基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法技术

本发明专利技术为基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，涉及三维模型构建领域，其特征在于，该方法包括如下步骤：构建和存储管网几何体对象；创建三维空间索引及空间体查询；创建三维分页索引；基于显示控制脚本的二三维一体化分级显示。本发明专利技术优点为：可实现采用体对象的方式描述管网实际建设情况，更加准确并贴合实际；根据管点和管线的几何位置信息、属性信息和关联信息进行参数化建模，将几何体对象生成三维模型并进行共享，减少数据量，提升读取效率；对管点和管线创建三维空间索引，提高空间体查询的速度。提高空间体查询的速度。

【技术实现步骤摘要】
基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法


[0001]本专利技术涉及三维模型构建领域，特别涉及一种采用体对象的方式描述管网实际建设情况，更加准确并贴合实际；根据管点和管线的几何位置信息、属性信息和关联信息进行参数化建模，将几何体对象生成三维模型并进行共享，减少数据量，提升读取效率；对管点和管线创建三维空间索引，提高空间体查询的速度；对管线创建两级分页索引，一级采用三维分页索引，二级采用合并主干管线的二维分页索引，支持管线在场景中二三维显示的快速转换；支持显示控制脚本对场景管点和管线的显示情况进行设置，实现特定高度和距离时管点和管线的二维显示、三维显示和不显示以及各种显示状态的设置的基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法

