专利名称：一种城市地下管网模型的自动化生成方法
技术领域：
本发明涉及一种数据处理方法，尤其是涉及一种城市地下管网模型的自动化生成方法。
背景技术：
国外在地下管网的研究和应用方面比国内要早，已经积累了丰富的经验。美国、新加坡、加拿大、德国等许多国家都进行了排水、石油等地下管网信息系统的建设。美国的ESRI公司推出的ArcFM可以为市政、电力、供排水等部门合理规划、设计和维护地下管网。德国GE0GRAT公司研制推出的软件GeoGIS和GISX地下综合管网管理系统在德语地区已经 成功安装了 1600多套，正实时服务200多个城市。法国巴黎的旧城区，历时数百年的变迁，地下管网错综复杂，但建立的城市地下管理信息系统可在屏幕上显示任何一条地下管线和相关信息，方面信息查询。美国Bentley公司制作了三维数字“费城模型”，通过互联网浏览器对城市三维景观进行直接漫游，可以对真实的城市景观进行分析，获得精确的土地和建筑构造方面的资料信息；费城模型同时提供精准可视的三维地下管线系统。在国外，是否具备和使用先进的城市地下管理信息系统，已成为衡量一个城市建设水平的重要标志。在国内，信息化建设正在大力发展，各级政府及机构都已经建成了基础地理信息系统平台，实现了地理信息数据的搜集和系统建设，数据共享平台也在各地广泛应用。1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届国际“数字地球”大会。从这以后，与“数字地球”相关相似的概念层出不穷，“数字城市”也应运而生，与传统的地理信息空间不同，二维空间已无法满足人们的需求，人们需要真实的三维虚拟空间，能够更真实、更现实、更可靠地传递与表达信息。而三维地下空间是城市的重要组要不成，相对比了地上空间，地下空间的三维表现更为重要。国内多数管线管理信息系统是结合MAPINFO、ARCINF0等大型地理信息系统软件和其他可视化开发语言进行集成二次开发，但这些系统大多数是2D或2. 对现实世界的复杂三维关系不能详细描述与分析，更没有提供面向三维管线的建模工具，造成了城市地下管线管理系统在平面管线图形的技术方面已经比较成熟，功能强大且管理完善，但在地下管线的三维立体化方面的研究缺乏深度，技术法阵相对滞后。国内近期对三维地下管网的研究，主要基于OpenGL或三维建模软件(如3DMAX, Creator等),对特定管线进行全手工或半手工建模，没有实现完全的基于数据自动构建三维模型。将三维图形技术应用到地下管网的管理中，目前还是比较新的研究方面，三维地下管网管理系统主要存在以下问题I、数据收集多样性地下管网数据采集存在一定的技术难度，需要用工程测量和探测的放大，投入巨大，利用各种仪器设备或历史遗留数据种类多样的，有多种数据格式，呈现多样性的特征；2、建模复杂性构建的三维管网模型过于复杂，造成系统响应速度慢和显示效果差，对硬件依赖过高；
3、工作量巨大地下管网数据繁杂，各种类型数据总体量巨大，采用传统的全手工或半手工进行建模，需要大量人工，工作量巨大；4、维护更新繁琐随着城市的快速发展，地下空间变化频率加大，需要对地下管网数据进行频繁更新，采用传统建模形式，需要大量人力进行数据维护更新，成本巨大
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种城市地下管网模型的自动化生成方法，该方法可以实现三维模型的自动转化，降低了管网模型建立的复杂度，成本较低。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种城市地下管网模型的自动化生成方法，该方法包括以下步骤 I)将多种数据源按统一的数据规范转化成标准数据，并存入中间数据库中；2)通过自动建模算法，调用中间数据库中的标准数据，自动生成城市地下管网模型；3)将生成的城市地下管网模型保存在三维模型库中，进行标准化输出。所述的数据源包括管道的二维矢量数据、二维属性数据及管道附属数据。所述的管道附属数据包括附属于管道的组件信息，包括节点、阀门和井的信息。