本發(fā)明涉及地理信息系統(tǒng)三維矢量領(lǐng)域，特別是涉及一種三維管線模型連接件模型的構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
：隨著國家和政府對地下管線建設(shè)、地下管廊的建設(shè)的重視程度越來越高，城市地下管線的規(guī)劃、管理依然成為不得不解決的問題。地下管線的類型多種多樣，傳統(tǒng)的二維管線管理已經(jīng)不能滿足實際需要，通過對地下管線進行建模，并在三維場景中呈現(xiàn)和管理，是目前的主流趨勢。三維管線建模有手工建模和自動建模兩種類型。對于手工建模，是利用采集到的管線尺寸、紋理、屬性等信息人工建模，這種建模方法效率低、成本高，不利于推廣。自動建模是利用外業(yè)采集的管線二維數(shù)據(jù)按照一定得算法自動生成管線模型，這種建模方法在提高建模效率的同時，大大降低了建模成本。目前，根據(jù)二維矢量數(shù)據(jù)構(gòu)建三維管線模型并在場景中顯示已有比較成熟的方法。但是，在實際操作的過程中，由于管線數(shù)據(jù)采集精度等問題，如果不對相鄰管線連接處做處理的話，則將會出現(xiàn)管線斷裂、管線錯開等問題，導(dǎo)致在場景中顯示效果不佳。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中三維管線模型連接點管線斷裂、管線錯開的缺點，提供了一種三維管線模型連接件模型的構(gòu)建方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決。一種三維管線模型連接件模型的構(gòu)建方法，包括如下步驟：(1)連接件模型的構(gòu)建：包括連接球模型的構(gòu)建和套管模型的構(gòu)建：①連接球模型的構(gòu)建：連接球模型依據(jù)球面的參數(shù)方程構(gòu)建，球面參數(shù)方程的參數(shù)由連接球半徑R和連接球的分割粒度S控制，默認連接球半徑R＝1，而分割粒度S＝5，構(gòu)建的連接球模型是以坐標系原點為中心的模型；②套管模型的構(gòu)建：套管模型依據(jù)圓的參數(shù)方程構(gòu)建，模型的參數(shù)由套管底面圓的半徑R、底面圓周的分割粒度S以及套管高度H控制，默認套管的底面圓半徑R＝1，分割粒度S＝5，套管高度H＝2，構(gòu)建的套管模型底面的中心為坐標系的原點，以坐標系Y軸為縱向?qū)ΨQ軸；(2)連接件模型的位置和形態(tài)控制：根據(jù)步驟(1)建立的連接件模型為原點建模的單位模型，需要按以下操作將其移動到場景中正確的位置和角度；①對連接球模型的操作：a.連接球模型在原點處進行縮放，默認縮放比例為1.2倍的管線半徑。縮放比例可以根據(jù)表現(xiàn)效果進行調(diào)整；b.將連接球模型平移到管線連接處，平移值為管線起始點或終止點的頂點坐標。②對套管模型的操作：a：套管模型在原點處進行縮放，默認縮放比例為1.2倍的管線半徑，縮放比例可以根據(jù)表現(xiàn)效果進行調(diào)整；b：套管模型在原點處進行旋轉(zhuǎn)，將套管旋轉(zhuǎn)到與管線平行的形態(tài)；旋轉(zhuǎn)軸與世界坐標系的Y軸和首段或尾段管線向量垂直，旋轉(zhuǎn)角度為世界坐標系的Y軸和首段或尾段管線向量的夾角；c：將套管模型平移到管線連接處，平移值為管線起始點或終止點的頂點坐標；(3)連接件模型的外觀屬性控制：外觀屬性包括材質(zhì)屬性和紋理屬性；材質(zhì)屬性用于設(shè)置材質(zhì)的顏色，紋理屬性的表現(xiàn)形式是通過生成紋理坐標，然后把生成的紋理坐標和紋理資源設(shè)置到節(jié)點上實現(xiàn)。進一步，步驟(1)中，連接件模型的組織方式為VRML結(jié)構(gòu)。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：本發(fā)明用于對管線起始端或者終止端處，連接球和套管對管口封裝進行圓滑處理。