城(chéng)市三維建模技術在地下(xià)管線探測中的(de)作用(yòng)

發布日期：2019-03-26 17:21 浏覽量：10069

随著(zhe)我國城(chéng)市化(huà)建設迅速發展，地下(xià)管線空間的(de)分(fēn)布也(yě)愈發複雜(zá)，原有的(de)二維圖形技術已經無法滿足呈現出地下(xià)管線空間分(fēn)布的(de)複雜(zá)情況與關系，尤其是對(duì)地下(xià)空間縱向管線分(fēn)布的(de)表達更爲困難。

地下(xià)管線既是城(chéng)市地下(xià)最爲關鍵的(de)工程，又是确保城(chéng)市正常運行的(de)重要基礎。目前，二維圖形技術所呈現出的(de)圖形多(duō)爲平面圖，這(zhè)種技術通(tōng)常隻能将某個(gè)點或者是某個(gè)重疊線，相交線以及特定的(de)标注作爲其表達方式，因此也(yě)就無法落實地下(xià)管線的(de)具體位置，對(duì)施工設計造成一定的(de)影(yǐng)響。

反觀城(chéng)市三維建模技術便可(kě)以充分(fēn)解決這(zhè)一現象與問題，更直觀的(de)爲人(rén)們呈現出地下(xià)管線的(de)具體位置和(hé)實際情況，所以三維建模技術的(de)廣泛應用(yòng)已是必然趨勢。飛(fēi)燕遙感順應城(chéng)市三維建模技術的(de)發展趨勢，大(dà)力發展公司業務，承擔了(le)多(duō)個(gè)地區(qū)的(de)三維城(chéng)市建模，如黃(huáng)山市三維城(chéng)市建模、福州市城(chéng)區(qū)LIDAR和(hé)傾斜航攝數據獲取及加工等項目，通(tōng)過諸多(duō)項目的(de)實踐積累了(le)豐富的(de)經驗，現今已形式航空攝影(yǐng)數據獲取（傾斜航空攝影(yǐng)數據，激光(guāng)雷達航空攝影(yǐng)數據）、數據處理(lǐ)和(hé)加工、城(chéng)市三維建模産業鏈。

飛(fēi)燕遙感項目傾斜航空攝影(yǐng)三維建模.jpg

一、城(chéng)市地下(xià)管線三維快(kuài)速建模的(de)主要作用(yòng)

通(tōng)常城(chéng)市地下(xià)管線探測最終的(de)三維模型主要是用(yòng)于對(duì)地下(xià)管線的(de)質量檢查，便于提升施工作業的(de)準确度和(hé)精細度，其中多(duō)數設計要求會高(gāo)于細節處理(lǐ)的(de)标準需求，其主要作用(yòng)就是落實從二維平面到三維快(kuài)速建模的(de)轉化(huà)以及對(duì)繁雜(zá)地下(xià)管線空間分(fēn)布的(de)具體呈現。

由于城(chéng)市地下(xià)管線在實際探測中具有一定的(de)特殊性，因此大(dà)部分(fēn)技術者會合理(lǐ)運用(yòng)AutoCAD軟件中的(de)三維模塊對(duì)二維平面展開進一步開發，從而達到三維快(kuài)速建模的(de)目的(de)，并提升實際效果。

二、城(chéng)市三維建模技術

地下(xià)管線三維建模技術應用(yòng)極爲繁雜(zá)，以下(xià)将對(duì)部分(fēn)技術展開簡略分(fēn)析：

1、高(gāo)精度自動化(huà)建模技術

現階段地下(xià)管線三維建模主要是将各個(gè)管線普查數據作爲其三維建模基礎，通(tōng)常管線普查數據是由多(duō)個(gè)管線段以及管點所構成，具有對(duì)象多(duō)，數據信息量大(dà)等特性，通(tōng)常地下(xià)管線最終的(de)三維模型會在許多(duō)工程項目中廣泛應用(yòng)。

