1、城市基礎設施三維可視化管理系統（簡介）隨著全球信息化的變革，科技的不斷進步，三維模擬技術的適用領域也越來越廣泛。基礎設施三維可視化管理系統（以下簡稱為可視化管理系統）是就對當前基礎設施資源基礎數據三維模擬的綜合應用。通過可視化管理系統的建立，模擬整全城的市貌，動態生成管網三維，并通過對基礎設施的管理、分析，為基礎設施建設、維護、指揮決策等各方面的應用提供依據。可視化管理系統是將基礎設施平面數據的三維可視化展現，通過將平面數據以及三維數據動態的聯動，增強了“所見即所得”的用戶體驗。可以通過屬性查詢來獲取當前的三維信息，也可以通過三維圖形獲取對應的屬性信息，達到真正的圖文聯動，“三維”和“屬性”的

2、互查；可以通過動態生產管網三維，展示當前管網的三維模擬效果，并在此基礎上進行日常的測量、瀏覽、查詢、分析等，加強了基礎設施的數字化建設，為基礎設施的建設、指揮決策提供了更加明了、更加形象的可視化依據。可視化管理系統的建立是符合當前社會新潮、滿足當前社會需要的新型產業軟件，是三維模擬技術與數字化基礎設施結合的產物，具有蓬勃的發展潛力。一、系統目標建立可視化管理系統時，應在基礎平臺選擇、數據規范、應用系統的可維護性和可擴充性等方面給予全面的考慮和留有充分的余地，使之能隨著前期目標的實現，有計劃有步驟地開展數據搜集和建庫工作，不斷完善系統功能、擴大應用范圍，使系統逐步演進成一個更高層次的可視化管理系

3、統。結合市當前規劃管理的業務特征，遵循求實可行的方針，以實用性、先進性、開放性、可靠性為原則，在統一的軟硬件平臺上，建立起可視化管理系統，具體目標主要有：建立各種建筑物、紋理材質以及管網附屬設施模型庫，是動態生成三維場景必不可少的一部分；建立三維的基礎地形數據庫；實現動態生成管網三維并建立對應的管網數據庫；建立可視化管理系統，實現對城市管網屬性的查詢、管理，以及分析功能，為城市規劃、建設提供決策依據和服務，為管網規劃、搶險、改建、擴建等提供技術支持。在實現初步目標后，通過充實和豐富基礎地理數據庫、管網數據庫的內容，不斷提高基礎空間信息系統對基礎設施管理應用的支持力度，由易到難逐步實現各種空間分

4、析、管網輔助設計、監測、維修分析等功能，提高分析能力和輔助決策手段，強化管理的科學性。通過循序漸進、滾動發展的原則，在局與各權屬單位的共同努力下，逐步建成一個具有相當覆蓋范圍的，設計方案與輔助決策結合，地形及管網現狀與動態更新結合，具有圖文一體化的，能實現多級管理模式的可視化管理系統。二、系統功能三維可視化管理系統功能分布圖:1 .可視化基礎操作可視化基礎操作是可視化管理系統基本操作的集合。集中表現為放大、縮小、拖拽瀏覽、滑動模式、環繞飛行等瀏覽模式以及可視化系統中日常使用的其他操作，是可視化系統的基礎。1 .放大/縮小瀏覽通過在三維界面上，滑動鼠標滾輪，從而實現放大/縮小三維圖形。可以通過選

5、定級別進行瀏覽。2 .拖拽瀏覽通過在三維界面下，按住鼠標并拖動，從而實現拖拽瀏覽。3 .滑動模式瀏覽即在三維界面下，通過鼠標移動一個方向，系統自動按照鼠標的方向進行自動慢慢平移。4 .環繞飛行瀏覽以主視窗的中間點為中心360度環繞飛行進行瀏覽。5 .地下管網瀏覽模式透過道路查看地下管網信息，實現沿路橫剖或縱剖行走察看地下管網數據。6 .行走模式通過制定人物視角，沿道路或者其他指定路線，對周圍地物進行瀏覽。7 .捕捉設置開啟/關閉三維場景的捕捉開關、以及設置三維場景中捕捉的內容。8 .二三維聯動通過通信實現二維視圖和三維視圖之間的互動，體現在放大、縮小、移動等操作的互動。可以隨時啟動或者取消聯動

6、。2 .可視化模型配置可視化模型配置集中管理了對三維符號模型以及管網紋理的配置，以便在動態生成三維管網過程時，根據模型配置調用適當的模型參數，生成更加形象逼真的三維管網。可視化模型配置主要提供了對三維符號模型和管網紋理的配置。1 .三維符號模型配置三維符號模型配置功能主要針對當前管網數據，按照管點的節點性質，預先配置正確的節點模型，以便于在動態生成三維管網時，根據配置加載、應用正確的節點模型。模型文件以本地文件方式存儲加載。三維節點模型分可縮放模型和不可縮放模型，不可縮放模型，按照管點位置，直接加載，移動即可，該類模型為實際固定大小（一般表現為路燈，調壓箱等地上附屬設施）。可縮放模型分三軸同步

