研究地下管网虚拟现实系统的构建

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1、研究地下管网虚拟现实系统的构建　　论文：地下管X空间数据模型三维可视化　　论文：为了实现对地下管线的数字化和可视化治理，结合虚拟现实技术对地下管X进行探究。系统根据分层概念和管X数据的特征，设计城市地下管X的概念模型，着重先容栅格矢量一体化数据结构的形式，利用空间数据库将地下管X的相关信息存储在计算机上并做相应处理，终极运用GIS和LOD模型的建立实现管X系统的可视化和实时周游功能。　　城市地下各类管X是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。但由于多方面的原因，我国现有地下各类专业管X的资料残缺不全，

2、且有关资料精度不高或和目前状况不符，在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管X，造成停气、停水、停热、通讯中断、污水四溢等严重事故。另一方面，我国现有地下专业管X的资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式治理，效率低下。为了解决这个新题目，必须使用新的技术手段对地下管X进行治理。　　城市地下管X虚拟现实系统属于处理地下管X专题数据的一种信息系统，是以地下管X空间信息和属性信息为核心，利用计算机地理信息系统技术、计算机图形学技术、数据库治理技术和信息可视化技术对城市地下管X进行综合治理，为施工部分和治理部分提供地下管X正确的走向和埋深等有关信息，通过进

3、行各种分析，为领导部分进行管X规划、管X改造等提供辅助决策功能。地下管线虚拟现实系同一是可以实现传统手工处理方式向现代化信息治理转型，以保证数据的实时更新、有效治理，避免重复收集数据信息；二是可为市政建设提供规划、设计、决策服务；三是可为应对突发事件提供支撑。　　1管X数据模型和数据结构　　空间数据模型是有关现实世界中空间实体及其相互问联系的概念，它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供基本方法。管X空间数据模型是空间数据模型的一种，在管X数据的表达和管X空间分析等方面起着极其关键的功能。　　1．1城市地下管X数据特征　　城市地下管X是城市基础设

4、施中的生命线，有地下神经之称，包括给水管X、燃气管X、供热管X、排水管X、电力管X、排污管X和电信管X等。每一类管X都由管线段和附属设施组成，呈树状、环状或辐射状，形成一个系统，系统的各组成元件相互影响，共同发挥功能。　　首先，地下管X数据是一种基本X络数据，满足X络的一般特性，其基本构成包括弧段和节点。节点包括管X点状实体和三类特征点，即管径变化点、埋深变化点和管X交点，弧段表示相邻节点问的管线段。其次，地下管X数占有区别于一般X络数据的非凡性。地下管X数据包括两种基本类型：树状管X和环状管X。树状管X大多是重力管X，其弧段都是单向弧段，方向取决于起

5、始节点的高程值，如排水管X就属于这类管X。而燃气、给水等压力管线在设计时为了尽可能减少事故造成的影响，大多采用环状设计，同时大、中城市的燃气、给水等管X都采用多个源头，使得这些管线呈多源环状分布。　　1．2系统概念模型设计　　概念模型反映了城市地下管X所包含的各部分数据之间的关系。根据分层概念和管X数据的特征，设计了城市地下管X的概念模型，如图1所示。　　[1[2[3[4【　　在该模型中，首先将城市分成多个城区，每个城区的信息又分成基本框架信息和管X信息两部分。管X信息包含给水管X层、燃气管X层、供热管X层、排水管X层、电力管X层、排污管X层和电信管X

6、层等7个层。每层包含点状实体和特征点、线状实体两类数据。实体和特征点由节点和指明节点特征的标记组成，点由几何坐标定位；线状实体类由弧段和指明弧段特征的标记组成，弧段由一系列坐标点描述。基本框架信息反映了城市基本面貌，由点状、线状和面状三类实体组成。该模型中所有实体都有区别于其他实体的属性特征。　　1．3地下管X数据存储结构　　在空间数据库中，空间数据的表达方法主要有栅格数据结构、矢量数据结构和栅格矢量一体化结构等。　　1．3．1栅格数据结构　　栅格模型由规则的正方形或矩形栅格组成，每个栅格代表1个像元。栅格数据结构实际上就是像元阵列，像元由行列号确定它

7、的位置。点状实体在栅格数据结构中表示为1个像元；线状实体则由在一定方向上连接成串的相邻像元集合；面状实体表示为聚合在一起的相邻像元集合。栅格数占有数据结构简单、空间数据的叠加和组合方便、各类空间分析易于进行以及模拟方便等优点，但同时存在着图形数据量大、数据精度低、舆图输出不精美以及难以建立X络连接关系等缺点。　　1．3．2矢量数据结构　　矢量数据结构用点串序列来表示空间实体的边界外形和分布。点状实体在矢量数据结构中表示为坐标；线状实体则由线上的一系列点的坐标表示；面状实体由面的边界弧段序列表示。矢量数据的优点是数据精度高、数据量小、完整的描述拓扑关系、

8、图形美观以及图形数据的恢复、更新、综合轻易实现等，但也有数据结构复杂、矢量多边形叠置算法和数学