由于三維立體模型對(duì)于細節質量和(hé)精細度的(de)需求标準相對(duì)較高(gāo)，現階段無論是純手動或是半自動的(de)三維建模技術雖然都能夠達到标準需求，但是存在建模周期長(cháng)，造價高(gāo)以及效率低等多(duō)種問題缺陷，而高(gāo)精度自動化(huà)建模技術便可(kě)以極大(dà)程度的(de)改善這(zhè)一問題，并且已經逐漸成爲地下(xià)管線三維建模技術的(de)主要技術之一。

2、局部三維模型快(kuài)速更新技術

随著(zhe)我國社會城(chéng)市化(huà)建設發展的(de)逐漸增快(kuài)，地下(xià)管線工程項目也(yě)逐漸增多(duō)，原有的(de)手動三維更新技術以及技術整體更新覆蓋已經無法滿足當前地下(xià)管道三維建模技術的(de)使用(yòng)和(hé)管理(lǐ)了(le)。

随著(zhe)現代信息技術的(de)快(kuài)速發展，計算(suàn)機各個(gè)軟硬件、系統以及三維可(kě)視化(huà)現代技術的(de)逐漸完善，地下(xià)管線局部三維模型快(kuài)速更新技術已經逐漸變成三維模型更新的(de)高(gāo)效方式之一，并已

經取得(de)了(le)初步成果。

3、地面上下(xià)三維模型無間隙集成技術

當前若想更好的(de)應用(yòng)和(hé)呈現出更好的(de)三維模型，不但需要對(duì)地下(xià)管線空間分(fēn)布進行充分(fēn)的(de)了(le)解，地面上三維模型的(de)建造也(yě)極爲重要。由于現階段城(chéng)市地上三維模型建模數據的(de)精确度，建模方式以及模型精細度和(hé)準确度都與地下(xià)管線三維建模的(de)條件要求有所區(qū)别，而這(zhè)些因素對(duì)城(chéng)市地下(xià)管線模型的(de)有效應用(yòng)都十分(fēn)關鍵，因此地面上下(xià)三維模型無間隙集成技術便受到了(le)廣泛應用(yòng)，并獲得(de)了(le)一緻好評。

4、三維模型呈現技術

爲了(le)能夠有效改善三維模型的(de)呈現效果，通(tōng)常城(chéng)市地面上的(de)三維模型多(duō)數會運用(yòng)構建天空球等多(duō)種方法來(lái)提升三維模型的(de)真實感，然而由于地下(xià)管線多(duō)數都具有一定的(de)分(fēn)散性以及隐蔽性等多(duō)種特性，因此三維模型對(duì)于信息表達和(hé)呈現方面的(de)難度也(yě)有所提升。

由于地下(xià)管線三維模型多(duō)數會将黑(hēi)色或是其他(tā)多(duō)種純色作爲其背景顔色，因此地下(xià)管線三維模型的(de)整體效果無法獲得(de)更好呈現，而三維模型呈現技術可(kě)以通(tōng)過創建路槽的(de)呈現方法，提升地下(xià)管線三維模型中各個(gè)對(duì)象之間互的(de)三維立體關系，增強視覺效果和(hé)表達效果。

三、城(chéng)市地下(xià)管線三維快(kuài)速建模

1、創建完善的(de)地下(xià)管線三維數據庫

按照(zhào)相關規定程序，底線管線探測應該對(duì)每個(gè)地下(xià)管線的(de)實際敷設情況進行充分(fēn)的(de)了(le)解，也(yě)就是說對(duì)每條管線在地面上的(de)埋藏位置以及投影(yǐng)位置進行确定，然後當探測作業結束後，對(duì)每個(gè)地下(xià)管線的(de)實際情況以及信息數據進行樹立創建相應的(de)三維數據庫，由此便于對(duì)地下(xià)管線三維快(kuài)速建模數據的(de)應用(yòng)與管理(lǐ)。

2、地下(xià)管線三維模型簡化(huà)

對(duì)于地下(xià)管線三維模型的(de)實際應用(yòng)而言，其從本質上而言并不需要過多(duō)的(de)細節，并且就三維立體模型而言其相對(duì)具有一定的(de)規則性，所以在CAD平台的(de)應用(yòng)下(xià)，可(kě)以有效落實對(duì)地下(xià)三維模型簡化(huà)，實現快(kuài)速建模的(de)目的(de)。

