10_城市基础设施三维可视化管理平台简介

随着全球信息化的变革，科技的不停进步，三维模拟技术的合用领域也越来越广泛。基础设施三维可视化管理系统（下列简称为可视化管理系统）是就对现在基础设施资源基础数据三维模拟的综合应用。通过可视化管理系统的建立，模拟整全城的市貌，动态生成管网三维，并通过对基础设施的管理、分析，为基础设施建设、维护、指挥决策等各方面的应用提供根据。

可视化管理系统是将基础设施平面数据的三维可视化呈现，通过将平面数据 以及三维数据动态的联动，增强了“所见即所得”的顾客体验。能够通过属性查 询来获取现在的三维信息，也能够通过三维图形获取对应的属性信息，达成真正 的图文联动，“三维”和“属性”的互查；能够通过动态生产管网三维，展示现 在管网的三维模拟效果，并在此基础上进行日常的测量、浏览、查询、分析等，加强了基础设施的数字化建设，为基础设施的建设、指挥决策提供了更加明了、更加形象的可视化根据。

可视化管理系统的建立是符合现在社会新潮、满足现在社会需要的新型产业软件，是三维模拟技术与数字化基础设施结合的产物，含有蓬勃的发展潜力。

一、系统目的

建立可视化管理系统时，应在基础平台选择、数据规范、应用系统的可维护性和可扩充性等方面予以全方面的考虑和留有充足的余地，使之能随着前期目的的实现，有计划有环节地开展数据收集和建库工作，不停完善系统功效、扩大应用范畴，使系统逐步演进成一种更高层次的可视化管理系统。

结合市现在规划管理的业务特性，遵照求实可行的方针，以实用性、先进性、开放性、可靠性为原则，在统一的软硬件平台上，建立起可视化管理系统，具体目的重要有：建立多个建筑物、纹理材质以及管网附属设施模型库，是动态生成三维场景必不可少的一部分；建立三维的基础地形数据库；实现动态生成管网三维并建立对应的管网数据库；建立可视化管理系统，实现对都市管网属性的查询、

管理，以及分析功效，为都市规划、建设提供决策根据和服务，为管网规划、抢险、改建、扩建等提供技术支持。

在实现初步目的后，通过充实和丰富基础地理数据库、管网数据库的内容，不停提高基础空间信息系统对基础设施管理应用的支持力度，由易到难逐步实现 多个空间分析、管网辅助设计、监测、维修分析等功效，提高分析能力和辅助决 策手段，强化管理的科学性。

通过循序渐进、滚动发展的原则，在局与各权属单位的共同努力下，逐步建成一种含有相称覆盖范畴的，设计方案与辅助决策结合，地形及管网现状与动态更新结合，含有图文一体化的，能实现多级管理模式的可视化管理系统。

二、系统功效

三维可视化管理系统功效分布图：

1. 可视化基础操作

可视化基础操作是可视化管理系统基本操作的集合。集中体现为放大、缩小、拖拽浏览、滑动模式、围绕飞行等浏览模式以及可视化系统中日常使用的其它操作，是可视化系统的基础。

1. 放大/缩小浏览

通过在三维界面上，滑动鼠标滚轮，从而实现放大/缩小三维图形。能够通过选定级别进行浏览。

2. 拖拽浏览

通过在三维界面下，按住鼠标并拖动，从而实现拖拽浏览。

3. 滑动模式浏览

即在三维界面下，通过鼠标移动一种方向，系统自动按照鼠标的方向进行自动慢慢平移。

4. 围绕飞行浏览

以主视窗的中间点为中心 360 度围绕飞行进行浏览。

5. 地下管网浏览模式

透过道路查看地下管息，实现沿路横剖或纵剖行走察看地下管网数据。

6. 行走模式

通过制订人物视角，沿道路或者其它指定路线，对周边地物进行浏览。

7. 捕获设立

启动/关闭三维场景的捕获开关、以及设立三维场景中捕获的内容。

8. 二三维联动

通过通信实现二维视图和三维视图之间的互动，体现在放大、缩小、移动等操作的互动。能够随时启动或者取消联动。

2. 可视化模型配备

可视化模型配备集中管理了对三维符号模型以及管网纹理的配备，方便在动态生成三维管网过程时，根据模型配备调用适宜的模型参数，生成更加形象逼真的三维管网。可视化模型配备重要提供了对三维符号模型和管网纹理的配备。

1. 三维符号模型配备

三维符号模型配备功效重要针对现在管网数据，按照管点的节点性质，预先配备对的的节点模型，方便于在动态生成三维管网时，根据配备加载、应用对的的节点模型。模型文献以本地文献方式存储加载。

三维节点模型分可缩放模型和不可缩放模型，不可缩放模型，按照管点位置，直接加载，移动即可，该类模型为实际固定大小（普通体现为路灯，调压箱等地上附属设施）。可缩放模型分三轴同时缩放和平面同时、垂直不同时缩放两种模型，该类模型普通是指定比例大小来制作（为方便缩放，统二分之一径为 1 个单位）。三轴同时模型是指在 x/y/z 三轴上的缩放比例一致，如直线点等；平面同时、垂直不同时缩放模型是指在水平面上缩放比例一致，但在垂直方向上缩放比例不一致的模型，例如污水井等附属设立。

