论文总字数：16222字

摘 要

地下管线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。利用地理信息系统对地下管网进行综合管理，可以将管线信息有序的存入计算机管理系统，实现数据的更新和资源共享。本文在分析目前三维可视化以及现有电力电缆传统管理模式的基础上结合了电缆三维图形信息以及地理信息，将传统地下电缆管理模式提升为数字化、可视化、信息化的现代管理模式。

关键词：地下管线 GIS 三维可视化 三维模型

Research on 3D visualization of underground cable based on GIS

Abstract

Underground pipeline is an important infrastructure in modern production and life, and it is responsible for basic work such as information transmission, energy transportation. The management of the underground pipe network can be carried out by using GIS, and can be stored in the computer management system, and realize the data updating and resource sharing. Based on the analysis of the current 3D visualization and on the basis of traditional management mode of the existing power cable combines the cable 3D graphic information, geographic information and cable assets information, will enhance the traditional management mode of underground cable digitalization, visualization, information technology and modern management mode.

Key Words： Underground pipeline; GIS; 3D visualization; 3D model

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 1

1.3存在问题 2

1.3.1资源混乱 2

1.3.2开发困难 2

1.3.3数据模型 2

1.4研究内容 3

第二章 三维可视化 4

2.1 可视化的概念 4

2.2 三维可视化技术 4

2.3 科学可视化 5

2.4 地学可视化 6

第三章 地理信息系统 7

3.1 GIS概述 7

3.2 GIS的发展趋势及面临的问题 7

3.3 可视化在GIS中的应用 8

第四章 电力设备三维建模 10

4.1 工作环境 10

4.1.1 Sketchup 2015 10

4.1.2 Autodesk 3ds Max 2010 10

4.1.3 SuperMap Max Plugin插件 11

4.1.4 SuperMap iDesktop 11

4.2建模实施 12

4.2.1 总体设计 12

4.2.2 资料准备 12

4.2.3 地表构造 13

4.2.4 地下构造 14

4.3格式选取 16

4.4生成模型数据集 16

4.4.1 新建数据源 16

4.4.2 世界坐标原点 16

4.4.3 生成数据集 17

4.4.4 设置导出信息 17

4.4.5 添加模型场景 18

4.5模型转换 19

第五章 三维分析 20

5.1 基本量测 20

5.2 通视分析 20

5.3 光照分析 21

5.4 剖面分析 22

5.5 可视域分析 23

结束语 25

参考文献 26

致谢 27

第一章 绪论

1.1研究背景

空间性是城市系统区别于其它社会系统主要特点之一^[1]，反映城市现状、规划和变迁的各类数据(如地形、地貌、建筑、道路、综合管网等)都是空间信息。因而，空间信息的表示及其规律的探讨是许多城市数学模型的主要研究课题^[2]。作为研制地理信息三维可视化系统的重要组成部分，三维可视化处理也成为一个重要的研究热点。

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，城市中的电力、供水、供暖、燃气、排污等地下管线已经与环境保护和人民的生活密切相关，科学准确的地下管线资料是城市规划建设和发展的基础信息，对保证人民的正常生产、生活和社会发展具有重大意义^[3]。城市地下管网的综合规划和管理，正随着地理信息系统产业的发展，越来越受到人们的重视。而作为国民经济命脉的电缆敷设维护管理问题存在管理混乱等问题，如何利用先进的计算机、图形学、数据库等技术，建立与完善城市地下电缆管线三维可视化信息系统，以实现高效管理、规划、设计地下各类管线，已成为当前一个紧迫的研究课题^[4]。

1.2研究现状

地理信息系统由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务^[5]，它是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。

长期以来，地下电缆管线的管理和维护大多采用人工测绘、图纸管理，效率低下^[6]。因此国内外很多生产和科研部门对管线信息的管理进行了研究。MAPNIFO、ARCNIFO等国外大型地理信息系统软件具有强大的空间数据输入、存储、处理、分析和输出等GIS基本功能，并且提供二次开发宏语言，这些软件的研制起步早，经受了市场的严峻考验^[7]，为开发人员和用户所信赖，因此国内多数管线管理系统是结合该类工具软件与其它可视化开发语言(VB、VC、Delphi等)进行集成式二次开发。

虽然三维GIS可视化技术研究已取得了一定的成果，但在提高海量数据的漫游速度、提高场景的真实感和美感等方面仍有待进一步的深入研究^[8]。

1.3存在问题

1.3.1资源混乱

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