[发明专利]地理信息系统三维管模型构建放样方法及装置

权利要求书

1.一种地理信息系统三维管模型构建放样方法，其特征在于，所述地理信息系统的符号库中存储有三维管点符号，所述三维管点符号设置有场景自适应参数，所述方法包括：

获取由矢量点数据和矢量线数据构成的三维几何网络拓扑数据；

根据所述三维几何网络拓扑数据标识出的三维管点与三维管线之间的拓扑连通关系，找到与三维管点连通的三维管线；

根据三维管线截面确定所述符号库中对应三维管点符号的自适应参数，并放样出所述三维管点；

所述三维管模型构建放样方法具体包括：

生成包括有三维管线截面上顶点相对位置信息的网格数据；

以管段为单位对所述三维管线在不同位置的三维管线截面采用相应的变换矩阵重复对上述网格数据进行实例化渲染显示；

所述三维管点符号包括弯头符号和多通管点符号；

所述网格数据包括三维管线截面的完整截面的管段网格和三维管线截面的半截面的管段网格，其中的三维管线截面的完整截面的管段网格和/或三维管线截面的半截面的管段网格用于渲染三维管线；三维管线截面的完整截面的管段网格还用以渲染弯头符号；三维管线截面的完整截面的管段网格还用以渲染多通管点符号；

网格数据的生成方法具体为：以三维管线截面的中心点为原点，以管线走向为X轴，相交的Y轴和Z轴的方向均平行于三维管线截面，以X、Y、Z轴建立局部三维直角坐标系，根据三维管线截面的形状和大小，确定三维管线截面上每个顶点在局部三维直角坐标系中的坐标P_s；

所述三维管线在不同位置的三维管线截面对应的变换矩阵的生成方法具体为：

根据三维几何网络拓扑数据确定当前三维管线截面的中心点在世界坐标系中的坐标，得到该中心点的平移矩阵M_t；

根据当前三维管线截面的中心点的世界坐标W₁和沿三维管线走向方向的下一个三维管线截面的中心点的世界坐标W₂确定对应局部三维直角坐标系中X轴的管线走向方向向量其中，

根据和世界坐标系中的方向向量确定对应局部三维直角坐标系中Y轴的方向向量其中，

将向量和单位化后生成的三个单位向量组成的矩阵M_rot作为旋转矩阵；

将所述平移矩阵M_t与旋转矩阵M_rot的乘积作为当前三维管线截面的变换矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述弯头符号的场景自适应参数包括端部厚度和转角细分数n；n为大于1的整数；

所述弯头符号由三维管线截面平滑过渡的n个过渡管段组成；第一个过渡管段的第一截面与弯头一端的管线截面衔接，最后一个过渡管段的第二截面与弯头另一端的管线截面衔接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过渡管段的截面中心线在与弯头两端的管线中心线都相切的圆的圆弧上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述多通管点符号包括同径管点符号、变径管点符号、异面管点符号和异面方管符号；

所述多通管点符号由多个半管段组成，每个半管段由所述多通管点的中心点以及与该中心点相连的管线方向确定。

5.一种地理信息系统三维管模型构建放样装置，其特征在于，所述地理信息系统的符号库中存储有三维管点符号，所述三维管点符号设置有场景自适应参数，所述装置包括：

矢量数据获取模块，用于获取由矢量点数据和矢量线数据构成的三维几何网络拓扑数据；

管线查找模块，用于根据所述三维几何网络拓扑数据标识出的三维管点与三维管线之间的拓扑连通关系，找到与三维管点连通的三维管线；

渲染显示模块，用于根据三维管线截面确定所述符号库中对应三维管点符号的自适应参数，并放样出所述三维管点；

网格数据生成子模块，用于生成包括有三维管线截面上顶点相对位置信息的网格数据；其中，生成的网格数据包括：

以三维管线截面的中心点为原点，以管线走向为X轴，相交的Y轴和Z轴的方向均平行于三维管线截面，以X、Y、Z轴建立局部三维直角坐标系；根据三维管线截面的形状和大小，确定三维管线截面上每个顶点在局部三维直角坐标系中的坐标P_s；所述三维管线在不同位置的三维管线截面对应的变换矩阵的生成方法具体为：根据三维几何网络拓扑数据确定当前三维管线截面的中心点在世界坐标系中的坐标，得到该中心点的平移矩阵M_t；根据当前三维管线截面的中心点的世界坐标W₁和沿三维管线走向方向的下一个三维管线截面的中心点的世界坐标W₂确定对应局部三维直角坐标系中X轴的管线走向方向向量其中，根据和世界坐标系中的方向向量确定对应局部三维直角坐标系中Y轴的方向向量其中，将向量和单位化后生成的三个单位向量组成的矩阵M_rot作为旋转矩阵；将所述平移矩阵M_t与旋转矩阵M_rot的乘积作为当前三维管线截面的变换矩阵；

实例化渲染子模块，用于以管段为单位对所述三维管线在不同位置的三维管线截面采用相应的变换矩阵重复对上述网格数据进行实例化渲染显示；

所述三维管点符号包括弯头符号和多通管点符号；

所述网格数据包括三维管线截面的完整截面的管段网格和三维管线截面的半截面的管段网格，其中的三维管线截面的完整截面的管段网格和/或三维管线截面的半截面的管段网格用于渲染三维管线；三维管线截面的完整截面的管段网格还用以渲染弯头符号；三维管线截面的完整截面的管段网格还用以渲染多通管点符号。