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  • cesium与三维管线

    Cesium从入门到放弃---三维地下管线的构建:https://xiaozhuanlan.com/topic/9527136408

     C2——cesium加载城市级三维管网模型的方案:https://blog.csdn.net/qq_24641385/article/details/107150743

    基于cesium的三维管线系统综述:https://blog.csdn.net/xiaokcehui/article/details/113830217

    面向城市管网网络三维GIS关键技术与实现:

    城市管网作为城市重要的基础设施之一,承担着人民生活所必需的物质能量传输工作,被称为城市的"生命线"。紧随智慧城市快速的建设步伐,针对管网的三维管网信息系统在城市的管理和应急中发挥着举足轻重的作用。

    但是传统的网络管网系统多依赖插件且存在浏览器兼容差等缺点,无法满足多数用户对网络三维管网轻便性和实时性的要求。随着互联网技术和高性能计算机硬件的不断创新,针对在网络环境下三维图形可视化的WebGL技术变得日益成熟。

    本文基于WebGL技术的优势,利用现有的天津师范大学体育馆二维CAD管网数据自动化生成管网三维模型数据,并以此研究了在Web端基于Cesium框架的三维管网渲染可视化与空间分析方法,得到以下的研究结果:

    1.基于管网数据特征拟定其标准数据结构及存储模型,以天津师范大学体育馆各类管网作为实验区的研究对象,研究了其自动化建模相关算法,最终实现了基于CAD二维城市管网数据自动化三维建模可视化过程;

    2.针对海量城市管网在三维场景中调度及可视化算法研究;

    3.根据实验区管理人员对管网系统的实际使用需求,将Cesium库作为基础地理信息系统平台的支撑,在B/S服务架构的网络传输模式下,基于WebGL技术实现了在三维场景中支持海量城市管网模型调度和可视化绘制的原型系统;

    4.基于管网系统实现了常见的的空间分析功能。

    本文基于Web端构建的三维管网可视化系统,弥补了以往管网手工建模慢、拓扑易错等缺点,满足了用户轻便性和实用性的需求,为管理人员合理规划及应急提供了积极的参考价值。

    国内研究现状:

    2011年吴创奇基于Supermap己有的的二三维一体化平台开发技术进行了WebGIS系统的构建,其中包含了构建系统时引用的接口,并举例详细介绍了设计思路。2014年朱丽萍等人利用JavaScript脚本语言编写了WebGIS系统用到的场景图层等类库以及网络发布服务,简化了GIS系统开发的复杂度,从另一个角度证明了WebGL是一种新一代构建WebGIS系统的行之有效的技术;2017年李俊金基于Cordova混合开发框架结合Cesium可视化设计了一个移动3DWebGIS原型系统,涉及地图服务、地理定位技术、倾斜摄影模型批量动态展示等技术,为后续的跨平台移动3DWebGIS开发者提供了参考[32];2018年傅蜀燕等人将BIM和数字水库流域地理信息系统相结合,从而实现了区域内多源、多空间、多时态数据的融合分分析,也对水库进行了三维BIM模型的展示,从而为水库的科学管理提供科学的参考和依据[33]。

    研究内容:

    针对上述提到的问题,本文研究了管网中实体间几何特征、时态特征、空间分布特征等,据此为依据对管网的数据结构及存储模型进行了拟定,然后对模型进行了简化表达,实现了基于CAD二维管网数据到三维管网模型的自动化构建生产技术;再者对构建系统所用的网络服务和技术基础做了介绍,对海量城市管网三维建模数据在场景中动态调度机制进行了研究,形成了整个城市三维管网模型系统构建的完整流程,克服了传统建模中存在的诸多不足,从而满足了大规模批量的城市管网的自动化建模和三维可视化。最终以天津师范大学体育馆作为实验区,参照系统构建的流程进行了设计和实现,并实现了管网系统中常见的空间分析算法,为学校管理部门的后期维护和规划提供了科学依据。

    本文组织结构:

    本文的主要内容分为5章,各章的具体内容分别如下:

    第1章为绪论部分,主要介绍本文的研究背景与意义、国内外相关的研究现状及相关领域的研究进展、存在的问题、论文的主要研究内容和文章结构。

    第2章为针对城市管网数据库的建立。主要从城市管网的特征、分类、表达和获取、数据库存储和检索方面进行了介绍。

    第3章为主要介绍网络环境下的三维可视化技术,包括网络技术、调度机制、三维场景下数据格式等关键技术。

    第4章为包括了管网自动化建模生产及爆管分析相关算法。

    第5章为城市管网三维WebGIS系统的设计和实现过程。

    第6章为结论和展望部分,总结了本文主要研究以及研究中存在的不足,并对未来工作进行了展望。

    第二章:城市管网数据库的建立

    2.1 城市管网的特征

    全面地分析和描述城市管网具有的特征,是正确制定和表达管网数据结构模型的必要条件。其中几何和时间是其主要的特征,前者是对现实管网的抽象表达和空间关系的说明,后者则以管网生命周期为轴,记录着不同时期管网的特性和状态。两者相辅相成,保持一致性,历经管网规划、构建、使用、维护等各个阶段。

