[发明专利]一种地下供水管网三维虚拟仿真方法

说明书

一种地下供水管网三维虚拟仿真方法，包括以下步骤：步骤1，采用Unity3D软件动态绘制供水管网；步骤2，透明化模块；步骤3，流向显示；从数据库中获取管网各段的位置信息、管道及阀门的口径数据，然后对位置信息进行坐标配准，再基于三角面片重组的原理在对应坐标位置自动生成相同半径和长度的圆柱体来拟合三维管线，在管线两端添加阀门的预制体，同时实现了具体点击管线时显示对应的id编号以及经纬度和管径等信息，并能够实现定位阀门位置和水流向的模拟显示；用于地下供水管网工程设计和运维工作，建立地下供水管网设施三维应用系统，不但节省了地下供水管网三维建模的人力成本，还提高了工作效率和直观展示效果。

技术领域

本发明属于供水管网三维仿真技术领域，具体涉及一种地下供水管网三 维虚拟仿真方法。

背景技术

供水管网系统是十分重要的城市基础设施，随着城市人口的增加，建筑 规模的扩大，供水管线愈发交错的排列在城市的地下，管道之间错综复杂的 关系也使得管理与维护变得十分困难。

以传统二维方式显示的管网已经难以跟上目前实际的应用需求，二维管 线无法表达管线之间位置关系，从而无法体现管线之间的权重关系。在城市 地下供水管线建设时，由于传统的以手工建模为主的三维生成技术不但成本 高，而且生成三维管网图形的效率也比较低下，所以其不适合在海量数据应 用情况下的应用分析。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地下供水管网 三维虚拟仿真方法，该方法实现了基于数据自动生成管网的方式，不但节省 了管网三维建模的人力成本，而且也提高了相应的工作效率；本方法可用于 针对城市地下供水管理现状进行可视化管理，也可用于地下供水管网工程设 计和运维工作，建立地下供水管网设施三维应用系统，不但节省了地下供水 管网三维建模的人力成本，还提高了工作效率和直观展示效果，使得城市供 水管网的建设和管理更便捷，减少随意开挖的地面，降低维修的人力物力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种地下供水管网的三维虚拟仿真方法，包括以下步骤：

步骤1，采用Unity3D软件动态绘制供水管网，本步骤又包括以下步骤：

步骤1.1，管线表面几何构成

在三维虚拟环境中，管线以圆柱体表示，圆柱体的截面半径为管线半径， 圆柱面的轴心为管线中心线；以三角面片构造管线表面，2n个三角形连接构 成了一个棱柱体，逼近形成圆柱面，表示圆柱体；

步骤1.2，Mesh组件

Mesh中存储连接顺序的集合，在Mesh生成中，Unity3D软件依照此集 合中的标号依次连接vertices中的顶点，在Unity3D软件中，由于mesh都是 由一个个的小三角形组成的，因此，这个集合使用时将是每三个顶点号为一 组，然后以此往复向后，在给三角面片赋值时，标号不超过vertices中记录 的标号，否则会导致错误出现；

步骤1.3，生成圆柱体管线

步骤1.4，坐标转换；

将管段作为标准进行简化，建立自动化的三维管网的应用模型，管段信 息包括起始点三维坐标、终止点三维坐标、管段半径以及管段长度；

将经纬度转换为平面坐标，坐标转换时，取间隔距离较大的两个点，假 定它们的经纬度坐标和Unity坐标分别为(X1，Y1)，(X2，Y2)，(x1， z1)，(x2，z2)，代入到

即可解得两组系数k1、b1和k2、b2，将数据库中的经纬度点代入此公 式中即可得到相应的Unity平面坐标，最终即得到经纬度坐标对应的三维坐 标；

步骤1.5，动态生成管网；