在管線二接處，若管線呈180度對接，則套管完全包裹連接球?qū)崿F(xiàn)兩根管線的平滑對接，使管線連接更加美觀；若管線呈其他角度對接，則在對接拐點外側(cè)可以明顯看到連接球，從而實現(xiàn)兩根管線的自然過渡，在管線三接或者多接處，使用本發(fā)明生成的套件也能實現(xiàn)較好的連接效果。附圖說明圖1是本發(fā)明一種三維管線模型連接件模型的構(gòu)建方法流程示意圖；圖2是本發(fā)明一種三維管線模型連接件模型中兩根管線套件效果圖；圖3是本發(fā)明一種三維管線模型連接件模型中多條管線連接處套件效果圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖1至圖3所示，一種三維管線模型連接件模型的構(gòu)建方法，包括如下步驟：(1)連接件模型的構(gòu)建：包括連接球模型的構(gòu)建和套管模型的構(gòu)建：①連接球模型的構(gòu)建：連接球模型依據(jù)球面的參數(shù)方程構(gòu)建，參數(shù)方程如下：球面參數(shù)方程的參數(shù)由連接球半徑R和連接球的分割粒度S控制，連接球Z軸方向的分割粒度為S，而XOY平面的分割粒度為2S(S其正整數(shù))，構(gòu)建的連接球模型是以坐標系原點為中心的模型，模型的信息是以VRML結(jié)構(gòu)進行組織的。一般而言，構(gòu)建連接球模型是以R＝1、S＝5的單位模型，構(gòu)建模型的頂點坐標、紋理坐標、法線坐標如下表1、表2、表3所示：單位連接球頂點坐標(部分)序號XYZC(0,0)1.0000.0000.000C(1,0)0.7070.7070.000C(2,0)0.0001.0000.000C(3,0)-0.7070.7070.000C(4,0)-1.0000.0000.000表1單位連接球紋理坐標(部分)序號XYZN(0,0)1.0000.0000.000N(1,0)0.7070.7070.000N(2,0)0.0001.0000.000N(2,0)-0.7070.7070.000N(4,0)-1.0000.0000.000表2單位連接球法線坐標(部分)序號XYZN(0,0)1.0000.0000.000N(1,0)0.7070.7070.000N(2,0)0.0001.0000.000N(2,0)-0.7070.7070.000N(4,0)-1.0000.0000.000表3②套管模型的構(gòu)建：套管模型依據(jù)圓的參數(shù)方程構(gòu)建，模型的參數(shù)由套管底面圓的半徑R、底面圓周的分割粒度S以及套管高度H控制，默認套管的底面圓半徑R＝1，分割粒度S＝5，套管高度H＝2，構(gòu)建的套管模型底面的中心為坐標系的原點，以坐標系Y軸為縱向?qū)ΨQ軸；套管模型是以圓的參數(shù)方程為基礎(chǔ)構(gòu)建，其參數(shù)方程如下：套管模型底面是以半徑R和分割粒度S控制的，分割粒度S越大，則套管模型底面圓上的頂點個數(shù)越多，套管模型表現(xiàn)的越圓滑。在坐標系的XOY平面上構(gòu)建出套管模型的底面頂點坐標后，以H為高度拉伸底面頂點坐標，生成套管模型頂面頂點坐標。構(gòu)建的套管模型的底面中心在坐標系原點，以Y軸為縱向?qū)ΨQ軸的模型，模型的信息是以VRML結(jié)構(gòu)進行組織的。