步骤2)中自动建模算法的处理过程为首先将二维属性数据转化为三维属性数据，将二维矢量数据转化为三维空间信息数据，完成城市地下管网模型中管道的位置及属性的自动化建模，然后利用二维拓扑计算，完成城市地下管网模型中管道的连通状况、节点、节点类型、阀门以及井的自动化建模。与现有技术相比，本发明具有以下优点I)采用统一的数据规范，可以实现三维管网模型生成的系统化、流程化，提升数据精度；2)大大减少人工建模成本，可以通过一键操作进行三维模型的建立，减少人工成本，降低项目成本；3)可以与现有的平台无缝连接可以直接利用现有平台的的2D或2. 数据，直接这些现有数据转化为三维模型数据，实现模型的自动化生成；4)方便维护更新，用户只需更新现有2D或2. 5D数据，三维模型自动更新，同步更力强；5)操作系统的兼容性好与计算机系统软件无关性，可在各种主流操作系统上进行，并且对计算机硬件要求不高。
图I为本发明的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例
如图I所示，一种城市地下管网模型的自动化生成方法，该方法包括以下步骤步骤I :将包含二维矢量数据、二维属性数据及管道附属数据在内的多种数据源按统一的数据规范转化成标准数据，并存入中间数据库中。这些数据源可以是现有的平台上的2D或2. 5D数据，由现有平台直接获取，实现了与现有平台的无缝连接。其中，管道附属数据包括附属于管道的组件信息，包括节点、阀门和井的信息。步骤2 :通过自动建模算法，调用中间数据库中的标准数据。首先将二维属性数据转化为三维属性数据，将二维矢量数据转化为三维空间信息数据，完成城市地下管网模型中管道的位置及属性的自动化建模，然后利用二维拓扑计算，完成城市地下管网模型中管道的连通状况、节点、节点类型、阀门以及井的自动化建模，从而自动生成城市地下管网模
型。 步骤3 :将生成的城市地下管网模型保存在三维模型库中，进行标准化输出。可以实现三维模型的自动转化，降低了管网模型建立的复杂度，成本较低，可以有效解决现有的管网模型生成方法中，需要大量人工操作，工作量巨大的缺陷。此外，由于可以与现有平台上的2D和2. 数据可以实现无缝连接。因此，更新维护时仅需要更新现有的2D或2. 5D数据即可，从而大大方便了维护更新。此外，本方法通过软件实现时，与计算机系统软件无关性，可在各种主流操作系统上进行，并且对计算机硬件要求不高。
权利要求
1.一种城市地下管网模型的自动化生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 1)将多种数据源按统一的数据规范转化成标准数据，并存入中间数据库中； 2)通过自动建模算法，调用中间数据库中的标准数据，自动生成城市地下管网模型； 3)将生成的城市地下管网模型保存在三维模型库中，进行标准化输出。
2.根据权利要求I所述的一种城市地下管网模型的自动化生成方法，其特征在于，所述的数据源包括管道的二维矢量数据、二维属性数据及管道附属数据。
3.根据权利要求2所述的一种城市地下管网模型的自动化生成方法，其特征在于，所述的管道附属数据包括附属于管道的组件信息，包括节点、阀门和井的信息。
4.根据权利要求3所述的一种城市地下管网模型的自动化生成方法，其特征在于，步骤2)中自动建模算法的处理过程为首先将二维属性数据转化为三维属性数据，将二维矢量数据转化为三维空间信息数据，完成城市地下管网模型中管道的位置及属性的自动化建模，然后利用二维拓扑计算，完成城市地下管网模型中管道的连通状况、节点、节点类型、阀门以及井的自动化建模。
全文摘要
本发明涉及一种城市地下管网模型的自动化生成方法，该方法包括以下步骤1)将多种数据源按统一的数据规范转化成标准数据，并存入中间数据库中；2)通过自动建模算法，调用中间数据库中的标准数据，自动生成城市地下管网模型；3)将生成的城市地下管网模型保存在三维模型库中，进行标准化输出。与现有技术相比，本发明方法可以实现三维模型的自动转化，降低了管网模型建立的复杂度，成本较低。
文档编号G06Q50/00GK102968745SQ201210516410
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者杨学伟, 施郦娟, 刘碧珊 申请人:上海创图网络科技发展有限公司