一種地下管線現場虛擬勘察系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于地下管線現場勘察可視化的計算機信息管理系統，特別涉及一種地下管線現場虛擬勘察系統。
【背景技術】
[0002]隨著城市的發展，地下管道管線建設飛速發展，其地位越來越重要，但越來越復雜多樣的地下管線對于擴建、改造和維護帶來了不少的困難。在管網的設計、建設施工及后期維護中，首先要了解待建工程所在地段的管線情況，常規的方法為圖紙查閱及現場勘察。對于常規的開挖管線，查閱圖紙及現場勘察方法加上檢查井的位置分布就可確定管線位置，但對于非開挖管線常規方法對管線位置確定存在較大困難，有時候無法確定管線位置。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種地下管線現場虛擬勘察系統。本發明所提供的一種地下管線現場虛擬勘察系統將現場勘察設備與數據庫結合實現可視化的信息系統。本發明針對當前非開挖的地下管線工程存在的管線、構筑物及地層結構等情況的錯綜復雜問題以及地下管線在各個管線網點的位置確定問題，為地下管線在設計、建設施工及后期維護提供精確的數據。
[0004]本發明的技術方案為:
[0005]本發明提供一種地下管線現場虛擬勘察系統，該系統包括數據管理模塊、現場再現模塊、全景導航模塊、現場勘察模塊和系統數據庫。其中，數據管理模塊包括數據導入模塊和數據采集模塊。數據導入模塊將已經敷設好的管線的數據導入數據庫，數據采集模塊采集新敷設管線的數據，數據導入模塊與數據采集模塊之間為并聯選擇關系。其中，
[0006]全景導航模塊包括并行設置的飛行查看模塊和俯視導航模塊，飛行查看模塊用于高空俯瞰查看全景，俯視導航模塊用于場景控制操作，實現場景的移動、縮放和熱點定位；
[0007]現場勘查模塊用于實現對視圖的查看、管理、以及視圖數據分析，完成地下管線數據測量及檢查井位置確定、現場三維關系觀察認定；
[0008]現場再現模塊包括現場再現管理模塊和場景合成渲染模塊，現場再現管理模塊實現現場場景在界面上顯示的圖層設置與透明度調節，包括圖層設置模塊和透明度調節模塊，圖層設置模塊和透明度調節模塊并行設置；場景合成渲染模塊使周邊建筑、樹木和景觀等模型與地形進行對位合成，構造出地下管線周邊環境。
[0009]本發明的系統將地下隱蔽的管線及周邊環境對象(如:地形、道路、臺階、建筑、樹木等)通過現場再現模塊中的場景再現功能以及飛行和俯視功能變成了可以以任意角度和方位觀察并測量的三維虛擬現實環境。通過現場勘察模塊的真實三維環境勘察，使管線的位置分布和周邊環境的空間關系一覽無余，現場勘察不再有死角。
[0010]進一步地，數據導入模塊將已經錄入市政管網數據庫或管線所有者的數據庫內的原有管線數據導入系統數據庫；數據采集模塊的數據采集是將傳感裝置敷設于管體，且利用GPS系統完成管線的數據采集并將其數據信息導入系統數據庫。
[0011]對已經敷設好的管線的數據信息采集是通過數據導入模塊，將管線已經錄入市政管網數據庫或管線所有者的數據庫內的原有數據導入系統數據庫；對已經敷設的舊管線，如果已有CAD管線圖紙數據，可以通過本功能模塊將數據導入到系統數據庫；如果沒有CAD圖紙數據，可以通過重新測量繪制管線的CAD圖紙，然后導入本系統數據庫。
[0012]新敷設管線的數據信息采集是通過數據采集模塊，用傳感裝置掃描管線，且利用GPS系統完成管線的數據采集將其數據信息導入系統數據庫。
[0013]進一步地，全景導航模塊還包括漫游控制模塊，漫游控制模塊包括視圖界面的鏡頭推近控鍵、鏡頭拉遠控鍵、鏡頭平移控鍵、地面透明度調節控鍵以及管線的分層顯示開關控鍵；鏡頭推近控鍵、鏡頭拉遠控鍵、鏡頭平移控鍵位于漫游控制模塊界面上的鏡頭調節單元的上下左右，并且具有相應的文字指示，分層顯示開關控鍵并列與鏡頭調節單元；全景導航模塊還包括場景管理模塊，場景管理模塊包括:景物選擇面板、按鈕文字控鍵、窗簾控鍵；景物選擇面板、按鈕文字控鍵、窗簾控鍵并行設置，景物選擇面板設有下拉菜單和新增項目。