7、縮放和平面同步、垂直不同步縮放兩種模型，該類模型一般是指定比例大小來制作（為方便縮放，統一半徑為1個單位）。三軸同步模型是指在x/y/z三軸上的縮放比例一致，如直線點等；平面同步、垂直不同步縮放模型是指在水平面上縮放比例一致，但在垂直方向上縮放比例不一致的模型，比如污水井等附屬設置。地下管網三維符號統一按照1:1比例進行建模，在將管點與管網進行配準時，首先計算與此管點連接的管網，取得每條管網的管徑和管網夾角，由此可得出符號的縮放比例和旋轉角度，考慮連接管徑有不同以及角度不平行或者垂直的情況，模型在建立時要進行分解，就是將需要連接管網的地方單獨做模型，然后合并為一個整體模型，這樣可以實現針對管徑

8、不同來進行不同的縮放，也可實現根據角度調整符號中與管網連接部分。對于地上管網附屬設施力爭按照實際比例進行建模，在將管點與管網進行配準時，需要直接將該類管網設施按照實際的擺放位置插入即可。在實際應用中，可以根據實際需求，實現更多細節上的功能，比如說是否拉伸到地面（一般的井類附屬設施都會拉伸到地面）；比如說模型底面是否固定，固定時，底部是圓形還是方形，大小為多少（井類附屬設施底部一般都為固定大小）；不固定時，默認取與之相連的管道/管溝的最大尺度；為了效果的突出，往往會將附屬節點在水平方向是擴充一定比例（底部固定大小的除外），垂直方向上向下偏移尺度（井類設施如污水井，在取與之相連的所有管道中高程值最

9、低的一個以后，還需要在垂直方向上，向下偏移一定的尺度）。2 .管網顏色以及紋理配置三維管網顏色以及紋理的配置，主要應用于在動態生成管網三維時，按照設定的正確配置來模擬生成地下管網三維的實際情況。其中管網顏色可以在管網生成界面中自己自定義設置，也可以選擇隨層，即默認管網圖層的顏色；紋理配置是指按照管網的實際情況，在生成的管道/管溝上貼上實際的紋理圖片。模型文件以本地文件方式存儲加載。1.1 動態生成三維管網對區域范圍內基礎設施資源管網數據，模擬生成基礎設施資源管網的三維場景（地上三維地形場景通常靜態建模以后直接調用）。并可以對生成的三維場景進行觀察、漫游與查詢。以便用戶對區域范圍內的復雜三維管線

10、分布進行察看。根據基礎設施資源管網數據生成管網三維效果，通過設置地下瀏覽模式可以到查看地下管網三維效果。通過設置整體瀏覽管道模式，可以透過路面直接查看地下管網，實現沿著道路的橫剖面或縱剖面在有建筑參考的情況下瀏覽管網。圖：動態生成三維管網動態生成三維管網通過遍歷范圍內的每一條管道，根據屬性信息，獲取管網的三維起點、終點的坐標，計算傾斜角度，來繪制管網。管網根據種類分圓形管道和方形管溝，圓形管道的圓柱體以12面為標準；方形管溝按照溝截面寬高屬性值來繪制。通過管網顏色以及紋理配置，讀取當前管網的顏色或者紋理文件，對當前管網繪色或者貼圖。對于管點，通過三維符號模型配置獲取對應的符號模型，以及縮放模式

11、。然后通過計算與之相連的所有管線的高程值，管徑值(圓形管網)、溝截面寬高(溝狀管網)來計算當前管點符號模型的縮放值、偏移值以及旋轉角度，從而更加貼近的模擬實際管網附屬設施的分布情況、以及與管網間的連接情況。為方便管理，和平面二維數據類似，對于不同種類的管網，在動態生成管網三維時，同樣按照管網種類分層管理。1.2 可視化應用分析可視化管理系統的可視化應用分析模塊主要是對系統動態生成的管網進行查詢、分析，為基礎設施的建設提供直觀展示以及輔助決策。1.測量工具量測工具是指三維平臺本身提供的一些常用的測量工具，具測量范圍主要有水平距離、垂直距離、空間距離以及面積。(1)水平距離量算測量空間兩點間的水平

12、距離。(2)垂直距離量算測量空間兩點間的垂直距離。(3)空間距離量算測量空間兩點間的空間距離。(4)面積量算測量空間區域范圍的面積。2 .路徑根據事先定義的路線，將整個過程進行回放。包括創建路徑、路徑記錄、播放路徑、路徑暫停、路徑停止、路徑起始位置以及路徑終止位置的設置等。(1)創建路徑可以創建一個新的自定義路徑。(2)路徑記錄路徑記錄可以將用戶的操作順序記錄下來，保存在路徑里邊，以便今后的回放。(3)播放路徑可以按照設定的路徑進行自動瀏覽漫游，或者繼續播放當前暫停的路徑。(4)路徑暫停可以暫停當前播放的路徑。(5)路徑停止退出路徑執行狀態。(6)路徑起始/終點位置設置路徑的起始、終點的位置。

