(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111575774.3 (22)申请日 2021.12.2 2 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113963120 A (43)申请公布日 2022.01.21 (73)专利权人 武汉智联时空科技有限公司 地址 430075 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区武大园路5-1号国家地球空间信 息产业基地 二期南主楼1单 元7层03号 (72)发明人 闫跃郛　张创　王道胜　赵志友　 鲁苗　 (74)专利代理 机构 北京集智东方知识产权代理 有限公司 1 1578 专利代理师 吴倩　龚建蓉 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01)G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/14(2020.01) (56)对比文件 CN 111767619 A,2020.10.13 CN 113190937 A,2021.07.3 0 CN 103927362 A,2014.07.16 CN 113159440 A,2021.07.23 US 20171323 38 A1,2017.0 5.11 CN 112364116 A,2021.02.12 CN 10794 4086 A,2018.04.20 US 2019379589 A1,2019.12.12 US 2016063147 A1,2016.0 3.03 耿晓燕.地方独立 坐标系向20 00国家大地 坐 标系转换研究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数 据库 （基础科 学辑） 》 .201 1, 审查员 王利双 (54)发明名称 基于GIS系统的自动参数化三维管线建模 方 法和系统 (57)摘要 本发明涉及自动化三维建模技术领域， 具体 涉及一种基于GIS系统的自动参数化三维管线建 模方法和系统。 该方法包括： 获取原始物探 数据， 原始物探数据包括按管线类型分别保存的相应 管线的点数据和线数据； 对原始物探数据进行有 效性和完整性检测， 以得到有效性和完整性检测 后的物探数据； 遍历所有物探数据获得中心点， 并将中心点创建为模型本地坐标系的原点； 遍历 物探数据中管线的点数据和线数据， 以中心点为 原点换算绘制所需的坐标并生成所需空间参考 系下的三维管线模型。 本发明以极少的人工操作 自动生成所需空间参考系下三维管线模型， 实现 管线与管点、 附属物、 特征点的自动连接， 贴合地 面， 形成近乎真实的地下管线三维可视化模型数 据。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 113963120 B 2022.05.13 CN 113963120 B 1.一种基于GIS系统的自动参数化 三维管线建模方法， 其特 征在于， 包括： 获取原始物探数据； 所述原始物探数据包括按管线类型分别保存的相应管线的点数据 和线数据； 对原始物探数据进行有效性和完整性检测， 以得到有效性和完整性检测后的物探数 据； 遍历所有物探数据获得中心点， 并将所述中心点创建为模型本地 坐标系的原点； 遍历所述物探数据中管线的点数据和线数据， 以中心点为原点换算绘制所需的坐标并 生成所需空间参 考系下的三维管线模型； 对原始物探数据进行有效性和完整性检测的方法为： 遍历获取的原始物探数据， 检查所述原始物探数据中各类管线的所有记录数据 是否包 含管线必要字段， 且管线必要字段的数值 为有效值； 根据管线必要字段中的编号保存所述原始物探数据中管线的点数据和线数据的关联 关系， 并检测是否存在孤立的点； 若检查不存在孤立的点， 则得到有效性和完整性检测后的物探数据； 若检查存在孤立的点， 则无法通过检查， 退 出有效性和完整性检测程序； 遍历所述物探数据中管线的点数据和线数据， 以中心点为原点换算绘制所需的坐标并 生成所需空间参 考系下的三维管线模型的方法， 包括： 遍历所述物探数据中管线的线数据， 以中心点为原点计算绘制管线的线数据 所需的顶 点坐标； 遍历所述物探数据中管线的点数据， 以中心点为原点计算绘制管线的点数据 所需的顶 点坐标； 读取所需空间参考系， 根据获得的中心点坐标、 线数据对应的顶点坐标以及点数据对 应的顶点 坐标， 在所需空间参 考系下生成三维管线模型； 所述管线的线数据所需的顶点 坐标的计算方法为： 遍历管线的线数据中每一个管 段， 以中心点 为原点计算绘制管 段所需的顶点 坐标； 所述管段若为圆管， 分别计算出管段两端点处截面的顶点， 得到绘制三维管线模型所 需的顶点 坐标； 所述管段若为方管， 计算出管段两端点处截面所需的8个顶点， 得到绘制三维管线模型 所需的顶点 坐标； 所述管线的点数据所需的顶点 坐标的计算方法为： 遍历管线的点数据， 判断所述点数据类型， 以中心点为原点计算绘制所述点数据处模 型所需的顶点 坐标； 若点数据类型为圆井， 读取圆井半径和井顶顶点坐标， 根据井底埋深得到井底高程， 并 计算井底 顶点坐标， 获得绘制圆井所需要顶点， 以及计算井盖顶点； 若点数据类型为方井， 根据方井的宽度和高度数据， 计算方井的顶点 坐标和井盖顶点； 若点数据类型为附属设施， 根据附属设施类型读取相应的模型， 查找点数据关联的线 数据， 可得所述附属设施的旋转角， 根据规格属性得到缩放比例， 计算出附属设施的变换矩 阵， 计算出附属设施的顶点 坐标； 若点数据类型为特征， 查找所述点数据关联的管段数据， 判断生成特征种类， 计算特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113963120 B 2截面各顶点相对坐标和变换矩阵， 计算特 征各截面获得创建特 征模型所需要顶点。 2.如权利要求1所述的三维管线建模方法， 其特征在于， 所述管线必要字段根据 管线的 线数据包含 管线编号、 起点编号、 终点编号、 起点高程、 终点高程、 起点埋深、 终点埋深、 口径 和材质中的一项或几项； 所述管线必要字段根据管线的点数据包含编号、 类型和口径中的 一项或几项。 3.如权利要求1所述的三维管线建模方法， 其特征在于， 获得中心点的方法为： 遍历物 探数据中的所有管线数据， 取得管线数据的四至范围， 根据四至范围的边界， 计算出中心 点， 所述中心点创建为模型本地 坐标系的原点。 4.如权利要求1所述的三维管线建模方法， 其特征在于， 所需空间参考系为WGS84坐标 的空间参 考系。 5.一种基于GIS系统的自动参数化三维管线建模系统， 其特征在于， 所述基于  GIS系统 的 自动参数化三 维管线建模系统采用权利要求 1‑4中任意一项 所述基于  GIS系统的  自动 参数化三 维管线建模方法自动生成所需空间参考系下三 维管线模型； 所述基于  GIS系统的   自动参数化 三维管线建模系统包括： 数据获取模块， 用于获取包括按管线类型分别保存的相应管线的点数据和线数据的原 始物探数据， 并检测数据的有效性和完整性； 原点创建模块， 用于遍历所有物探数据获得管线数据的四至范围， 计算出中心点， 并将 所述中心点创建为模型本地 坐标系的原点； 管线坐标计算模块， 用于读取物探数据中管线的点数据和线数据， 以中心点为原点换 算绘制所需的坐标； 以及 三维管线模型生成模块， 用于根据原点以及换算的坐标数据在需空间参考系下自动生 成三维管线模型。 6.如权利要求5所述的三维管线建模系统， 其特征在于， 还包括： 数据写入模块， 用于将 三维管线模型的管线属性数据写入数据库； 以及 高程模型接入模块， 用于将数字地形模型中的数字高程模型数据接入空间参考系下自 动生成三维管线模型中， 生成管线与管点、 附属物、 特征点的自动连接， 贴合地面的地下管 线三维可视化模型 数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113963120 B 3