城市地下空间信息三维数据模型研究

系统分析了现有的三维空间数据模型的形式和特点,为城市地下空间信息基础平台空间数据模型的选择提供了甄别的依据.针对城市地下空间信息三维建模和可视化分析的特点和要求,设计了面向空间结构信息和空间属性信息建模与可视化的三维空间数据模型.对于城市地下空间几何结构信息（包括三维地质体几何结构、地下构筑物和地下管线）的建模与可视化,设计了一种基于边界表示,面向地下空间实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型;对于地下空间属性信息的建模与可视化,采用三维栅格数据结构来组织表征地质体内部物理和化学属性参数的规则体数据;并根据地质属性建模与地质结构建模的关系和要求,实现了由三维矢量模型向三维栅格模型的转换.     

基于移动终端的增强现实地下管线可视化技术

对移动终端基于增强现实的地下管线可视化技术进行了研究.首先使用移动端传感器和摄像头获取位置、姿态及影像信息,然后结合空间数据库中的数据对管线的虚拟位置进行计算,对三维场景进行渲染并与现实实景进行融合,实现了地下管线的动态实时可视化展示.最终开发了基于Android移动端的郑州大学地下管线增强现实系统.     

城市管网地上下一体化建模方法研究

该文利用地理信息系统（Geographic Information System,GIS）进行了二三维数据的集成、属性数据存储和管理以及空间分析等功能的实现。对管线、管点、地物等数据进行整理、建模和入库,在三维地图上进行矢量化展示和真三维可视化,基于OpenGL的管线模型,实现二维管线到三维管线的快速转换。在此基础上,探讨了地上建筑设施的建模方法,基于超图平台将管线模型和地上建筑设施模型进行集成,在三维场景中重现排水管网的地下空间分布与排水设施的真实形态,实现地上地、下设施的三维一体化展示。     

三维环境下的地下管线实时设计

在地下管线设计的过程中,需要计算相邻已建管线之间的碰撞状态或空间距离;另外,应尽量将管线布置在工程地质条件较好的地层中.数字地下空间与工程理论的提出,为解决上述问题提供了一个很好的思路,将城市道路、地下管线和数字地层三者耦合叠加,建立一体化的存储结构和三维空间分析方法.核心技术包括数据存储结构、三维空间距离算法和断面综合分析,为三维环境下的地下管线实时、动态设计提供数字化服务.     

基于GIS的城市地下管网断面可视化分析

针对城市地下管线空间分布的复杂性和隐蔽性，提出了城市地下综合管线断面分析的数据结构和断面交点计算方法，研究基于向导的截面可视化生成技术，包括管线的横断面、纵断面分析以及横断面的三维空间距离量测与纵断面的水平距离量测等功能，并结合具体工程项目作了实例应用。     

地下管线雷达探测图像处理及解释系统

针对非开挖施工的特点及需要,开发了地下管线雷达探测图像处理解释软件系统;通过对若干关键问题的研究,实现了不同类型雷达数据的共享数据处理、基于人工神经网络技术的探地雷达剖面的智能解释、解释成果的三维可视化等功能,并可根据解释获得地下管线分布数据,系统自动设计非开挖钻进轨迹;现场验证及试用结果表明,该软件系统对地下管线的判别具有较高的可信度,可为非开挖施工提供准确的资料及指导非开挖施工.     

地下管线三维信息测量技术综述及前景展望

对于城市地下管网和管线施工信息普查工作来说,地下管线三维信息测量技术不可或缺。系统介绍了当前的几种地下管线三维信息测量技术,并指出了各自的适用范围和局限性,展望了地线管线信息测量技术的发展趋势。     

地下管线雷达探测图像处理及解释系统

针对非开挖施工的特点及需要，开发了地下管线雷达探测图像处理解释软件系统；通过对若干关键问题的研究，实现了不同类型雷达数据的共享数据处理、基于人工神经网络技术的探地雷达剖面的智能解释、解释成果的三维可视化等功能，并可根据解释获得的地下管线分布数据，系统自动设计非开挖钻进轨迹；现场验证及试用结果表明，该软件系统对地下管线的判别具有较高可信度，可为非开挖施工提供准确的资料及指导非开挖施工．     

基于地理本体的地下管线空间知识表示方法研究

地下管线空间知识作为连接管线建设规范与管线空间关系的桥梁,在地下管线GIS系统的管线数据校验等方面的重要作用已被众多研究人员、开发厂商所认同.而针对目前地下管线空间知识存在的语义缺失与可扩展性不强等问题,本文给出了一种基于地理本体的地下管线空间知识表示方法,通过本体描述语言OWL构建地下管线地理本体,在此基础上通过扩展的语义网规则语言SWRL实现地下管线空间知识的形式化表达.与传统的产生式及三值权位表方法相比,本体的方法使空间知识包含丰富的语义信息,易于扩展且支持复杂计算,有利于地下管线空间知识在不同系统间的共享与重用.     

平潭城市地质空间信息平台的研究与构建

在国内外城市地质空间的开发模式、技术标准及流程规范的基础上,依托三维可视化、GIS数据库等技术,对福建省平潭综合实验区的城市地质及城市地下三维地质结构等条件和状况进行调查摸底,构建城市地质信息库和三维可视化地下地质结构模型,并对信息平台的功能模块进行设计研究,为实验区工程建设项目提供服务。     

基于Cesium 的地下三维管网3D Tiles 模型构建与可视化

Cesium作为目前日益流行的开源三维地图引擎,在各领域都有着广泛的应用前景.但目前原生Cesium不具备渲染地下管网模型可视化的条件.基于Cesium提出了一种利用shapefile二维地下管网数据自动构建三维地下管网3D Tiles模型的建模方法并完成了模型的可视化展示.具体步骤是首先将二维shapefile数据分级处理构建四叉树结构关系,通过迭代遍历各级的单块二维数据,将点、线要素分别进行逐瓦片的模型变换矩阵计算和模型构建,将点要素封装为i3dm模型,线要素封装为b3dm模型,得到3D Tiles地下管网模型;然后基于Cesium二次开发实现数据模型对接、地表透明化、裙摆关闭、摄像机地下视角等功能,完成模型的可视化展示.本方法使用辽宁省盖州市北海新区管网shapefile实例数据进行测试.结果 表明,二维地下管网shapefile数据能够快速生成3D Tiles模型,实现良好的地下三维模型可视化展示,为后续Cesium地下空间相关研究工作提供技术支持和方法参考,有助于完善B/S架构的地下空间三维可视化管理系统,支持数字孪生城市建设.     