通(tōng)常地下(xià)管線三維建模流程主要分(fēn)爲管點建模以及管線建模兩部分(fēn)。

（1）管點建模信息數據：通(tōng)常地下(xià)管線三維建模中管點建模主要包含三維坐(zuò)标，附屬建築物(wù)以及井的(de)直徑和(hé)深度。根據多(duō)項調查表明(míng)，管點建模通(tōng)常會對(duì)相對(duì)較爲明(míng)顯的(de)方形井以及圓形井進行建模，并且其模型實體物(wù)爲對(duì)應的(de)長(cháng)方體及圓柱體。

（2）管線建模：通(tōng)常管線的(de)起點與終點，管線埋藏深度，管線尺寸長(cháng)度，管線敷設方法以及三維坐(zuò)标都屬于管線建模的(de)範圍之内。多(duō)數管線建模都是對(duì)方形管塊，管溝以及圓形管道展開建模，其三維模型的(de)實體也(yě)相應的(de)爲長(cháng)方體及圓柱體。

四、城(chéng)市地下(xià)管線三維建模實體

城(chéng)市地下(xià)管線三維建模的(de)主要作用(yòng)和(hé)内容就是可(kě)以正式的(de)将地下(xià)管線空間的(de)分(fēn)布情況以及實際位置進行真實的(de)反饋，通(tōng)常AutoCAD軟件用(yòng)來(lái)繪制二維管線圖是極爲方便快(kuài)捷的(de)，但是若是在該軟件中繪制三維管道立體圖的(de)話(huà)，便隻可(kě)以運用(yòng)XOY平面先繪制三維管道的(de)各個(gè)切面圖，再展開拉伸，而這(zhè)雖然對(duì)三維建模形成了(le)一項的(de)局限性，卻對(duì)城(chéng)市地下(xià)管線三維模型的(de)研發及繪制并不造成影(yǐng)響。

因此如果想要獲得(de)和(hé)XOY平面成任何角度的(de)最好效果，便可(kě)以将管道進行拉伸，而後再通(tōng)過對(duì)管道的(de)平移和(hé)旋轉，将管道轉移至地下(xià)管道空間的(de)具體位置，進而落實二維到三維建模的(de)快(kuài)速轉化(huà)和(hé)建模。

五、城(chéng)市地下(xià)管線三維快(kuài)速建模技術的(de)相關應用(yòng)

按照(zhào)城(chéng)市地下(xià)管線三維快(kuài)速建模的(de)實際原理(lǐ)，經過C#對(duì)AutoCAD的(de)進一步研發與應用(yòng)，已經有效落實二維到三維建模的(de)快(kuài)速轉化(huà)。

通(tōng)過某市軌道交通(tōng)3号線地下(xià)管線的(de)調查，某項地下(xià)管線探測工程全程85千米管線爲綜合應用(yòng)，二維管線平面圖的(de)生成時(shí)間爲48秒，而三維管線建模的(de)生成時(shí)間爲59秒，雖然三維建模的(de)時(shí)間比二維平面的(de)生成時(shí)間高(gāo)出了(le)10秒，但是最後呈現的(de)效果更讓人(rén)滿意，完美(měi)的(de)落實了(le)二維平面到三維快(kuài)速建模的(de)轉換。

對(duì)于業主而言，可(kě)以更爲直觀的(de)看到地下(xià)管線和(hé)地面之間的(de)關系，對(duì)其中不滿意的(de)地方可(kě)以直接與設計企業進行探討(tǎo)，從而及時(shí)進行調整。對(duì)于施工企業而言，相比二維管線平面圖而言，管線建模的(de)細節更爲精準與明(míng)确，從而減少施工帶來(lái)的(de)不便，提升施工效率，降低不必要的(de)資源浪費以及返工問題的(de)出現，進一步增加企業經濟效益。

以上對(duì)三維建模技術展開了(le)相關探討(tǎo)，并将AutoCAD軟件作爲二維圖形的(de)處理(lǐ)基礎，運用(yòng)自身擁有的(de)三維模塊對(duì)二維平面圖形展開了(le)進一步開發，獲取了(le)地下(xià)管線三維建模的(de)流程。