基于WebGL的城市地下管网三维可视化研究及应用

论文摘要

高效稳定的管理地下管线是保障城市快速发展的重要措施。由于管线存在不可见性、错综复杂性,利用三维可视化技术来显示管线是十分重要的。目前基于B/S模式的三维管网可视化系统主要使用第三方插件或基于软件平台的二次开发,这样会存在用户需要安装第三方插件以及难于兼容各种浏览器的问题,无法满足于轻量级的三维管线可视化需求。Web GL作为新一代基于浏览器客户端的三维图形绘制技术,具有免插件、开放等特性,适合用于三维管线可视化技术的开发。本文研究基于Web GL的城市地下管网三维可视化关键技术,并构建了B/S架构的三维管网信息管理系统,主要工作内容如下。本文在深入分析当前管网三维模型构建方法和三维地下管线系统现状的基础上,研究了地下管线数据类别和空间分布特征,根据其建模原则对地下管线进行了简化和剖分,并提出一种利用现有的二维管线矢量数据快速构建三维管网模型的方法。首先采用3DS MAX预先精细建模,把得到的管段、管点模型导入SuperMap Desktop中,制作成三维管网符号库;然后对二维管网矢量数据进行线宽度、高度模式、埋深、旋转角度等自适应渲染参数以及模型配置;最后利用SuperMap建模接口实现三维管网专题图层的批量加载,实现三维管网模型的快速生成。实验表明,采取快速建模方法对管线进行可视化,效果较为精细,能够直观的展示出地下管网的空间分布情况。在快速构建三维管网模型基础上,本文设计了一个基于Web GL的三维管网场景数据渲染方案。首先获取相应的三维管网场景数据(地下倾斜摄影测量模型和地下管线模型),然后使用Web GL支持的S3M数据格式对其进行合理组织,并通过Web服务器发布和存储了该数据,最后针对网络传输的带宽限制,研究一种视景体裁剪算法和基于多叉树的数据调度算法,确定了目标场景的可视区域,实现了数据在Web GL中的平滑高效渲染。实验表明,采用数据裁剪和调度算法能够对场景切换时根据当前视点范围的需求进行要素的快速渲染更新,实现按需加载的原则。本文基于上述关键技术开发了一个三维管网信息管理系统,实现了专业的管网查询与空间分析功能,主要包括可视化、场景控制模块和量算、查询模块以及空间分析模块等,为城市有效管理和规划管线提供了技术手段。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯凯文

导师: 蓝贵文

关键词: 地下管网,快速建模,多叉树数据调度算法,视景体裁剪算法

来源: 桂林理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,建筑科学与工程,计算机软件及计算机应用

单位: 桂林理工大学

分类号: P208;TU990.3

DOI: 10.27050/d.cnki.gglgc.2019.000207

总页数: 67

文件大小: 4074K

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