技术介绍

[0002]参数化建模是在20世纪80年代末逐渐占据主导地位的一种计算机辅助设计方法，是参数化设计的重要过程。在参数化建模环境里，零件是由特征组成的。特征可以由正空间或负空间构成。正空间特征是指真实存在的块(例如，突出的凸台)，负空间特征是指切除或减去的部分。
[0003]参数化建模技术在辅助建筑设计上的应用越来越广泛，其发展时间短暂，发展速度却令人叹为观止，目前在建或已建成的各种形态各异的建筑或多或少都有参数化软件的设计辅助。在各种常用的参数化辅助设计软件当中，Rhinoceros和Grasshopper组成的参数化设计平台是目前最为流行、使用得最为广泛的一套设计平台，这主要得益于Rhinoceros建模软件强大的造型能力和Grasshopper独特的可视化编程建模方式。目前，国内在相关技术上的水平相对落后，许多大型项目需要国外相关团队的参与才能顺利完成。
[0004]目前尚未有一种可实现采用体对象的方式描述管网实际建设情况，更加准确并贴合实际；根据管点和管线的几何位置信息、属性信息和关联信息进行参数化建模，将几何体对象生成三维模型并进行共享，减少数据量，提升读取效率；对管点和管线创建三维空间索引，提高空间体查询的速度；对管点创建三维分页索引时采用聚类的方式计算三维分页索引编码，提高渲染时读取分页索引的效率；对管线创建两级分页索引，一级采用三维分页索引，二级采用合并主干管线的二维分页索引，支持管线在场景中二三维显示的快速转换；支持显示控制脚本对场景管点和管线的显示情况进行设置，实现特定高度和距离时管点和管线的二维显示、三维显示和不显示以及各种显示状态的设置基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，本专利技术方法可实现采用体对象的方式描述管网实际建设情况，更加准确并贴合实际；根据管点和管线的几何位置信息、属性信息和关联信息进行参数化建模，将几何体对象生成三维模型并进行共享，减少数据量，提升读取效率；对管点和管线创建三维空间索引，提高空间体查询
的速度；对管点创建三维分页索引时采用聚类的方式计算三维分页索引编码，提高渲染时读取分页索引的效率；对管线创建两级分页索引，一级采用三维分页索引，二级采用合并主干管线的二维分页索引，支持管线在场景中二三维显示的快速转换；支持显示控制脚本对场景管点和管线的显示情况进行设置，实现特定高度和距离时管点和管线的二维显示、三维显示和不显示以及各种显示状态的设置。
[0006]本专利技术提供基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其中该方法包括如下步骤：
[0007]构建和存储管网几何体对象：创建管网数据集，根据管点的连通性信息和管线的管径信息确定并构建基础部件几何体对象，读取管点和管线的属性信息构建管点几何体对象和管线几何体对象并存储在管点要素类和管线要素类中，将内、外壁纹理存储在纹理库中；
[0008]创建三维空间索引及空间体查询：根据管点几何体对象的范围和空间参考信息计算管点三维空间索引网格编码并进行存储；根据管线几何体对象的范围和空间参考信息计算管线三维空间索引网格编码集合并进行存储；绘制查询几何体确定三维空间关系类型，获取查询几何体的三维空间索引网格，根据查询几何体的三维空间索引网格集合和三维空间关系类型构建查询语句筛选几何体对象，将筛选出的几何体对象进行三维空间关系判断；
[0009]创建三维分页索引：根据管点要素类中管点几何体对象的中心点位置聚类计算管点三维分页索引网格编码；根据管线要素类中所有管线几何体对象的范围和空间参考信息计算管线一级分页索引网格编码并进行存储；对主干管线进行合并处理，将管径信息相同的主干管线上的多个管线几何体，计算合并后的二维管线几何对象的分页索引网格编码；
[0010]基于显示控制脚本的二三维一体化分级显示：创建显示控制脚本并设置二三维一体化分级显示参数，对二维管点几何对象和二维管线几何对象进行调度，根据显示控制脚本对调度后的二维管点几何对象和二维管线几何对象进行显示、隐藏；对三维管点几何体对象和三维管线几何体对象进行调度，根据几何体对象参数构建三维模型，根据显示控制脚本对三维管点模型和三维管线模型进行显示、隐藏。
[0011]本专利技术提供基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其中所述构建和存储管网几何体对象包括如下步骤：
[0012]创建管网数据集：对管网数据集进行创建；
[0013]构建基础部件几何体对象：根据部件中心点几何位置，关联部件几何位置和尺寸进行组合从而构建基础部件几何体对象；
[0014]构建和存储管点几何体对象：根据管点的连通性信息确定管点基础部件几何体对象类别，根据管点的几何位置、关联管线的管径信息和高程信息、关联管点的高程信息构建管点基础部件几何体对象，读取管点的附属物信息、特征信息、管线类别信息、内、外壁纹理信息、内、外壁颜色信息构建管点几何体对象并存储在管点要素类中；
[0015]构建和存储管线几何体对象：根据管线的管径信息确定管线基础部件几何体对象类别，根据管线的起始点几何位置和终止点几何位置构建管线基础部件几何体对象，读取管线的流向信息、管线类别信息、内、外壁纹理信息、内、外壁颜色信息构建管线几何体对象并存储在管线要素类中；
[0016]存储纹理库：对管点几何体对象和管线几何体对象的内、外壁纹理进行存储至纹理库中。
[0017]本专利技术提供基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其中所述创建三维空间索引及空间体查询包括如下步骤：
[0018]创建三维空间索引：根据管点要素类中所有管点几何体对象的范围和空间参考信息计算管点三维空间索引网格编码并进行存储；根据管线要素类中所有管线几何体对象的范围和空间参考信息计算管线三维空间索引网格编码集合并进行存储；
[0019]空间体查询：绘制查询几何体确定三维空间关系类型，获取查询几何体的三维空间索引网格；根据查询几何体的三维空间索引网格集合和三维空间关系类型构建查询语句筛选几何体对象；将筛选出的几何体对象进行三维空间关系判断。
