伴隨著城市經濟發展水平的提高以及城市現代化建設的發展,三維管網地理信息系統已成為城市管網管理系統研究開發的新熱點。三維管網數據模型、空間數據庫的建立及數據檢索方法是三維管網系統的基礎,三維可視化及空間分析是3DGIS發展需要解決的技術難題。本文結合國家科技部國際合作項目,對綜合管網系統的數據存儲、索引與三維可視化算法進行了深入研究,主要工作與創新點包括: 1、綜合管網三維空間數據庫及空間數據引擎的設計與實現。 (1)以地下管網的空間分布特征為出發點,研究了地下管網的數據模型,借鑒Geodatabase數據庫模型的思想,設計了三維管網的Shape幾何存儲結構,并初步形成了綜合管網數據的三維空間數據庫結構。 (2)構建了三維管網的空間數據引擎。在該引擎中利用了數據庫索引表提高了大數據量綜合管網數據的實時調度速度;建立了管網數據集模型,實現了管網數據的有效管理;在數據層與可視化層實現了管網二維、三維顯示的一體化。 2、綜合管網的三維可視化、空間分析功能的實現及其關鍵技術研究。 (1)綜合利用Com組件、GDAL開源庫等技術實現了綜合管網中各個要素的可視化建模與三維顯示,并提出了一種基于GPU的管線銜接處的平滑處理,改善了管線要素的三維可視化效果; (2)將信息系統的數據存儲與訪問技術——Hash映射技術引入到三維可視化中,實現了三維綜合管網復雜數據資源的高效管理; (3)綜合應用背面剔除、視見體裁減、LOD等算法,保證了大數據量綜合管網三維場景繪制的實時性; (4)采用空間幾何分析方法,實現了管網要素的點選查詢,并結合圖論搜索算法和粒子系統實現了三維場景中的爆管分析功能及可視化顯示。 3、借鑒MVC模式的設計思想,開發了“三維綜合管網地理信息系統”,并開始了初步應用。 經算法集成,研發了一個功能較強,效果良好、性能... （共73頁)