城市三维管线可视化技术

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1、张文元武汉大学遥感信息工程学院城市三维管线可视化技术—以综合管线数据管理系统为例2008年10月22日目录管线三维可视化技术系统功能设计数据库设计系统总体设计系统需求分析三维管线系统功能演示遥感信息工程学院三维管线系统的设计内容（1）系统需求分析（2）系统总体设计（3）系统详细设计（4）系统功能设计（5）编码（6）测试（7）运行维护遥感信息工程学院目录管线三维可视化技术系统功能设计数据库设计系统总体设计系统需求分析三维管线系统功能演示遥感信息工程学院系统需求分析系统需求分析是在对用户进行深入细致的调查基

2、础上进行的，它是GIS设计的基础。全面深入地了解掌握用户需求是进行优良的系统设计的关键，也是系统生命力的保证，需求分析使GIS开发者可以明确地了解用户对GIS内容和行为的期望和需求。遥感信息工程学院需求分析管线三维可视化意义系统功能需求系统数据需求遥感信息工程学院管线三维可视化意义城市地下管网是由纵横交错的给水、排水、燃气、热力、电力、电信、工业管线组成的错综复杂的空间体系，担负着能源输送、信息传输等工作，是城市赖以生存和发展的物质基础。由于多方面的原因，我国现有地下各类专业管线的资料残缺不全，且有关资

3、料精度不高或与现状不符，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停水、停气、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。遥感信息工程学院管线三维可视化意义我国现有的地下专业管线在地上、地下立体布设，管线繁多、复杂。已有的管线资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理效率低下，资料系统性差。对于变化的区域，管线维护困难，各部门也存在为了建设方便重复收集资料、标准不统一、管理混乱等情况。城市地下管线现状资料作为地下工程规划设计、施工和运行管理的基础数据，必须为合理地开发利用地下空间，加强城市地下空间

4、的统一规划管理提供科学依据。遥感信息工程学院管线三维可视化意义目前城市管网系统大多停留在二维的管理基础之上，不能生动地表现具有三维特征的客观实体。而且，管线在地下的分布纵横交错，二维图形无法表现管线之间的空间关系。由于三维直观性强，可从不同方位再现物体，具有较强的立体感、逼真感，通过三维可视化可以直观地看到城市地下纵横交错、上下起伏的实际管线。遥感信息工程学院管线三维可视化意义建立城市三维管网系统，有利于全面反映地下管网的分布状况，便于管网的维护、检测，实现管网信息从无序到有序化管理。此外，将管网信息与

5、城市基础地理信息融合在一起，可实现信息共享，为城市的施工建设提供准确、现势的资料，为科学管理提供辅助决策的依据。遥感信息工程学院系统功能需求调查方式：访谈（个别了解、开座谈会）索取相关资料发调查表软件原型系统的演示遥感信息工程学院系统功能需求系统管理员用例图遥感信息工程学院系统功能需求普通用户用例图遥感信息工程学院系统数据需求数据是地理信息系统的核心。数据的状况对系统目标的影响很大。在综合管线数据管理系统中，为了在三维场景中显示三维管线和三维地形，系统需要用到的数据包括：含有平面坐标和高程值的各类管线数

6、据、井以及阀门等管点附属设施数据、基础矢量数据、三维地形数据（DEM）、遥感影像数据（DOM）。遥感信息工程学院目录管线三维可视化技术系统功能设计数据库设计系统总体设计系统需求分析三维管线系统功能演示遥感信息工程学院系统总体设计系统的技术路线系统的层次结构系统的软件配置遥感信息工程学院系统的技术路线体系结构C/S数据库管理系统Oracle10gGIS平台软件ArcGIS系统开发的方法面向对象遥感信息工程学院系统的层次结构考虑业务与功能的紧密结合，并根据应用需求和设计原则，将系统总体结构进行层次划分：数据

7、采集层数据库层通用组件层应用层用户层遥感信息工程学院系统软件配置数据库软件OracleGIS平台软件ArcGIS系统开发组件ArcGISEngine、系统开发工具.Net遥感信息工程学院系统架构图基于.net的综合管线系统架构遥感信息工程学院目录管线三维可视化技术系统功能设计数据库设计系统总体设计系统需求分析三维管线系统功能演示遥感信息工程学院数据库设计数据库内容数据库设计原则概念模型设计逻辑模型设计物理模型设计遥感信息工程学院数据库内容数据库内容是指数据库中将要存储和组织的数据。综合管线数据库：各类管

8、线以及附属设施数据。管点数据：井、出水口、阀门、闸和消防栓等管段数据：排水、电力、通信、工业、燃气管线等图纸数据：设计图、施工图、竣工图等。在三维管线系统中，管线数据还必须具有准确的平面坐标和高程信息。遥感信息工程学院数据库设计原则冗余小标准化并发性实用性开放性可扩展性现势性稳定高效性安全性遥感信息工程学院数据库概念模型设计把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来。概念模型是现实世界到信息世界的抽象，具有独立于具体的数据库实现的优点，它是