基于GIS的地下管网的三维表达与管理

论文摘要

地下管网是现代生产和生活中的一个重要的基础设施,担负着信息传输、能源输送等基础工作。目前绝大多数城市采用传统人工管理方法已难以满足管网实际需要。由于管线大多埋于地下,二维的图形显示缺乏直观性,人们很难对地下的空间布置情况进行认知,因此根据矢量地图对管网进行施工和维修时,会造成工作的不便,用三维图形显示就可以很好地解决这些问题。通过GIS强大的数据可视化功能,以地形为依托,实现管网的可视、动态模拟,正确分析和全面了解系统运行情况,不仅能提高管网管理的效率、质量和水平,还可为城市管网的改建和扩建、运行、维护与管理提供科学依据和技术支持。本文以实际项目为依托,分析了目前地下管网管理中存在的问题,根据GIS技术和城市地下管网可视化的国内外研究进展,利用ArcGIS平台,进行了地下管网的三维可视性研究。地下管网数据预处理与数据库设计是建立地下管网综合地理信息系统的前提和基础,论文首先介绍了管网数据预处理的内容和方法。在分析和研究了管网的数据结构后,采用ArcGIS Geodatabase中的网络模型来组织管网数据,实现管网图形和属性信息一体化存储。利用C#进行地下管网三维可视系统的界面设计,并实现了编辑、查询、统计、可视性分析、打印报表等功能。最后,对论文的主要工作进行了总结,对需要进一步深入研究的内容提出了自己的设想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 地下管网管理系统现状及发展趋势
• 1.2.1 地下管网管理现状及问题
• 1.2.2 GIS 在地下管网管理中的应用及发展趋势
• 1.3 研究的主要目标、方法和内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容和技术路线
• 1.4 论文的组织结构
• 2 相关理论基础综述
• 2.1 三维地理信息系统
• 2.2 组件式GIS 技术
• 2.2.1 组件式GIS 技术概述
• 2.2.2 组件式GIS 技术的优点
• 2.3 ArcGIS Engine 组件技术
• 2.3.1 ArcGIS 软件体系结构
• 2.3.2 ArcGIS Engine 基本组件介绍
• 2.4 地理空间数据模型 Geodatabase
• 2.4.1 Geodatabase 类型
• 2.4.2 Geodatabase 结构
• 2.5 三维可视化技术
• 2.6 3Ds max 的建模技术
• 2.7 本章小结
• 3 地下管网数据获取与数据库设计
• 3.1 数据采集
• 3.1.1 数据测量
• 3.1.2 制定普查工作规划
• 3.1.3 管网探查
• 3.1.4 数据整理
• 3.2 数据库设计
• 3.2.1 地下管网数据的特点
• 3.2.2 地下管网的数据模型
• 3.2.3 数据编码
• 3.2.4 地下管网的数据结构
• 3.2.5 空间数据的图层划分
• 3.3 数据入库
• 3.3.1 数据转换
• 3.3.2 管线管点属性数据入库
• 3.4 本章小结
• 4 地下管网的三维表达
• 4.1 数据准备与处理
• 4.1.1 DEM 数据准备
• 4.1.2 地理地图准备
• 4.1.3 模型准备
• 4.2 数据集成
• 4.3 三维可视化显示
• 5 基于ArcGISEngine 地下管网三维可视化系统
• 5.1 系统总体设计
• 5.1.1 设计目标
• 5.1.2 开发平台及语言的选择
• 5.1.3 系统功能模块设计
• 5.2 系统功能模块开发与实现
• 5.2.1 二维数据显示管理
• 5.2.2 三维数据显示及查询
• 5.2.3 图形管理
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 论文的不足与展望
• 致谢
• 参考文献