基于GIS地下管线知识规则研究

地下管线知识规则是地理信息系统对管线空间对象存储和地下管线探测成果数据检查的基础,该文通过对地下管线对象的抽象描述,建立了各地下管线对象间的空间规则知识规则和属性规则.     

城市三维管网信息系统建设探讨与研究

随着经济社会的快速发展,城市规模扩大,使得地下管线的规模日益扩大。在城市扩建、管线布设过程中,由于对已有管线信息不清造成的误挖、误伤管线事件时有发生,给人们的生活带来一定困难,因此,探清现有管线分布情况,建设信息化的科学管理平台势在必行。为保证地下管线信息的科学性、准确性和现势性,通过物探的方法,科学、准确、完整地探测查明各种地下管线的现状信息,基于GIS平台,建立城市三维管网信息系统,合理开发和有效利用地下空间,为城市基础设施地下改造的规划、设计、施工和管理提供完整、及时、适用的基础设施信息保障。     

PDMS在地下管线工程中的设计与管理开发研究

目前,我国地下综合管线的设计和管理工作总体来看还是相当落后。建立一种科学、有效的地下管网设计与管理办法,是摆在我们面前的一项迫切任务。基于PDMS的主要功能和数据库的特点,把PDMS运用在地下管线设计与管理中进行了可行性分析,提出利用三维协同设计的方式进行地下管线综合设计的方法,运用具体实例进行了交叉口处地下管线三维建模,并进行了基于PDMS的地下管线管理研究。     

BIM技术在地下车库管线综合中的应用及效果分析

现阶段,在现代化技术创新与发展的基础上,BIM技术广泛应用于工程建筑中,并且为建筑行业的发展提供了重要保障。BIM技术具有可视化与可优化的特点,它在一定程度上提高了建筑工程的集成化水平。BIM技术能够有效解决地下车库中的管线综合问题,从而提高地下车库空间的利用率。基于此,本文以某地下车库工程项目为研究案例,分析了BIM技术在地下车库管线综合中的应用及效果。     

浅谈城市综合管廊的发展与建设

我国正处于城镇化快速发展时期,地下基础设施建设严重滞后。国务院办公厅多次发文支持并推进综合管廊建设。建设综合管廊,将改变传统的管线规划及建设、管理方式,并对道路下浅层地下空间集约利用,有利于节约有限的土地资源;综合管廊建成后,实现各类管线的可视化管理,免开挖维护。建设综合管廊,功在当代,利在千秋。     

基于VTK的地下矿开采沉陷预计研究与实现

为对地表沉陷进行方便准确的预计,以大型可视化工具包VTK为开发平台,对VTK过滤器进行扩展,将开采沉陷预计算法写入VTK过滤器,实现地下矿开采沉陷预计及三维可视化.首先设计vtk Conforming Delaunay2D类,实现相容Delaunay三角化,得到高质量的地表模型;再根据沉陷预计模型,设计开采沉陷预计过滤器vtk Subsidence Filter,实现沉陷计算;然后基于VTK实现属性提取和后处理,进而实现沉陷地表的动态更新;最后建立VTK流水管线,将结果三维可视化.该方法突破了以往VTK主要用于三维可视化的局限,通过扩展VTK过滤器,拓宽了其专业应用.研究成果可用于地下煤矿与金属矿开采沉陷预计、开采沉陷的土地资源管理与复垦以及自然崩落法放矿的矿岩接触面模拟.     

机场道面地下管线三维定位算法

针对已有方法对机场道面地下管线定位误差较大的问题,提出一种机场道面地下管线三维定位算法。首先,对探地雷达所成管线的B-scan图像进行预处理,将处理后的图像输入Faster-RCNN网络中,对B-scan图像中的管线进行目标识别;其次,由于管线目标符合双曲线形态特征,采用双曲线顶点获取算法确定顶点位置;最后,设计三维空间直线拟合(three-dimensional space line fitting, TDSLF)算法来判断地下管线的具体位置,进行地下管线的三维重构。所提算法实现了地下管线的自动识别与定位,与真实机场道面地下管线实际位置的最大误差仅为4 cm。     

基于skyline的城市地下管网数据模型制作技术浅析

本文以城市地下管网信息系统研究现状为切入点,提出了实现管网数据的三维可视化的迫切需要。重点对管线数据模型的多种制作技术进行了分析研究和评价,然后对这几种制方式进行了整合,最后提出了最佳的制作流程。     

三维城市地下管线信息系统研究与应用

为了提高城市市政管理部门对城市地下管线的管理水平,进行城市地下综合管线的三维研究是一项很有现实意义的工作,而利用地理信息系统（GIS）理论并结合三维图像理论进行城市地下综合管线新系统的研究与开发是一项很有实用性的技术.对城市地下管线的数据类型进行了研究,并在此基础上提出了合适系统架构,在实际项目中进行了应用,系统地实现了城市地下管线的高效管理,促进了GIS在城市规划和管理中的应用.