一种地下管线现场虚拟勘察系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于地下管线现场勘察可视化的计算机信息管理系统，特别涉及一种地下管线现场虚拟勘察系统。
【背景技术】
[0002]随着城市的发展，地下管道管线建设飞速发展，其地位越来越重要，但越来越复杂多样的地下管线对于扩建、改造和维护带来了不少的困难。在管网的设计、建设施工及后期维护中，首先要了解待建工程所在地段的管线情况，常规的方法为图纸查阅及现场勘察。对于常规的开挖管线，查阅图纸及现场勘察方法加上检查井的位置分布就可确定管线位置，但对于非开挖管线常规方法对管线位置确定存在较大困难，有时候无法确定管线位置。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地下管线现场虚拟勘察系统。本发明所提供的一种地下管线现场虚拟勘察系统将现场勘察设备与数据库结合实现可视化的信息系统。本发明针对当前非开挖的地下管线工程存在的管线、构筑物及地层结构等情况的错综复杂问题以及地下管线在各个管线网点的位置确定问题，为地下管线在设计、建设施工及后期维护提供精确的数据。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005]本发明提供一种地下管线现场虚拟勘察系统，该系统包括数据管理模块、现场再现模块、全景导航模块、现场勘察模块和系统数据库。其中，数据管理模块包括数据导入模块和数据采集模块。数据导入模块将已经敷设好的管线的数据导入数据库，数据采集模块采集新敷设管线的数据，数据导入模块与数据采集模块之间为并联选择关系。其中，
[0006]全景导航模块包括并行设置的飞行查看模块和俯视导航模块，飞行查看模块用于高空俯瞰查看全景，俯视导航模块用于场景控制操作，实现场景的移动、缩放和热点定位；
[0007]现场勘查模块用于实现对视图的查看、管理、以及视图数据分析，完成地下管线数据测量及检查井位置确定、现场三维关系观察认定；
[0008]现场再现模块包括现场再现管理模块和场景合成渲染模块，现场再现管理模块实现现场场景在界面上显示的图层设置与透明度调节，包括图层设置模块和透明度调节模块，图层设置模块和透明度调节模块并行设置；场景合成渲染模块使周边建筑、树木和景观等模型与地形进行对位合成，构造出地下管线周边环境。
[0009]本发明的系统将地下隐蔽的管线及周边环境对象(如:地形、道路、台阶、建筑、树木等)通过现场再现模块中的场景再现功能以及飞行和俯视功能变成了可以以任意角度和方位观察并测量的三维虚拟现实环境。通过现场勘察模块的真实三维环境勘察，使管线的位置分布和周边环境的空间关系一览无余，现场勘察不再有死角。
[0010]进一步地，数据导入模块将已经录入市政管网数据库或管线所有者的数据库内的原有管线数据导入系统数据库；数据采集模块的数据采集是将传感装置敷设于管体，且利用GPS系统完成管线的数据采集并将其数据信息导入系统数据库。
[0011]对已经敷设好的管线的数据信息采集是通过数据导入模块，将管线已经录入市政管网数据库或管线所有者的数据库内的原有数据导入系统数据库；对已经敷设的旧管线，如果已有CAD管线图纸数据，可以通过本功能模块将数据导入到系统数据库；如果没有CAD图纸数据，可以通过重新测量绘制管线的CAD图纸，然后导入本系统数据库。
[0012]新敷设管线的数据信息采集是通过数据采集模块，用传感装置扫描管线，且利用GPS系统完成管线的数据采集将其数据信息导入系统数据库。
