供热管网的三维可视化研究

论文摘要

地下管线是城市赖以生存和发展的物质基础,而供热管线是城市地下管线的重要组成部分。由于种种原因,原有的供热管网资料不全和准确度有限,从而导致查找、更新比较困难。同时对现有管线的使用状况、走向、埋深等也不能很好地掌握。因此,建立供热管网信息管理系统来代替传统的管网资料管理方式,是我国供热管网资料管理领域的一场意义深远的变革。本课题就是以某高校供热管网为例,结合现有的二维地理空间数据,将供热管网的三维模型引入地理信息系统中,对供热管网的浏览、查询、可视化和其他功能的实现方法进行研究。在Visual C++6.0编程环境下,利用开放式图形库OpenGL直接构建校园供热管网的三维管道和其它附属部件的模型,实现了校园管网的三维可视化和多种交互操作。由于场景中实体图形种类繁多,各自需要存储的点不同,采取了对整个场景中实体分门别类,不同种类实体分别存储在不同格式的自定义文件中,通过程序的读取来进行建模。课题主要完成了以下的工作：（1）三维供热管网系统的数据处理,包括二维数据的处理和第三维信息的计算和统计工作；（2）三维供热管网系统场景中各种实体的建模方法的研究以及模型的建立；（3）三维供热管网场景的可视化和漫游；（4）数据库的建立；（5）三维管网场景中对实体的鼠标拾取操作和对管线的属性查询。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题的研究内容
• 2 数据的处理
• 2.1 管线三维空间数据
• 2.1.1 平面数据的获取
• 2.1.2 高程数据的获取
• 2.1.3 空间三维数据
• 2.2 建筑三维空间数据
• 2.2.1 建筑物平面数据的获取
• 2.2.2 高程数据的获取
• 2.3 异径管、波纹管的三维空间数据
• 2.3.1 异径管
• 2.3.2 波纹管膨胀节
• 2.4 属性数据
• 3 三维建模
• 3.1 3DS格式文件模型的导入
• 3.1.1 3DS格式
• 3.1.2 3DS模型数据的读取
• 3.2 具体三维模型的建立
• 3.2.1 三维管线
• 3.2.2 异径管、波纹管、截止阀
• 3.3 各种实体数据的存储与读取
• 3.3.1 数据的存储
• 3.3.2 数据的读取
• 4 系统三维可视化技术分析
• 4.1 三维可视化开发工具
• 4.1.1 OpenGL的工作原理
• 4.1.2 在OpenGL中进行虚拟场景构造时的坐标变换
• 4.1.3 三维图形变换
• 4.1.4 供热管网系统的场景漫游
• 5 系统其它功能的技术分析
• 5.1 场景中物体的拾取技术
• 5.2 三维空间交互技术
• 5.2.1 三维空间查询技术
• 5.2.2 对管线的修改与删除
• 6 三维供热管网可视化系统的实现
• 6.1 系统开发平台
• 6.2 系统设计
• 6.2.1 SQL Server2000数据库
• 6.2.2 OpenGL在Visual C++6.0的实现
• 6.2.3 程序设计
• 6.3 系统实现
• 7 总结和展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 论文和学术活动