基于ArcGIS的管网信息三维可视化研究

论文摘要

三维GIS是目前GIS领域发展的新趋势之一。三维GIS比二维GIS更能真实,直观的表达客观世界。它不需要把空间实体抽象为符号,而是将地理空间对象用立体技术展现给用户,并为用户提供人性化的与三维仿真世界交互的工具,使用户更加容易地获取空间信息。论文总结了现有GIS系统发展现状和缺陷,并以实际的项目为依托,在丰富实践的基础上,提出了一些新的方法来建立三维管网系统。在三维建模方面,采用SkecthUp建模软件建立三维模型,并导出为ArcGIS的多片数据结构,从而建立三维场景。在处理一些缺少高程信息的二维数据时,系统创新地采用了一些方法精确地获取这些数据的高程信息；在三维管线方面研究出动态生成三维管线模型的方法,逼真地再现三维管线。论文共分为五章,以下为每章的简要介绍：第1章为绪论,主要介绍了选题背景,以及从GIS的定义、特点、功能等方面介绍了三维GIS,并总结了国内外在三维GIS领域的研究方向和进展,提出了论文的研究目标和主要研究内容。第2章主要介绍了ArcGIS中MultiPatch的数据格式,并介绍了它的几种表现形式。同时详细介绍了管网实地场景中各种三维模型的精细建模方法和如何制作三维模型并输出为ArcGIS的MultiPatch数据格式。第3章介绍了利用ArcGIS的MultiPatch数据格式将二维管线数据动态生成三维管线的几种方案。第4章详细介绍了三维模块开发的实现并介绍了所需要的各种技术。第5章中总结了论文的创新与不足,提出对进一步工作的展望。本论文的创新之处在于：(1)采用了三维建模软件SkecthUp与GIS专业软件相结合的方式创建三维GIS系统,提出了很多具有建设性的三维模型创建方法。(2)利用程序采集一些建模需要的高程数据,减少了外业工作量。(3)实现了三维管线数据的动态生成,可以将二维管线数据直接生成三维管线,更加实时地反映管线的更新情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景和意义
• 1.2.1 研究背景
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 三维GIS在国内外的研究现状
• 1.4 综合管网概述
• 1.4.1 综合管网特点
• 1.4.2 综合管网分类
• 1.5 研究目标和研究内容
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 课题研究内容
• 第2章 三维景观的静态建模
• 2.1 ArcScene简介
• 2.1.1 ArcScene概述
• 2.1.2 ArcScene特点
• 2.2 Mulipatch三维数据模型
• 2.2.1 Mulipatch概述
• 2.2.2 Multipath的三种类型
• 2.2.3 Mulipacth的创建方式
• 2.3 SketchUp建模软件简介
• 2.3.1 SketchUp概述
• 2.3.2 SketchUp特点
• 2.4 三维景观静态模型的建模方法
• 2.4.1 三维景观静态建模数据要求
• 2.4.2 三维景观中地面的构建方法
• 2.4.3 一般房屋建模
• 2.4.4 设备建模
• 2.4.5 道路建模
• 2.4.6 管架建模
• 第3章 三维管线的动态生成
• 3.1 三维管线数据的预处理
• 3.2 三维直管的生成方法
• 3.3 三维直管在接头处的圆滑处理
• 3.3.1 三维弯管的生成方法
• 3.3.2 具体实现程序
• 3.3 绘制整条三维管线
• 第4章 三维环境搭建和三维场景操作的实现
• 4.1 三维模块总体的设计
• 4.1.1 三维模块实现总体思路
• 4.1.2 三维管网模块功能设计
• 4.1.3 三维模块界面设计
• 4.2 加载三维管线数据和三维模型数据
• 4.2.1 加入三维管线的属性数据并渲染三维管线
• 4.2.2 三维管线地上管线和地下管线的分层显示
• 4.2.3 导入三维静态场景模型
• 4.3 加载地面TIN模型和DOM正射影像
• 4.3.1 加载地面TIN模型
• 4.3.2 加载DOM正射影像
• 4.3.3 地面模型和DOM的交替显示
• 4.3.4 利用鼠标滚轮缩放三维地图
• 4.3.5 管网三维全场景的显示
• 4.3.5 三维管线的属性查询
• 4.3.6 区域三维场景显示
• 第5章 结论和展望
• 5.1 论文的研究成果
• 5.2 论文的不足和研究展望
• 参考文献
• 致谢