[发明专利]农田水利工程的三维设计系统及三维设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维设计领域，特别是涉及农田水利工程的三维设计系统及三维设计方法。

背景技术

现有的水利工程设计主要是通过人工外业测量获得数据，然后将外业测量的数据利用CAD、ArcInfo等软件绘制成标准二维地形图，并用等高线和高程点等在二维地形图上表示地形特点，最后设计人员在地形图上布设水利要素。这种设计方式存在以下不足：(1)对绘图的专业技能要求高，且效率低；(2)细微地形特点容易丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绘图效率高、细微地形特点不易丢失且绘图专业技能要求低的农田水利工程的三维设计系统及三维设计方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

农田水利工程的三维设计系统，包括地面控制点和外部设备，地面控制点是人工添加于工程建设区域内用于定位的点位，外部设备包括电脑、鼠标和键盘，电脑内安装有contextCapture软件，还包括中央处理器、地图加载模块、工程数据库、三维显示模块、断面分析模块和地形开挖分析模块，地图加载模块包括地图影像加载组件、地形加载组件和航测三维模型加载组件，地图影像加载组件用于获取地图影像数据，地形加载组件用于获取地形数据，航测三维模型加载组件用于获取工程建设区域的航测数据，contextCapture软件用于将航测三维模型加载组件中的数据与地面控制点数据生成三维模型数据、数字高程数据和正射影像数据，工程数据库用于存储沟渠、农田、水库、水坝和道路的坐标数据及模型，三维显示模块用于将地图加载模块获取的地图影像数据、地形数据和contextCapture软件生成的三维模型数据、数字高程数据和正射影像数据三维环境中显示出来，断面分析模块用于分析建设工程线路的可行性，地形开挖分析模块用于计算建设工程的工作量；地面控制点、外部设备、地图加载模块、工程数据库、三维显示模块、断面分析模块和地形开挖模块均与中央处理器连接。

所述工程数据库包括设计工程文档、沟渠模型库、农田模型库、水库模型库、水坝模型库和道路模型库。

农田水利工程的三维设计方法，包括以下步骤：

步骤一：地理数据准备

(1)在目标区域内获取地面控制点数据、航测数据和该目标区域的在线数据，所述地面控制点数据是指对目标区域内布设的地面控制点进行联测获得的数据，所述航测数据是指在目标区域内通过航测飞机拍摄的照片和POS数据，所述在线数据是指通过地图影像加载组件和地形加载组件在线获取的目标区域的地图数据和地形数据；

(2)通过contextCapture软件将航测数据和地面控制点数据生成三维模型数据、数字高程模型数据和正射影像数据；

(3)在三维显示模块中将该目标区域的在线数据和contextCapture软件生成的三维模型数据、数字高程数据、正射影像数据在三维环境中显示出来；

步骤二：工程规划

将设计工程文档中存储的需要修建的农田水利工程的工程坐标数据添加到三维显示模块中，并在三维显示模块中规划需建设工程的路径；

步骤三：工程分析

通过断面分析模块确定农田水利工程的合理线路；然后通过地形开挖分析模块计算所选线路的工作量。

所述步骤三中通过断面分析模块分析和确定农田水利工程的线路是指从三维模型的表面提取高程值，通过高程值的变化分析需要修建的农田水利工程的可行性。

所述步骤三中线路确定后通过地形开挖分析模块计算所选线路的工作量是指根据在开挖范围内按一定距离提取的实地高程值与建设后的高程值进行对比得出差值，计算开挖或填方的量。

本发明具有如下效果：

(1)地图加载模块加载的地形范围广、地形要素覆盖全，并且地形特点不需要使用等高线表示，因此细微地形的特点不易丢失；

(2)需要建设的道路或水渠在三维环境中进行，地形高低和地理分布能直观地呈现在设计人员眼前，降低了对设计人员绘图技能的要求；

(3)测绘工作由测量设备和计算机完成，缩短了地图绘制时间；

(4)可减轻设计人员的工作量，提高绘图效率。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明地图加载模块的内部结构框图。

图3为本发明工程数据库的内部结构框图。

具体实施方式

实施例