    2.1.1 几何特征

    几何特征表示管网中管线、管点等附属物等对象的大小、形状、位置和空间位置关系。城市管网虽然存在数据量庞大、范围广、类型多样、空间相对位置复杂、隐蔽性强的特点,但从几何特征角度看相对简单,和其他地理空间对象具有相似一致的维度特征,因为管网中的实体对象均具有精确的空间位置以及埋深等属性信息。按照维度划分,可将管网中的实体对象分为零维、一维、二维、三维和多维对象。

    零维主要是点对象。一维对象主要是线对象,还包括弧、链等特殊形状的对象。它也分为二维对象和三维对象。二维对象主要指面对象。它具有形状、大小、方向等扩展属性,特点是具有一定的周长和面积且厚度可以忽略不计,由一维对象闭合构成。三维对象主要是指体对象。它具有体积、表面积、高度等度量属性。

    2.2 城市管网的分类

    根据不同的分类规则,城市管网可以分为多种类型。这在一定程度上决定了管网数据的存储模型。常见的有:按照压力的大小分为压力管网和重力管网;按照布设的形状分为树状管网和环形管网;按照等级高低分为主干管网、分支管网和入户管网。

    我国行业标准《城市地下管网探测技术规程》把城市地下管网分为八类:给水、排水、燃气、热力、工业、电力、电信和综合管廊。根据具体的用途,每一大类又可分为多个小类,如表2-1所示。

    表2-1 城市管线分类

    2.3 城市管网数据的表达与获取

    2.3.1 管线探测技术

    管线探测是为了满足城市建设、规划、管理的需要,根据有关城市规划部门的要求,针对不同的管线而采取准确、合理、经济的探测技术,。它的主要任务是:探明管线的平面位置、埋深、高程、走向、规格、材质、管线性质、权属单位以及官网中设施等附属物等属性,并编绘以地形图为载体的城市管网图,从促进了城市管网信息管理的科学化、规范化和标准化。

    2.3.2 管网三维建模

    城市管网存在隐蔽性强、复杂程度高、更新速度快、空间数据和静态属性数据关联性强和管网系统耦合性紧密等特点,加之在空间分布上呈树状和环状,使得管网中各个实体对象的拓扑关系更为复杂。为此,遵循严格的建模原则是管网三维建模成功的前提和关键。

    2.4 管网数据存储与检索

    建筑物室内管网模型如下图所示。

    (1)管线模型

    管线模型主要依据其每段管线的中心点坐标、起始和终点坐标及管径大小,利用这些静态属性以及和管点的拓扑关系利用自动化建模算法进行批量快速建模。

    (2)管点模型

    管点的三维模型主要依靠模型制作辅助软件3dsmax,前提是构建的模型在纹理上、材质上、比例大小上要与实际相切合。主要包括以下九种类型。

                       弯头                                         三通                                          四通

                 电动阀                                              蝶阀                                        法兰

               截止阀                                             球阀                                          止回阀

    第三章:网络环境下的三维可视化技术

    3.1 网络环境下的三维可视化支撑技术

    在网络环境下实现三维图形的渲染和可视化效果,通常是在浏览器中安装第三方插件,随着网络技术和计算机图形处理技术的革新和成熟,利用WebGL(Web Graphics Library)结合基础网络技术标准在网络端进行三维图形渲染显示逐渐成为趋势。

    第四章:城市管网分析算法

    通过3dsmax的MaxScript生成管道

    参考:https://www.cnblogs.com/2008nmj/p/14918306.html(Cesium加载Vectors和geometry)

              基于threejs的三维管网

              基于cesium与threejs融合的三维管网

              supermap三维管网

              cad->3dmax->导出obj->导入supermap->导出三维格式s3m->导出切片->岱庙天贶殿

    参考文献:1. 面向城市管网网络三维GIS关键技术与实现:https://www.docin.com/p-2350486630.html

                      2. 市政管网三维可视化关键技术的研究与实现:https://www.ixueshu.com/document/4879aea15b086c74318947a18e7f9386.html

                      3. 三维GIS管网系统关键技术的研究与实现 - 朱朝宁:

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/2008nmj/p/14926010.html
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