地铁综合管线三维可视化方法技术

本发明专利技术公开的地铁综合管线三维可视化方法，首先从综合管线图纸中提取综合管线数据；其次根据得到的管线综合管线数据进行三维建模，将综合管线三维动态显示。本发明专利技术地铁综合管线三维可视化方法，其建模方法有数字化特性，可以在三维可视化管理系统中编辑；建立的三维管线模型用到的数据都是来自AutoCAD图纸，其数据都是真实可靠的；管线三数字模型在场景中的位置与管线在AutoCAD图纸中的位置信息对应；管线三维模型可配置、可更改、可管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地铁综合管线计算机相关应用
，涉及一种地铁综合管线的管理方法，具体涉及一种。
技术介绍
近年来，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高。我国大中城市的交通状况日渐紧张，道路交通条件不断恶化。人们逐步认识到只有发展以地下铁道为骨干的大运量快速公共交通系统才能解决城市客运交通紧张问题。而综合管线的设计在地铁车站的设计、施工及后期的运营维护过程中尤为重要。因此对地铁综合管线信息管理的需求也就更显得迫切。但目前还没有一种比较完善的针对地铁综合管线的信息管理系统，这就给日后的运营维护带来了很大麻烦，如果维护人员需要找到待维修或者改迁的管线，就必须先找到相应的地铁综合管线的最后施工图纸，然而维修人员有可能只找到待维修管线段的大致位置，而不能准确定位到待维修的位置，之后就只能人工的展开地毯式排查，这就浪费了大量的人力、物力，进而增加了运营维护的开支。为便于日后地铁综合管线的运营维护，必须有一种更为直观、更为形象的表现形式来描述地铁综合管线及它在地铁站中的空间位置，一种三维可视化综合管线信息管理系统应运而生。三维可视化系统就要求综合管线必须进行三维建模，目前三维建模的主流工具主要有Autodesk公司的3D Studio Max (简称3DS Max)和Maya，这两款软件都是世界顶级的三维动画制作软件，对建筑的三维建模也是相当出色。但考虑到建模工具建立的模型为静态模型，一旦建模完毕就不能在后期开发的系统中做管理，而三维可视化综合管线信息管理系统的管理对象是管线及其附属设备，因此管线的三维模型的建模必须数据化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地铁综合管线三维可视化管理方法，解决了现有地铁综合管线管理方法采用3DS Max和Maya建模，得到的模型是静态模型，存在的后期不好管理的问题。本专利技术所采用的技术方案是，，具体按照以下步骤实施步骤1 从综合管线图纸中提取综合管线数据；步骤2 根据步骤1得到的综合管线数据进行三维建模，将综合管线三维动态显示。本专利技术的特点还在于，其中的步骤2中的三维建模，具体按照以下步骤实施a:数据的结构化存储；b 坐标系转换、比例设定；c 场景三维建模；d:管线三维数字建模；e 场景模型和管线数字模型匹配；f:管线接口的生成。其中的步骤a中的数据的结构化存储，采用数据库与配置文件共同存储管线相关数据。其中的步骤b中的坐标系转换、比例设定，具体按照以下步骤实施在程序渲染场景时缩小了 100倍，即三维场景及管线与实际AutoCAD图纸的比例为1 100;数据的等价关系为X场景数据=0. OlX原数据，Y场景数据=0. OlZ原数据，Z场景数据=-0. OlY原数据。其中的步骤c中的场景三维建模，具体按照以下步骤实施首先将设置3Ds Max 环境的单位与AutoCAD图的单位一样，即按照1 1的比例尺进行建模；然后，在AutoCAD 工具中，打开平面图，删除标注线、填充、文字与房建信息无关的图元，图纸处理完毕后按照所需格式保存或者另存；然后将处理过的AutoCAD平面图导入3DsMAX中，在导入过程中选择默认导入选项，导入完毕后，进一步处理导入的平面图，删除在AutoCAD工具中忽略的无用的点或者线图元；处理完毕后，全选该平面图，通过3DsMax的移动工具，将此平面图的所在的二维坐标系原点与3Ds Max环境的原点重合，然后根据房建剖面图中的数据，使用3Ds Max工具中的挤出命令生成地铁场景的主体模型，利用3Ds Max工具的创建功能创建地板、 楼梯、柱子基础建模模型；场景模型采用纹理贴图技术，将实地探测获得的地铁车站场景图片处理制成标准贴图，然后将其贴到模型之上；最后将完成的地铁场景模型用3ds格式的文件保存，供OpenGL调用。