[0013]进一步地，全景导航模块还包括漫游控制模块，漫游控制模块包括视图界面的镜头推近控键、镜头拉远控键、镜头平移控键、地面透明度调节控键以及管线的分层显示开关控键；镜头推近控键、镜头拉远控键、镜头平移控键位于漫游控制模块界面上的镜头调节单元的上下左右，并且具有相应的文字指示，分层显示开关控键并列与镜头调节单元；全景导航模块还包括场景管理模块，场景管理模块包括:景物选择面板、按钮文字控键、窗帘控键；景物选择面板、按钮文字控键、窗帘控键并行设置，景物选择面板设有下拉菜单和新增项目。
[0014]用户可以对全景导航模块上视图界面的控键进行操作，实现对视图界面的推近、拉远和平移查看场景，视图界面显示包括地上建筑物及地上其他场景，以及地面下管线的场景。在水平面上，地面的透明度可实现0-100%调节，场景中由低到高分层次显示的“景物”有各种管线、地形及绿化、建筑名称以及检查井之间的位置关系；也可以在地下管线处或管井处显示该位置地面上的场景。为在该处的地上、地下的施工提供及时的数据服务帮助。
[0015]场景管理模块通过打开或关闭相应的控制键实现对地下管线中场景进行管理，通过打开和关闭开关实现对场景元素的显示与隐藏。这些场景元素包括:
[0016]1.自来水、暖气、污水、雨水、供电、路灯；
[0017]2.天然气、网络、广播、监控、通讯等线缆；
[0018]3.建筑、树木、地上建筑名称和检查井位置等。
[0019]对于新敷设的管线可以通过景物选择面板设有的新增项目来添加，同时要将新增管线的数据导入系统数据库。
[0020]进一步地，现场勘察模块包括现场勘察界面、勘察测量模块，所述现场勘察界面设有现场勘察控键、界面视图调节控键，所述勘察测量模块包括管线的长度测量模块和深度测量模块，管线长度测量模块和管线的深度测量模块并行设置。
[0021]现场勘察界面中，用户可以在三维空间中推近、拉远、平移和转动摄像机查看场景；现场勘察界面中地面的透明度可调，可在0-100%之间调节。现场场景中物距可调，可在0.3 — 60m范围内调节，保证既可以看清地下管线上的管件，也可以分辨出两个临近的建筑物及周边环境对象。在现场勘察界面中“默认”位置在地面以上1.70米，斜向下约45°，地面透明度60%。
[0022]在现场勘察状态，能够使用键盘、鼠标，以及双击指定的热点为中心平移、旋转场景查看目标区域任何位置的地上、地下场景，界面中罗盘指示场景的方向
[0023]进一步地，管线长度测量模块包括长度测量单元和长度测量显示单元，所述管线长度测量单元利用管线碰撞点折线累积法计算地下管线的长度；管线碰撞点折线累积法是向用户点击方向发出射线与管线模型碰撞的点作为测量点，两个以上的测量点依次连接形成了折线线段，计算并累加各折线线段的长度，即是管线的长度数据。长度测量显示单元包括测量结果显示、测量操作控键；现场勘察模块支持透明度调整模式，为能够分层显示不同管线的视图，现场勘察界面模块设有透明度调整模式，可以改变透明度，在同一界面下析出不同管线图形数据。
[0024]在现场勘查的模式下，单击长度测量键进入线路长度测量状态。在管线长度测量中，可以在界面上单击若干个测量点，测量点用颜色点标记，自第二个测量点开始，测出其两点水平投影的折线长度进行累加。同时，屏幕左上角弹出测量结果显示窗口，显示操作提示信息。为现场的施工提供目标管线以及其他相关管线的分布状态的数据技术支持。
[0025]进一步地，管线深度测量模块包括管线深度测量单元和深度测量显示单元，管线深度测量单元利用测量点相对地面垂线碰撞法计算地下管线距地表的深度；地面垂线碰撞法，是向用户点击方向发出射线与管线模型碰撞的点作为测量点，再从测量点向地面发出垂直射线与地面碰撞，获得另一个测量点，计算该两点之间的长度，即是管道的深度数据；所述测量显示单元包括深度测量结果显示、深度测量操作控键。
[0026]在现场勘查的模式下，单击测量操作控键进入线路深度测量状态，管线深度测量确定管线或其它实体距离地面的深度，测量结束，场景转入侧视图且能平移、拉远/推近和水平转动，同时，屏幕上弹出测量结果显示窗口，显示操作提示信息。深度测