論文關鍵詞 ：地下管網 空間數據模型 三維可視化
論文摘要：爲了實現對地下管線的數字化與可視化 ，結合虛擬現實技術對地下管網進行研究。系統根據分層概念和管網數據的特點 ，設計城市地下管網的概念模型，着重介紹柵格矢量一體化數據結構的形式，利用空間數據庫將地下管網的相關信息存儲在上並做相應處理，最終運用 GIS和 LOD模型的建立實現管網系統的可視化和實時漫遊 功能。
城市地下各類管網是一個城市重要的基礎設施，擔負着信息傳輸、能源輸送等工作，也是城市賴以生存和發展的物質基礎。但由於多方面的原因，我國現有地下各類專業管網的資料殘缺不全，且有關資料精度不高或與現狀不符，在建設施工中時常發生挖斷或挖壞地下管網，造成停氣、停水、停暖、中斷、污水 四溢等嚴重事故。另一方面，我國現有地下專業管網的資料都以圖紙、圖表等形式記錄保存，採用人工方式管理，效率低下。爲了解決這個問題 ，必須使用新的技術手段對地下管網進行管理。
城市地下管網虛擬現實系統屬於處理地下管網專題數據的一種信息系統，是以地下管網空間信息和屬性信息爲核心，利用計算機信息系統技術、計算機圖形學技術、數據庫管理技術和信息可視化技術對城市地下管網進行綜合管理，爲施工部門和管理部門提供地下管網準確的走向和埋深等有關信息，通過進行各種分析，爲領導部門進行管網規劃、管網改造等提供輔助決策功能。地下管線虛擬現實系統一是可以實現傳統手工處理方式向現代化信息管理轉型，以保證數據的實時更新、有效管理，避免重複收集數據信息；二是可爲市政建設提供規劃、設計、決策服務；三是可爲應對突發事件提供支撐。
1 管網數據模型與數據結構
空間數據模型是關於現實世界中空間實體及其相互問聯繫的概念，它爲描述空間數據的組織和設計空間數據庫模式提供基本方法。管網空間數據模型是空間數據模型的一種，在管網數據的表達和管網空間分析等方面起着極其關鍵的作用。
1．1 城市地下管網數據特點
城市地下管網是城市基礎設施中的生命線，有地下神經之稱，包括給水管網、燃氣管網、供熱管網、排水管網、管網、排污管網和電信管網等。每一類管網都由管線段和附屬設施組成，呈樹狀、環狀或輻射狀，形成一個系統，系統的各組成元件相互影響，共同發揮作用 。
首先，地下管 網數據是一種基本網絡數據，滿足網絡的一般特性 ，其基本構成包括弧段和節點。節點包括管網點狀實體和三類特徵點，即管徑變化點、埋深變化點和管網交點，弧段表示相鄰節點問的管線段 。其次 ，地下管網數據有區別於一般網絡數據的特殊性。地下管網數據包括兩種基本類型：樹狀管網和環狀管 網。樹狀管網大多是重力管網，其弧段都是單向弧段，方向取決於起始節點的高程值，如排水管網就屬於這類管網。而燃氣、給水等壓力管線在設計時爲了儘可能減少事故造成的影響，大多采用環狀設計，同時大、中城市的燃氣、給水等管網都採用多個源頭，使得這些管線呈多源環狀分佈。
1．2 系統概念模型設計
概念模型反映了城市地下管網所包含的各部分數據之間的關係。根據分層概念和管網數據的特點，設計了城市地下管網的概念模型，如圖1所示。