[0014]用戶可以對全景導航模塊上視圖界面的控鍵進行操作，實現對視圖界面的推近、拉遠和平移查看場景，視圖界面顯示包括地上建筑物及地上其他場景，以及地面下管線的場景。在水平面上，地面的透明度可實現0-100%調節，場景中由低到高分層次顯示的“景物”有各種管線、地形及綠化、建筑名稱以及檢查井之間的位置關系；也可以在地下管線處或管井處顯示該位置地面上的場景。為在該處的地上、地下的施工提供及時的數據服務幫助。
[0015]場景管理模塊通過打開或關閉相應的控制鍵實現對地下管線中場景進行管理，通過打開和關閉開關實現對場景元素的顯示與隱藏。這些場景元素包括:
[0016]1.自來水、暖氣、污水、雨水、供電、路燈；
[0017]2.天然氣、網絡、廣播、監控、通訊等線纜；
[0018]3.建筑、樹木、地上建筑名稱和檢查井位置等。
[0019]對于新敷設的管線可以通過景物選擇面板設有的新增項目來添加，同時要將新增管線的數據導入系統數據庫。
[0020]進一步地，現場勘察模塊包括現場勘察界面、勘察測量模塊，所述現場勘察界面設有現場勘察控鍵、界面視圖調節控鍵，所述勘察測量模塊包括管線的長度測量模塊和深度測量模塊，管線長度測量模塊和管線的深度測量模塊并行設置。
[0021]現場勘察界面中，用戶可以在三維空間中推近、拉遠、平移和轉動攝像機查看場景；現場勘察界面中地面的透明度可調，可在0-100%之間調節。現場場景中物距可調，可在0.3 — 60m范圍內調節，保證既可以看清地下管線上的管件，也可以分辨出兩個臨近的建筑物及周邊環境對象。在現場勘察界面中“默認”位置在地面以上1.70米，斜向下約45°，地面透明度60%。
[0022]在現場勘察狀態，能夠使用鍵盤、鼠標，以及雙擊指定的熱點為中心平移、旋轉場景查看目標區域任何位置的地上、地下場景，界面中羅盤指示場景的方向
[0023]進一步地，管線長度測量模塊包括長度測量單元和長度測量顯示單元，所述管線長度測量單元利用管線碰撞點折線累積法計算地下管線的長度；管線碰撞點折線累積法是向用戶點擊方向發出射線與管線模型碰撞的點作為測量點，兩個以上的測量點依次連接形成了折線線段，計算并累加各折線線段的長度，即是管線的長度數據。長度測量顯示單元包括測量結果顯示、測量操作控鍵；現場勘察模塊支持透明度調整模式，為能夠分層顯示不同管線的視圖，現場勘察界面模塊設有透明度調整模式，可以改變透明度，在同一界面下析出不同管線圖形數據。
[0024]在現場勘查的模式下，單擊長度測量鍵進入線路長度測量狀態。在管線長度測量中，可以在界面上單擊若干個測量點，測量點用顏色點標記，自第二個測量點開始，測出其兩點水平投影的折線長度進行累加。同時，屏幕左上角彈出測量結果顯示窗口，顯示操作提示信息。為現場的施工提供目標管線以及其他相關管線的分布狀態的數據技術支持。
[0025]進一步地，管線深度測量模塊包括管線深度測量單元和深度測量顯示單元，管線深度測量單元利用測量點相對地面垂線碰撞法計算地下管線距地表的深度；地面垂線碰撞法，是向用戶點擊方向發出射線與管線模型碰撞的點作為測量點，再從測量點向地面發出垂直射線與地面碰撞，獲得另一個測量點，計算該兩點之間的長度，即是管道的深度數據；所述測量顯示單元包括深度測量結果顯示、深度測量操作控鍵。
[0026]在現場勘查的模式下，單擊測量操作控鍵進入線路深度測量狀態，管線深度測量確定管線或其它實體距離地面的深度，測量結束，場景轉入側視圖且能平移、拉遠/推近和水平轉動，同時，屏幕上彈出測量結果顯示窗口，顯示操作提示信息。深度測