基于skyline的地下三维管线的自动生成与浏览速度提成

2015-01-09裴洪云

科技视界 2015年5期

裴洪云

（正元地理信息有限责任公司山东分公司，山东济南250101）

0 概述

随着城市规模不断的扩大和生活水平的日益提高，城市地下管网系统越来越庞大。如何应对社会的发展，更好地服务于社会，作为城市的重要组成部分，地下管网将面临管理上的更高要求和严峻考验。管网系统在国内部分大中城市已经应用起来，中西部地区也在加紧建设的步伐。但是，仍然有许城市应用效果并不良好。这一方面是由于各单位自身的原因，另一方面是系统本身技术落后，不够灵活，不能适应发展的需求。以实际项目经验为依据，从地下管线系统的数据结构，结合Skyline的应用，简易介绍Skylie三维GIS技术在地下管网系统中的应用，引导用户建立一个先进、灵活、实用、安全、高效、三维立体的地下管网地理信息系统。

1 生成新的数据表

（1）根据三维管线起始点、终止点位置，每条二维管线都包含起始点坐标（x1， y1）和终止点坐标（x2，y2）信息，将二维管线图层中的“起始点管线高程”和“终止点管线高程”作为三维管线的的“起始点管线高程”和“终止点管线高程”，然后借助Skyline中IPosition61接口创建管线的起始位置点position1（简称P1）和终止位置点position2（简称P2）。

（2）管线的管径值统一按照与实际管道1：2000的比例来确定，管道的高程值则采用管线的起点管线高与管径相加之和。

（3）管线长度即起始点号位置和终止点号位置之间的空间距离，其中Vdist表示管线端点的高程差，Hdist表示管线在XOY平面上的投影长，distance表示管线两端点之间的空间距离。相应地，计算公式描述如下 Hdist=（P2.X-P1.X）2+（P2.Y-P1.Y）槡 2 Vdist=P2.Altitude-P1.Altitudedistance=Hdist2+Vdist槡2}式中，每个位置点的X属性表示该点的X坐标值；Y属性表示该点的Y坐标值；Altitude属性表示该点的绝对高程值。

（4）偏航角（Yaw）Yaw是指视点和兴趣点的偏移角度，在三维坐标系中表示绕Z轴旋转的角度。Yaw范围为0°～360°，以正北方向为0°。其中Xdist表示管线在X轴上的投影长度，Ydist表示管线在Y轴上的投影长度。相应地，计算公式描述如下Xdist=P2.X-P1.X Ydist=P2.Y-P1.Y Yaw=arctan（Xdist/Ydist）×180÷π }

（5）倾斜角（Pitch）Pitch表示视点和兴趣点的俯仰角度，在三维坐标系中表示绕X轴旋转的角度。Pitch范围为-90°～90°，以水平方向为0°。其中Vdist表示管线起点和终点的高程差，Hdist表示管线在XOY坐标系上的投影长度。相应地，计算公式描述如下Hdist=（P2.XP1.X）2+（P2.Y-P1.Y）槡 2 Vdist=P2.Altitude-P1.AltitudeYaw=arctan（Vdist/Hdist）×180÷π }

（6）旋转角（Roll）Roll表示视点和兴趣点的旋转角度，在三维坐标系中表示绕 Y轴旋转的角度。Roll范围为-180°～180°，0°表示与水平方向平行。

（7）管线的生成，根据skline接口连接新生成的数据表，观点表创建三维模型对象，管线表包括方形管和圆管，方形管利用createBox（）接口创建管线，圆形管用createCylinder（）接口创建圆柱体，然后设置管线的长度，偏航角，倾斜角，旋转角、文理文件等，设置管点的偏航角，倾斜角，旋转角。然后能保存到fly文件中即可，在数据库连通的情况下，即可看到地下管线。

（8）关于井盖贴地的问题，可以通过skyline的接口GetGroundHeight Info（）获取地表的高程，然后减去井的埋深，得到井的高程值，利用这个高程值，生成的井盖管点可达到贴地的效果。

（9）把管线数据导成shape文件，导成shape文件再加载到fly中，可以脱离数据库，随时可用。在skyline的pro中导出shape，把纹理文件，模型文件放到本地，然后按照一定组织方式导入这些shape设好长度，偏航角，倾斜角，旋转角、文理文件、模型文件等（如下图属性设置），保存fly即可。

图1 属性设置

表1三维管点表

表2 三维管线表

2 Skyline的接口支持

由于管线数据的长短不一的特殊要求和Skyline中对象的支持程度，目前管线数据在三维中显示的对象主要是圆柱体对象，即Cylinder对象（Building对象也可以实现）；系统可以根据不同数据种类的管线制作不同颜色的三维管线数据，以便区别管线的种类，如果管线颜色有规定，我们也可以制作一个管线颜色符号库。管点数据在三维中显示的对象主要是模型对象，即Model对象。根据系统中不同管点数据制作不同的模型；同一种类的管点，根据结构类型的不同也可制作相应的模型，下图为生成三维地下管线的模型库。