其中的步骤d中的管线三维数字建模，具体按照以下步骤实施通过2D或3D图形程序接口三维渲染地铁站场景中的综合管线，并通过图形接口内置函数将管线平移、旋转到空间坐标数据指定的位置。其中的步骤e中的场景模型和管线数字模型匹配，具体按照以下步骤实施首先， 用图形接口函数OpenGL将建好的3DS场景模型导入到程序中，设置场景的坐标0点与数据提取时的坐标0点相对应，再将场景缩小一百倍，并将综合管线数字模型导入到场景中。其中的步骤f中的管线接口的生成，具体按照以下步骤实施对于圆柱体管线的拐角的平滑处理是，在接口处绘制一个与圆柱体半径同样大小半径的球体，从外面查看圆柱体管线接口处即呈现圆滑状；对于长方体管线的拐角的平滑处理是，已知两条管线的端点坐标，分别求出端点所在面的四个顶点坐标，再根据相邻的八个顶点坐标绘制出四个面， 四个面围成了一个六面体，模拟了现实中的长方体管线的接口对接，完成平滑过渡。本专利技术的有益效果是，1.模型数字化传统方式的3DS MAX等建模工具建立的模型是静态模型，一旦模型建立、渲染，便只能在三维可视化管理系统中漫游、查看，而不能做其他操作(如伸缩、 空间移动等)。本方法建立的模型具有数字化特性，可以在三维可视化管理系统中编辑；2.数据真实性用本方法建立的三维管线模型用到的数据都是来自AutoCAD图纸，其数据都是真实可靠的；3.地铁场景模型和管线模型的坐标统一性由本方法建立的管线三维模型在场景中的空间位置与AutoCAD图中的管线数据相对性，即管线三数字模型在场景中的位置与管线在AutoCAD图纸中的位置信息对应；4.地铁场景建模和管线三维建模分离由于地铁场景一旦建立就不需要管理，它只是作为三维管线的一种空间位置参考，因此地铁场景的建模可以由传统的方法完成，即用3DS MAX建模工具建模；而管线信息需要管理，不能用建模工具建立，必须数字化建模， 即用提取到的空间数据生成；5.管线三维模型可配置、可更改、可管理本方法建立的管线三维模型，其数据存储于配置文件中，对文件中数据的修改就可以实现对管线模型的修改。附图说明图1是本专利技术方法中建模的流程图；图2是本专利技术方法中建模的数据结构图；图3是本专利技术方法中建模坐标转换示意图；图4是本专利技术方法中地铁三维场景建模过程图；图5是本专利技术方法中圆柱体管线初始位置和目标位置的空间几何模型图；图6是本专利技术方法中圆柱体管线变换过程的空间几何模型图；图7是本专利技术方法中圆柱体管线接口处理方法示意图；图8是本专利技术方法中长方体管线接口处理方法示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。步骤1 从综合管线AutoCAD图纸中提取综合管线数据；步骤2 根据步骤1得到的管线综合管线数据进行三维建模，将综合管线三维动态展示出来进行管理。如图1所示，首先从配置文件中读取数据，获得管线的空间信息；并判断管线类型，如果是圆管就绘制圆柱体管线模型，如果是方管就绘制长方体管线模型；再根据该管线的空间位置信息将初始的管线模型移动、旋转到目标位置。这就是管线数字化建模的基本流程。三维建模具体按照以下步骤实施a:数据的结构化存储考虑到管线渲染的速度，本方法采用数据库与配置文件共同存储管线相关数据。 与管线三维渲染相关的数据存储到XML配置文件中，管线渲染不直接用到的属性数据存储到数据库中。这样存储的特点是，既结合了 XML配置文件小巧、便捷、读写快等特性，又考虑到数据库的通用性和安全性等特性。数据存储结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．地铁综合管线三维可视化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤１：从综合管线图纸中提取综合管线数据；步骤２：根据步骤１得到的综合管线数据进行三维建模，将综合管线三维动态显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黑新宏，金英珠，王晓帆，张鹏飞，赵凯，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：87