13、3 .圖形定位圖形定位是在當前存在的基礎資源數據中，通過指定條件、參數，將圖形視野定位到該參數對應的位置。(1)建筑物/道路定位通過建筑物或道路名稱進行查詢匹配定位。將圖形視野定位到該建筑物、道路對應的位置。(2)坐標定位通過指定坐標來定位到該位置。(3)圖形對象定位通過圖形對象列表，選擇定位的對象，進行飛行定位。4 .查詢統計(1)點擊查詢通過在三維視圖上點擊查詢指定的圖形，從而查詢該圖形的屬性信息。(2)區域對象分類統計選擇多邊形框選范圍內的對象，并獲得選中區域內的對象集，統計區域內的實體數并形成分類列表5 .分析模塊針對當前的三維圖形信息，對動態生成的管網圖形，模擬實現GIS系統中常用分

14、析功能，模擬現實管網的真實分布情況，增強視覺體驗。主要有剖面分析、水平/垂直凈距分析、匯水分析、等高線分析、最佳路徑分析、視域分析等。(1)剖面分析對所選地區場景進行剖面觀察，可分析出地表起伏狀況。(2)水平凈距分析同二維GIS中的水平凈距分析，計算指定管網在區域范圍內，和相鄰管網之間的水平距離。(3)垂直凈距分析同二維GIS中的垂直凈距分析，計算指定管網在區域范圍內，和相鄰管網之間的垂直距離。(4)最佳路徑分析根據給定的參數，如放樣間隔，上升的最大坡度，下降的最大坡度，允許的放樣寬度等信息，依據地形的走勢，自動解算出最佳的放樣線路(5)視域分析在場景中任選一點和視角范圍可以進行視域可見分析。

15、1.3系統維護模塊系統維護模塊主要是包含系統的日程維護信息、定位配置、以及符號模型的管理等功能。其中系統的日志維護信息主要有日志管理、用戶管理等。是用戶運行的基礎保障。1 .日志管理日志管理主要是對登錄系統的用戶的信息進行記錄，同時根據設置情況，把用戶對一些功能操作情況也進行記錄。在管理窗口上可以對記錄的日志信息進行按用戶、按登錄時間、按時間段、按角色(或用戶組)、按IP進行查詢；也可以把全部日志信息或部分日志信息進行導出歸檔；可以從記錄表中刪除日志信息；系統管理員可以根據業務管理需要，對用戶使用的功能操作情況進行記錄設置。(1)日志信息管理日志信息管理是從日志信息記錄表中獲取系統所有日志記錄

16、信息。用戶可以根據需要，通過用戶名、隸屬角色（或隸屬用戶組）、隸屬行政單位、IP地址、時間段等信息對日志信息表的各相關字段進行日志信息過濾查詢，并可把查詢到記錄進行導出。用戶可以根據日志信息是否還有實際意義，可刪除有條件的刪除日志記錄。用戶可以根據業務管理需要，對各子系統里的功能模塊進行設置，在日志信息記錄的時候可以根據設置情況進行功能操作的記錄。（2）日志信息記錄根據記錄日志的三種情況（登錄時、退出時、運行時）,對外公布三個函數接口或一個函數有三種模式。系統登錄時在日志信息表里添加一個新的記錄，除退出時間和操作信息情況兩個字段內容不填外，其余都要填寫，同時在“退出時間”字段里填寫“非正常退出

17、”。系統運行時可以在每個功能項里調用日志信息記錄函數，傳入“當前用戶名”、“功能編碼”、“功能描述”三個參數，根據輸入參數情況與日志操作設置情況進行比較，只記錄在操作設置范圍內的功能操作。系統退出時找到該用戶最近的登錄信息，并判斷它的“退出時間”是否為“非正常退出”，若是則直接更改該字段內容為退出時間。2 .用戶管理用戶管理主要是對系統的現有用戶、新增用戶、以及角色（用戶組）等用戶信息的管理。用戶信息管理實現了以角色的方式對用戶進行管理，設置好某個角色后，在該角色內的用戶擁有和當前角色一致的權限。用戶管理是以角色的形式來管理用戶的。在管理用戶之前首先要對角色進行管理，可以添加新的角色、修改已有的角色和刪除角色。刪除角色除了刪除角色本身外還會隸屬角色的所有用戶全部刪除。在一個角色節點上，用戶可以添加新的用戶，新用戶默認的權限繼承了隸屬角色的權限。可以對用戶的權限進行修改，但用戶的權限不能超出角色權限的范圍。在用戶節點上，可以修改用戶名、修改密碼3 .權限管理權限管理是對當前系統現有用戶以及角色的權限的分配與管理。權限管理主要包括系統