基于skyline的地下三維管線的自動(dòng)生成與瀏覽速度提成

裴洪云

（正元地理信息有限責(zé)任公司山東分公司，山東 濟(jì)南250101）

0 概述

隨著城市規(guī)模不斷的擴(kuò)大和生活水平的日益提高，城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)越來越龐大。如何應(yīng)對社會(huì)的發(fā)展，更好地服務(wù)于社會(huì)，作為城市的重要組成部分，地下管網(wǎng)將面臨管理上的更高要求和嚴(yán)峻考驗(yàn)。管網(wǎng)系統(tǒng)在國內(nèi)部分大中城市已經(jīng)應(yīng)用起來，中西部地區(qū)也在加緊建設(shè)的步伐。但是，仍然有許城市應(yīng)用效果并不良好。這一方面是由于各單位自身的原因，另一方面是系統(tǒng)本身技術(shù)落后，不夠靈活，不能適應(yīng)發(fā)展的需求。以實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，從地下管線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合Skyline的應(yīng)用，簡易介紹Skylie三維GIS技術(shù)在地下管網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，引導(dǎo)用戶建立一個(gè)先進(jìn)、靈活、實(shí)用、安全、高效、三維立體的地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。

1 生成新的數(shù)據(jù)表

（1）根據(jù)三維管線起始點(diǎn)、終止點(diǎn)位置，每條二維管線都包含起始點(diǎn)坐標(biāo)（x1， y1）和終止點(diǎn)坐標(biāo)（x2，y2）信息，將二維管線圖層中的“起始點(diǎn)管線高程”和“終止點(diǎn)管線高程”作為三維管線的的“起始點(diǎn)管線高程”和“終止點(diǎn)管線高程”，然后借助Skyline中IPosition61接口創(chuàng)建管線的起始位置點(diǎn)position1（簡稱P1）和終止位置點(diǎn)position2（簡稱P2）。

（2）管線的管徑值統(tǒng)一按照與實(shí)際管道1：2000的比例來確定，管道的高程值則采用管線的起點(diǎn)管線高與管徑相加之和。

（3）管線長度即起始點(diǎn)號(hào)位置和終止點(diǎn)號(hào)位置之間的空間距離，其中Vdist表示管線端點(diǎn)的高程差，Hdist表示管線在XOY平面上的投影長，distance表示管線兩端點(diǎn)之間的空間距離。相應(yīng)地，計(jì)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，每個(gè)位置點(diǎn)的X屬性表示該點(diǎn)的X坐標(biāo)值；Y屬性表示該點(diǎn)的Y坐標(biāo)值；Altitude屬性表示該點(diǎn)的絕對高程值。

（4）偏航角（Yaw）Yaw是指視點(diǎn)和興趣點(diǎn)的偏移角度，在三維坐標(biāo)系中表示繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角度。Yaw范圍為0°～360°，以正北方向?yàn)?°。其中Xdist表示管線在X軸上的投影長度，Ydist表示管線在Y軸上的投影長度。相應(yīng)地，計(jì)算公式描述如下Xdist=P2.X-P1.X Ydist=P2.Y-P1.Y Yaw=arctan（Xdist/Ydist）×180÷π }

（5）傾斜角（Pitch）Pitch表示視點(diǎn)和興趣點(diǎn)的俯仰角度，在三維坐標(biāo)系中表示繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度。Pitch范圍為-90°～90°，以水平方向?yàn)?°。其中Vdist表示管線起點(diǎn)和終點(diǎn)的高程差，Hdist表示管線在XOY坐標(biāo)系上的投影長度。相應(yīng)地，計(jì)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）旋轉(zhuǎn)角（Roll）Roll表示視點(diǎn)和興趣點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，在三維坐標(biāo)系中表示繞 Y軸旋轉(zhuǎn)的角度。Roll范圍為-180°～180°，0°表示與水平方向平行。

（7）管線的生成，根據(jù)skline接口連接新生成的數(shù)據(jù)表，觀點(diǎn)表創(chuàng)建三維模型對象，管線表包括方形管和圓管，方形管利用createBox（）接口創(chuàng)建管線，圓形管用createCylinder（）接口創(chuàng)建圓柱體，然后設(shè)置管線的長度，偏航角，傾斜角，旋轉(zhuǎn)角、文理文件等，設(shè)置管點(diǎn)的偏航角，傾斜角，旋轉(zhuǎn)角。然后能保存到fly文件中即可，在數(shù)據(jù)庫連通的情況下，即可看到地下管線。

（8）關(guān)于井蓋貼地的問題，可以通過skyline的接口GetGroundHeight Info（）獲取地表的高程，然后減去井的埋深，得到井的高程值，利用這個(gè)高程值，生成的井蓋管點(diǎn)可達(dá)到貼地的效果。

（9）把管線數(shù)據(jù)導(dǎo)成shape文件，導(dǎo)成shape文件再加載到fly中，可以脫離數(shù)據(jù)庫，隨時(shí)可用。在skyline的pro中導(dǎo)出shape，把紋理文件，模型文件放到本地，然后按照一定組織方式導(dǎo)入這些shape設(shè)好長度，偏航角，傾斜角，旋轉(zhuǎn)角、文理文件、模型文件等（如下圖 屬性設(shè)置），保存fly即可。

圖1 屬性設(shè)置

表1三維管點(diǎn)表

表2 三維管線表

2 Skyline的接口支持

由于管線數(shù)據(jù)的長短不一的特殊要求和Skyline中對象的支持程度，目前管線數(shù)據(jù)在三維中顯示的對象主要是圓柱體對象，即Cylinder對象（Building對象也可以實(shí)現(xiàn)）；系統(tǒng)可以根據(jù)不同數(shù)據(jù)種類的管線制作不同顏色的三維管線數(shù)據(jù)，以便區(qū)別管線的種類，如果管線顏色有規(guī)定，我們也可以制作一個(gè)管線顏色符號(hào)庫。管點(diǎn)數(shù)據(jù)在三維中顯示的對象主要是模型對象，即Model對象。根據(jù)系統(tǒng)中不同管點(diǎn)數(shù)據(jù)制作不同的模型；同一種類的管點(diǎn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同也可制作相應(yīng)的模型，下圖為生成三維地下管線的模型庫。

圖2

3 提高三維瀏覽速度

三維場景的數(shù)據(jù)量是非常大的，尤其在地上建筑模型、地下管線數(shù)據(jù)同時(shí)加載的情況下，會(huì)導(dǎo)致瀏覽速度嚴(yán)重下降，為了解決這個(gè)問題我們可以用處理exe擴(kuò)大內(nèi)存的方法解決使用VS命令提示工具（如下圖）執(zhí)行editbin/LARGEADDRESSAWARE“exe路徑“

圖3

4 生成效果

圖4

圖5

5 示例代碼

管點(diǎn)生成代碼

6 結(jié)束語

三維管線的自動(dòng)生成，在很大程度上提高了錯(cuò)綜復(fù)雜管線的可視化，查詢分析風(fēng)方便直接，加上瀏覽速度的提升，使得三維管線在實(shí)際中應(yīng)用更加編輯。

［1］Skyline6中文幫助手冊[Z].東方道邇GIS運(yùn)營中心/技術(shù)支持部.

［2］TerraExplorer Pro二次開發(fā)用戶手冊V6.1[Z].東方道邇GIS運(yùn)營中心/技術(shù)支持部.