一般而言，構(gòu)建套管模型是以R＝1、H＝2，S＝8的單位模型，構(gòu)建模型的頂點坐標、紋理坐標、法線坐標如下表4、表5、表6所示：單位套管模型頂點坐標(部分)序號XYZC(0)0.0000.0001.000C(5)1.0002.0000.000C(10)-0.7070.000-0.707C(15)-0.7072.0000.707C(20)0.7072.0000.707C(25)-1.0002.0000.000C(30)0.7070.0000.707C(35)-1.0000.0000.000表4單位連接球法線坐標(部分)序號XYT(0)0.000.00T(5)0.281.00T(10)0.710.00T(15)1.001.00T(20)0.850.85T(25)0.490.00T(30)0.850.85T(35)0.490.00表5單位套管模型法線坐標(部分)序號XYZN(0)0.0000.0001.000N(5)1.0000.0000.000N(10)-0.7070.000-0.707N(15)-0.7070.0000.707N(20)0.0001.0000.000N(25)0.0001.0000.000N(30)0.000-1.0000.000N(35)0.000-1.0000.000表6(2)連接件模型的位置和形態(tài)控制：根據(jù)步驟(1)建立的連接件模型為原點建模的單位模型，需要按以下操作將其移動到場景中正確的位置和角度；①對連接球模型的操作：a.連接球模型在原點處進行縮放，默認縮放比例為1.2倍的管線半徑?？s放比例可以根據(jù)表現(xiàn)效果進行調(diào)整；b.將連接球模型平移到管線連接處，平移值為管線起始點或終止點的頂點坐標。由于連接球模型是坐標系原點為中心構(gòu)建的，需要對其進行姿態(tài)進行控制，具體就是通過平移、旋轉(zhuǎn)、縮放將連接球模型擺放到場景中合適的位置，達到連接兩條相鄰管線的目的。連接球模型不需要進行旋轉(zhuǎn)操作，但要進行平移和縮放操作。平移操作是將連接球模型的中心點平移至管線的起始或終止點處，而縮放操作是控制連接球模型整體縮放，以達到適應(yīng)管子半徑的目的。目前默認的縮放力度為1.2倍的管子半徑。這些操作的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是通過對頂點坐標進行矩陣操作來實現(xiàn)的，具體如下式：②對套管模型的操作：a：套管模型在原點處進行縮放，默認縮放比例為1.2倍的管線半徑，縮放比例可以根據(jù)表現(xiàn)效果進行調(diào)整；b：套管模型在原點處進行旋轉(zhuǎn)，將套管旋轉(zhuǎn)到與管線平行的形態(tài)；旋轉(zhuǎn)軸與世界坐標系的Y軸和首段或尾段管線向量垂直，旋轉(zhuǎn)角度為世界坐標系的Y軸和首段或尾段管線向量的夾角；c：將套管模型平移到管線連接處，平移值為管線起始點或終止點的頂點坐標；在坐標原點附近構(gòu)建的套管模型需進行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放三種操作，才能移到到管線連接處。套管模型首先進行縮放操作，縮放比例為管線模型半徑的1.2倍；其次，進行旋轉(zhuǎn)操作，旋轉(zhuǎn)軸與世界坐標系的Y軸和首段或尾段管線向量垂直，旋轉(zhuǎn)角度為世界坐標系的Y軸和首段或尾段管線向量的夾角；最后把套管模型平移至管線的起始點或終止點處。以上操作的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)如下式：(3)連接件模型的外觀屬性控制：材質(zhì)屬性用于設(shè)置材質(zhì)的顏色，紋理屬性的表現(xiàn)形式是通過生成紋理坐標，然后把生成的紋理坐標和紋理資源設(shè)置到節(jié)點上實現(xiàn)。連接球模型的外觀屬性分為材質(zhì)屬性和紋理屬性兩種。在場景燈光的影響下，連接球的外觀既可以純色形式也可以以貼紋理的方式表示。純色形式表示主要是通過設(shè)置場景節(jié)點的材質(zhì)屬性來實現(xiàn)，而紋理方式表示主要是通過生成頂點對應(yīng)的紋理坐標，然后把紋理坐標以及紋理資源設(shè)置到場景節(jié)點的紋理屬性中來實現(xiàn)的。套管模型的外觀屬性也分為材質(zhì)屬性和紋理屬性兩種，實現(xiàn)方式和連接球模型一致。總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。當前第1頁1 2 3