地下管网三维符号统一按照 1：1 比例进行建模，在将管点与管网进行配准时，首先计算与此管点连接的管网，获得每条管网的管径和管网夹角，由此可得出符号的缩放比例和旋转角度，考虑连接管径有不同以及角度不平行或者垂直的状况，模型在建立时要进行分解，就是将需要连接管网的地方单独做模型，然后合并为一种整体模型，这样能够实现针对管径不同来进行不同的缩放，也可实现根据角度调节符号中与管网连接部分。

对于地上管网附属设施力求按照实际比例进行建模，在将管点与管网进行配准时，需要直接将该类管网设施按照实际的摆放位置插入即可。

在实际应用中，能够根据实际需求，实现更多细节上的功效，例如说与否拉 伸到地面（普通的井类附属设施都会拉伸到地面）；例如说模型底面与否固定，固定时，底部是圆形还是方形，大小为多少（井类附属设施底部普通都为固定大 小）；不固定时，默认取与之相连的管道/管沟的最大尺度；为了效果的突出， 往往会将附属节点在水平方向是扩充一定比例（底部固定大小的除外），垂直方 向上向下偏移尺度（井类设施如污水井，在取与之相连的全部管道中高程值最低 的一种后来，还需要在垂直方向上，向下偏移一定的尺度）。

2. 管网颜色以及纹理配备

三维管网颜色以及纹理的配备，重要应用于在动态生成管网三维时，按照设定的对的配备来模拟生成地下管网三维的实际状况。

其中管网颜色能够在管网生成界面中自己自定义设立，也能够选择随层，即默认管网图层的颜色；纹理配备是指按照管网的实际状况，在生成的管道/管沟上贴上实际的纹理图片。

模型文献以本地文献方式存储加载。

1.1 动态生成三维管网

对区域范畴内基础设施资源管网数据，模拟生成基础设施资源管网的三维场景（地上三维地形场景普通静态建模后来直接调用）。并能够对生成的三维场景进行观察、漫游与查询。方便顾客对区域范畴内的复杂三维管线分布进行察看。

根据基础设施资源管网数据生成管网三维效果，通过设立地下浏览模式能够到查看地下管网三维效果。通过设立整体浏览管道模式，能够透过路面直接查看地下管网，实现沿着道路的横剖面或纵剖面在有建筑参考的状况下浏览管网。

图：动态生成三维管网

动态生成三维管网通过遍历范畴内的每一条管道，根据属性信息，获取管网 的三维起点、终点的坐标，计算倾斜角度，来绘制管网。管网根据种类分圆形管 道和方形管沟，圆形管道的圆柱体以 12 面为原则；方形管沟按照沟截面宽高属 性值来绘制。通过管网颜色以及纹理配备，读取现在管网的颜色或者纹理文献，对现在管网绘色或者贴图。

对于管点，通过三维符号模型配备获取对应的符号模型，以及缩放模式。然后通过计算与之相连的全部管线的高程值，管径值（圆形管网）、沟截面宽高（沟状管网）来计算现在管点符号模型的缩放值、偏移值以及旋转角度，从而更加贴近的模拟实际管网附属设施的分布状况、以及与管网间的连接状况。

