询业务的精细程度要求，预先在三维建模软件中（如3dMax，Sketchup，AutoCAD等）将三维管网模型进行单体化建模，然后再通过鼠标拾取模型功能来查询单体管线模型，然后从选中的单体模型中读取出与该模型关联好的属性数据，最后使用高亮的方式重新渲染该单体模型。
[0005]这种方法虽然能实现单体化查询，但有以下几个缺点：（1）模型碎片化，不利于管理。为了单体对象查询而不得不需要把整根管道进行人为分段，管网建模时必须为整个范围内的管网进行单体化建模，也就是管网分段建模，这样大场景中碎片模型会很多，不利于模型数据的管理与维护。（2）模型修改的流程繁琐：模型修改需要把原有模型拆分后再添加和组装新模型，同时还需要为新增或拆分的模型重新关联属性信息，最后处理模型的三维拓扑关系。（3）业务属性的关联困难。现有三维管网模型文件都不能直接在模型中关联属性，碎片化的模型会使得属性挂接工作变得庞大而且复杂。
[0006]针对上述三维管网模型查询方法的不足，本专利技术充分利用三维管网数据的结构特征（主要是管网横截面图形的规则性），提出了一种基于结构化数据的三维管网单体查询方法及系统，通过实践证明，该算法能有效地解决了上述缺点。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于公开一种基于结构化数据的三维管网单体查询方法及系统，以实现对管道单体的查询并提高查询的效率。
[0008]为达上述目的，本专利技术公开一种基于结构化数据的三维管网单体查询方法，包括：将三维管道之间的结构关系简化为三维管道中心线之间的拓扑关系；按覆盖范围将区域内的至少两段三维管道构建在同一个三维管道模型中，确定该三维管道模型中各段的三维管道中心线的第一属性和第二属性，其中，同一段管道的管道半径相等，且各段三维管道中心线的第一属性包括管道半径值、起点和终点的三维坐标，以及在该起点与该终点之间连接线的三维空间分布规律，各段三维管道中心线的第二属性包括根据相应查询请求所对应显示的查询结果信息；根据管辖的各个三维管道中心线的第一属性数据生成该三维管道模型；将生成的该三维管道模型与所覆盖的三维管道中心线的第一属性和第二属性数据一起导入三维管网GIS系统中；在所述三维管网GIS系统中，用户通过鼠标点击需要查询的管道段；获取鼠标所在P点的位置信息，并根据各段三维管道中心线的第一属性初步筛选出距离P点预设范围内的三维管道中心线；分别计算初步筛选出的各三维管道中心线与P点之间的最短距离，并筛选出所述最短距离小于或等于相对应管道半径的三维管道中心线以实现二次筛选，最后将二次筛选后的三维管道中心线中所述最短距离最小值所对应管道确定为用户查询的目标管道单体，然后读取该目标管道单体所对应管道中心线的第二属性数据并显示在所述三维管网GIS系统中。
[0009]优选地，本专利技术方法还包括：将三维管道与阀门之间的结构关系简化为点与三维管道中心线之间的关系。
[0010]优选地，本专利技术各段三维管道中心线的第一属性还包括：X轴的最大值和最小值，Y轴的最大值和最小值以及Z轴的最大值和最小值；在筛选距离P点预设范围内的三维管道中心线的过程中，所述方法还包括：在所述三维管网GIS系统中，确定所有三维管道中心线中最大的管道半径值M；获取鼠标所在P点的X轴坐标X1、Y轴坐标Y1及Z轴坐标Z1，将距离P点预设范围内的X轴的范围设置确定为【X1‑
M，X1+M】，Y轴的范围设置为【Y1‑
M，Y1+M】，Z轴的范围设置为【Z1‑
M，Z1+M】；将X轴的最大值和最小值与【X1‑
M，X1+M】存在交集、Y轴的最大值和最小值与【Y1‑
M，Y1+M】存在交集、且Z轴的最大值和最小值与【Z1‑
M，Z1+M】存在交集的三维管道中心线确定为距离P点预设范围内初步筛选出的三维管道中心线。
[0011]优选地，本专利技术在计算所筛选出的各三维管道中心线与P点之间的最短距离之前，先判断该鼠标点位置基于所述最大的管道半径值M所延伸的范围内是否存在断点，如果不存在，则按管道半径从大到小的顺序逐一计算初步筛选出的三维管道中心线是否为所述最短距离小于或等于相对应管道半径的三维管道中心线，当查询到任意一条三维管道中心线满足所述二次筛选所对应条件后，直接将满足所述二次筛选所对应条件的三维管道中心线确定为该目标管道单体所对应管道中心线。
[0012]优选地，本专利技术方法还包括：获取增加管道请求；设置所增加管道的三维管道中心线的第一属性和第二属性，将所增加管道的增量模型叠加原来的三维管道模型上，并在相关联三维管道中心线对应的更新位置增加相对应的断点信息。
[0013]优选地，本专利技术方法还包括：获取增加阀门请求；将所增加阀门的增量模型叠加原来的三维管道模型上，并在相关联三维管道中心线对应的更新位置增加相对应的断点信息。
[0014]优选地，本专利技术在读取该目标管道单体的第二属性数据并显示在所述三维管网GIS系统中时，还包括：将所查询的该目标管道单体显示为区分于其他邻接管道的三维管道半透明示意模型。
[0015]为达上述目的，本专利技术还公开一种基于结构化数据的三维管网单体查询系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于结构化数据的三维管网单体查询方法，其特征在于，包括：将三维管道之间的结构关系简化为三维管道中心线之间的拓扑关系；按覆盖范围将区域内的至少两段三维管道构建在同一个三维管道模型中，确定该三维管道模型中各段的三维管道中心线的第一属性和第二属性，其中，同一段管道的管道半径相等，且各段三维管道中心线的第一属性包括管道半径值、起点和终点的三维坐标，以及在该起点与该终点之间连接线的三维空间分布规律，各段三维管道中心线的第二属性包括根据相应查询请求所对应显示的查询结果信息；根据管辖的各个三维管道中心线的第一属性数据生成该三维管道模型；将生成的该三维管道模型与所覆盖的三维管道中心线的第一属性和第二属性数据一起导入三维管网GIS系统中；在所述三维管网GIS系统中，用户通过鼠标点击需要查询的管道段；获取鼠标所在P点的位置信息，并根据各段三维管道中心线的第一属性初步筛选出距离P点预设范围内的三维管道中心线；分别计算初步筛选出的各三维管道中心线与P点之间的最短距离，并筛选出所述最短距离小于或等于相对应管道半径的三维管道中心线以实现二次筛选，最后将二次筛选后的三维管道中心线中所述最短距离最小值所对应管道确定为用户查询的目标管道单体，然后读取该目标管道单体所对应管道中心线的第二属性数据并显示在所述三维管网GIS系统中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将三维管道与阀门之间的结构关系简化为点与三维管道中心线之间的关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各段三维管道中心线的第一属性还包括：X轴的最大值和最小值，Y轴的最大值和最小值以及Z轴的最大值和最小值；在筛选距离P点预设范围内的三维管道中心线的过程中，所述方法还包括：在所述三维管网GIS系统中，确定所有三维管道中心线中最大的管道半径值M；获取鼠标所在P点的X轴坐标X1、Y轴坐标Y1及Z轴坐标Z1，将距离P点预设范围内的X轴的范围设置确定为【X1‑
M，X1+M】，Y轴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高斌，刘文彬，
申请(专利权)人：中大检测湖南股份有限公司，
类型：发明
国别省市：