[0020]本专利技术提供基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其中所述创建三维空间索引包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：构建和存储管网几何体对象：创建管网数据集，根据管点的连通性信息和管线的管径信息确定并构建基础部件几何体对象，读取管点和管线的属性信息构建管点几何体对象和管线几何体对象并存储在管点要素类和管线要素类中，将内、外壁纹理存储在纹理库中；创建三维空间索引及空间体查询：根据管点几何体对象的范围和空间参考信息计算管点三维空间索引网格编码并进行存储；根据管线几何体对象的范围和空间参考信息计算管线三维空间索引网格编码集合并进行存储；绘制查询几何体确定三维空间关系类型，获取查询几何体的三维空间索引网格，根据查询几何体的三维空间索引网格集合和三维空间关系类型构建查询语句筛选几何体对象，将筛选出的几何体对象进行三维空间关系判断；创建三维分页索引：根据管点要素类中管点几何体对象的中心点位置聚类计算管点三维分页索引网格编码；根据管线要素类中所有管线几何体对象的范围和空间参考信息计算管线一级分页索引网格编码并进行存储；对主干管线进行合并处理，将管径信息相同的主干管线上的多个管线几何体，计算合并后的二维管线几何对象的分页索引网格编码；基于显示控制脚本的二三维一体化分级显示：创建显示控制脚本并设置二三维一体化分级显示参数，对二维管点几何对象和二维管线几何对象进行调度，根据显示控制脚本对调度后的二维管点几何对象和二维管线几何对象进行显示、隐藏；对三维管点几何体对象和三维管线几何体对象进行调度，根据几何体对象参数构建三维模型，根据显示控制脚本对三维管点模型和三维管线模型进行显示、隐藏。2.根据权利要求1所述的基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其特征在于，所述构建和存储管网几何体对象包括如下步骤：创建管网数据集：对管网数据集进行创建；构建基础部件几何体对象：根据部件中心点几何位置，关联部件几何位置和尺寸进行组合从而构建基础部件几何体对象；构建和存储管点几何体对象：根据管点的连通性信息确定管点基础部件几何体对象类别，根据管点的几何位置、关联管线的管径信息和高程信息、关联管点的高程信息构建管点基础部件几何体对象，读取管点的附属物信息、特征信息、管线类别信息、内、外壁纹理信息、内、外壁颜色信息构建管点几何体对象并存储在管点要素类中；构建和存储管线几何体对象：根据管线的管径信息确定管线基础部件几何体对象类别，根据管线的起始点几何位置和终止点几何位置构建管线基础部件几何体对象，读取管线的流向信息、管线类别信息、内、外壁纹理信息、内、外壁颜色信息构建管线几何体对象并存储在管线要素类中；存储纹理库：对管点几何体对象和管线几何体对象的内、外壁纹理进行存储至纹理库中。3.根据权利要求1所述的基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其特征在于，所述创建三维空间索引及空间体查询包括如下步骤：创建三维空间索引：根据管点要素类中所有管点几何体对象的范围和空间参考信息计算管点三维空间索引网格编码并进行存储；根据管线要素类中所有管线几何体对象的范围和空间参考信息计算管线三维空间索引网格编码集合并进行存储；
空间体查询：绘制查询几何体确定三维空间关系类型，获取查询几何体的三维空间索引网格；根据查询几何体的三维空间索引网格集合和三维空间关系类型构建查询语句筛选几何体对象；将筛选出的几何体对象进行三维空间关系判断。4.根据权利要求3所述的基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其特征在于：所述创建三维空间索引包括如下步骤：创建管点三维空间索引：根据管点要素类中所有管点几何体对象的范围确定管点三维空间索引网格值Lsp，其中，GJ为管点几何体存储的柱体几何体对象集合和方体几何体对象集合的所有管径值，min为最小值，max为最大值，N为所有的管点几何体存储的柱体几何体对象集合的个数和方体几何体对象集合的个数总和；根据空间参考信息确定管点三维空间索引的起始点(CsX，CspY，CspZ)和管点三维空间索引网格值Lsp计算管点三维空间索引网格编码(BspX，BspY，BspZ),索引网格值Lsp计算管点三维空间索引网格编码(BspX，BspY，BspZ),索引网格值Lsp计算管点三维空间索引网格编码(BspX，BspY，BspZ),其中，X、Y、Z为管点几何体的中心点几何坐标，CspX，CspY，CspZ为网格起始点坐标，Lsp为网格值；每个管点几何体有且仅有一个三维空间索引网格编码，对管点几何体的空间索引网格编码信息和几何位置信息进行存储；创建管线三维空间索引：根据管线要素类中所有管线几何体对象的范围确定管线三维空间索引网格值Lsl，Lsl＝(avg(LengthX)+avg(LengthY)+avg(LengthZ))
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2其中，LengthX、LengthY、LengthZ为管线几何体在X、Y、Z方向上的长度，avg为平均值；根据空间参考信息确定管线三维空间索引的起始点(CslX，CslY，CslZ)和管线三维空间索引网格值Lsl计算管线三维空间索引网格编码集合{BslX，BslY，BslZ}；每个管线几何体的三维空间索引网格编码集合有一个或者多个，对管线几何体的三维空间索引网格编码集合信息和外包范围几何位置信息进行存储。5.根据权利要求3所述的基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其特征在于：所述空间体查询包括如下步骤：获取查询几何体的三维空间索引网格：绘制查询几何体确定三维空间关系类型，根据查询几何体的外包范围和管点三维空间索引的起始点位置、网格尺寸确定查询几何体所覆盖的管点三维空间索引网格集合，根据查询几何体的外包范围和管线三维空间索引的起始点位置、网格尺寸确定查询几何体所覆盖的管线三维空间索引网格集合；
筛选几何体对象：根据查询几何体的管点三维空间索引网格集合和三维空间关系类型构建查询语句对管点要素类进行查询，初步筛选出管点几何体对象；根据查询几何体的管线三维空间索引网格集合和三维空间关系类型构建查询语句对管线要素类进行查询，初步筛选出管线几何体对象；三维空间关系判断：将筛选出的管点几何体对象和查询几何体进行三维空间关系判断，将判定为是的管点几何体对象集合加入查询结果集合中；将筛选出的管线几何体对象和查询几何体进行三维空间关系判断，将判定为是的管线几何体对象加入查询结果集合中。6.根据权利要求1所述的基于体对象的管网模型参数化建模及高效显示方法，其特征在于，所述创建三维分页索引包括如下步骤：创建管点三维分页索引：根据管点要素类中管点几何体对象的中心点位置聚类计算管点三维分页索引网格编码；创建管线一级分页索引：根据管线要素类中所有管线几何体对象的范围确定管线一级分页索引网格值Lrl，其中，X、Y、Z为管线几何体中心点的几何位置坐标，N为管线几何体的个数，根据空间参考确定管线一级分页索引的起始点(CrlX，CrlY，CrlZ)，和管线一级分页索引网格值Lrl计算管线一级分页索引网格编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈美岑，高健，黄恩兴，蔡红，周培龙，江谋美，张真真，
申请(专利权)人：星际空间天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：