为方便管理，和平面二维数据类似，对于不同种类的管网，在动态生成管网三维时，同样按照管网种类分层管理。

1.2 可视化应用分析

可视化管理系统的可视化应用分析模块重要是对系统动态生成的管网进行查询、分析，为基础设施的建设提供直观展示以及辅助决策。

1. 测量工具

量测工具是指三维平台本身提供的某些惯用的测量工具，其测量范畴重要有水平距离、垂直距离、空间距离以及面积。

（1） 水平距离量算

测量空间两点间的水平距离。

（2） 垂直距离量算

测量空间两点间的垂直距离。

（3） 空间距离量算

测量空间两点间的空间距离。

（4） 面积量算

测量空间区域范畴的面积。

2. 途径

根据事先定义的路线，将整个过程进行回放。涉及创立途径、途径统计、播放途径、途径暂停、途径停止、途径起始位置以及途径终止位置的设立等。

（1） 创立途径

能够创立一种新的自定义途径。

（2） 途径统计

途径统计能够将顾客的操作次序统计下来，保存在途径里边，方便此后的回放。

（3） 播放途径

能够按照设定的途径进行自动浏览漫游，或者继续播放现在暂停的途径。

（4） 途径暂停

能够暂停现在播放的途径。

（5） 途径停止

退出途径执行状态。

（6） 途径起始/终点位置

设立途径的起始、终点的位置。

3. 图形定位

图形定位是在现在存在的基础资源数据中，通过指定条件、参数，将图形视野定位到该参数对应的位置。

（1） 建筑物/道路定位

通过建筑物或道路名称进行查询匹配定位。将图形视野定位到该建筑物、道路对应的位置。

（2） 坐标定位

通过指定坐标来定位到该位置。

（3） 图形对象定位

通过图形对象列表，选择定位的对象，进行飞行定位。

4. 查询统计 （1） 点击查询

通过在三维视图上点击查询指定的图形，从而查询该图形的属性信息。

（2） 区域对象分类统计

选择多边形框选范畴内的对象，并获得选中区域内的对象集，统计区域内的实体数并形成分类列表。

5. 分析模块

针对现在的三维图形信息，对动态生成的管网图形，模拟实现 GIS 系统中惯用分析功效，模拟现实管网的真实分布状况，增强视觉体验。重要有剖面分析、水平/垂直净距分析、汇水分析、等高线分析、最佳途径分析、视域分析等。

（1） 剖面分析

对所选地区场景进行剖面观察，可分析出地表起伏状况。

（2） 水平净距分析

同二维 GIS 中的水平净距分析，计算指定管网在区域范畴内，和相邻管网之间的水平距离。

（3） 垂直净距分析

同二维 GIS 中的垂直净距分析，计算指定管网在区域范畴内，和相邻管网之间的垂直距离。

（4） 最佳途径分析

根据给定的参数，如放样间隔，上升的最大坡度，下降的最大坡度，允许的放样宽度等信息，根据地形的走势，自动解算出最佳的放样线路

（5） 视域分析

在场景中任选一点和视角范畴能够进行视域可见分析。

1.3 系统维护模块

系统维护模块重要是包含系统的日程维护信息、定位配备、以及符号模型的管理等功效。其中系统的日志维护信息重要有日志管理、顾客管理等。是顾客运行的基础保障。

1. 日志管理

日志管理重要是对登录系统的顾客的信息进行统计，同时根据设立状况，把 顾客对某些功效操作状况也进行统计。在管理窗口上能够对统计的日志信息进行 按顾客、按登录时间、准时间段、按角色(或顾客组)、按 IP 进行查询；也能够 把全部日志信息或部分日志信息进行导出归档；能够从统计表中删除日志信息；系统管理员能够根据业务管理需要，对顾客使用的功效操作状况进行统计设立。

（1） 日志信息管理

日志信息管理是从日志信息统计表中获取系统全部日志统计信息。 顾客能够根据需要，通过顾客名、附属角色(或附属顾客组)、附属行政单位、 IP 地址、时间段等信息对日志信息表的各有关字段进行日志信息过滤查询，并可把查询到统计进行导出。顾客能够根据日志信息与否尚有实际意义，可删除有条件的删除日志统计。

顾客能够根据业务管理需要，对各子系统里的功效模块进行设立，在日志信息统计的时候能够根据设立状况进行功效操作的统计。

（2） 日志信息统计

根据统计日志的三种状况(登录时、退出时、运行时),对外公布三个函数接口或一种函数有三种模式。

系统登录时在日志信息表里添加一种新的统计，除退出时间和操作信息状况两个字段内容不填外，其它都要填写，同时在“退出时间”字段里填写“非正常退出”。

系统运行时能够在每个功效项里调用日志信息统计函数，传入“现在顾客名”、“功效编码”、“功效描述”三个参数，根据输入参数状况与日志操作设立状况进行比较，只统计在操作设立范畴内的功效操作。

系统退出时找到该顾客近来的登录信息，并判断它的“退出时间”与否为“非正常退出”，若是则直接更改该字段内容为退出时间。

2. 顾客管理

顾客管理重要是对系统的现有顾客、新增顾客、以及角色（顾客组）等顾客信息的管理。顾客信息管理实现了以角色的方式对顾客进行管理，设立好某个角色后，在该角色内的顾客拥有和现在角色一致的权限。

顾客管理是以角色的形式来管理顾客的。在管理顾客之前首先要对角色进行管理，能够添加新的角色、修改已有的角色和删除角色。删除角色除了删除角色本身外还会附属角色的全部顾客全部删除。

在一种角色节点上，顾客能够添加新的顾客，新顾客默认的权限继承了附属角色的权限。能够对顾客的权限进行修改，但顾客的权限不能超出角色权限的范畴。

在顾客节点上，能够修改顾客名、修改密码。

3. 权限管理

权限管理是对现在系统现有顾客以及角色的权限的分派与管理。权限管理重要涉及系统功效权限管理和数据访问权限管理。对新增的角色需要对角色功效权限和数据访问权限进行设立。新增的顾客默认拥有现在角色的全部权限。

功效权限管理用于管理顾客使用那些子系统及允许顾客使用子系统里的那些功效。功效权限管理描述：

从功效配备表获取功效信息，以树型图形式显示给顾客，系统管理员能够选择不同的功效权限赋予顾客。

设立好的功效权限信息存储在一种可序列化的类中，向数据表中保存时，将该类进行序列化，方便存储在权限字段(BLOB 类型)中。

显示设立好的功效权限信息时，需要将从数据表获取的字段信息进行反序列化，并存储在一种定义好的类中，能够通过该类获取实际的权限信息。