一种基于真三维地上地下一体化的建模方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于三维技术领域，尤其涉及一种基于真三维地上地下一体化的建模方法 及系统。
【背景技术】
[0002] 统计数据显示，美国的地下管线系统损坏事故中，有三成以上是因挖掘不当造成 的。对此，美国建立了 GIS平台，并且利用GIS系统进行准确管理和定位，美国公民只要拨 打"811"专线，便可以告诉挖掘者管道详细信息。我国管道建设初期杂乱无章，后期维修无 人监管，马路拉链频频出现。随着我国城市化进程的加速，路面开挖也越来越多。施工破坏 地下管线造成的停水、停气、停电以及通信中断事故频发。据中国城市规划协会地下管线专 业委员会年会统计：2008年~2010年，全国仅媒体报道的地下管线事故，平均每天就有5. 6 起（3年共计6132起）。其中挖掘机挖断和施工不当就占62. 7%，全国每年因施工而引发 的管网事故所造成的直接经济损失达500亿元，每年由于路面开挖造成的直接经济损失约 2000亿元。
[0003] 由此可见对地下空间信息的需求也日益迫切。为此，国务院单独就地下管线建设 管理发出了《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》。《意见》明确指 出在"2015年底前，完成城市地下管线普查，建立综合管理信息系统，编制完成地下管线综 合规划。"可见政府对地下管网重视度不断提升。
[0004] 现今各单位广泛使用的是二维CAD系统来绘制管网的分布，少数使用了三维CAD 来表达管网的形态，部分用3DMAX来设计制作管网效果图。但是，这些设计方法，都不能体 现地下管网的三维地理坐标，不利于进行空间分析、属性查询和可视化管理。
[0005] 目前规划设计方法及不足
[0006] 1、传统方法不能进行属性查询和空间分析
[0007] 现今各单位广泛使用的是二维CAD系统来绘制管网的分布，少数使用了三维CAD 来表达管网的形态，部分用3DMAX来设计制作管网效果图。但是，这些设计方法，都不能体 现地下管网的三维地理坐标，不利于进行空间分析、属性查询和可视化管理。
[0008] 2、所建二维GIS系统缺少三维信息，不利于管理和分析
[0009] 部分城市的专业管线权属单位建立了城市综合地下管线信息系统和专业管线信 息系统。但这些绝大部分都是二维GIS系统。二维GIS只是对处于三维空间中的各种地理 对象全部进行向二维平面投影的简化处理，导致第三维方向（即垂直方向）上的几何位置 信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失，不能完整地反应客观世界。因此，二维GIS所 表达的地理信息是凝固的、平面的。该作品能够根据各类地下管线的埋设深度、管线长度、 管线规格等信息生成地下管线的三维模型并快速显示，可以及时了解地下管网的相对位置 关系及连通性等参数。对区域范围内所有地下空间和地形图数据生成的模拟现实进行观 察、漫游，并在观察图中实现任意空间实体属性信息的查询。
[0010] 3、未进行地上地下一体化建模
[0011] 但仅有地下三维信息还是不够的，在管道事故中，越来越多地需要结合地上地物 进行事故的处理；在施工的时候需要结合地上的地物进行综合分析，从而制定合理的施工 方案。
[0012] 4、只关注地上三维地物，未关注地下管网三维形态
[0013]目前有很多制作三维电子地图，但大多数关注的是地上设施的分布与形态，并没 有关注地下管网这个城市运行生命线的状态，更没有关注如何将地上与地下坐标有机结 合，以减少地面道路反复开挖而造成管网巨大损失的问题。
[0014] 5、激光车扫描费用高，不利于地上小型区域建模，并且不能用于地下建模
[0015] 目前地上三维地图广泛使用的激光车扫描，专业软件大批处理的方式来大范围地 建立地上模型。这种方式的特点是批量大，快。但缺点是，费用极高。设备一天出街的租金 就能达到5万元，还不包括后期的处理费用。因此，对于学校、小区、工业区、医院这样的小 型空间，使用激光车是极不经济的。并且，激光车也不能进行地下管网的建模。
[0016] 该作品地上地下一体化虚拟校园的整体费用，除了人工费，几乎没有费用。因为数 码相机是实验室固有的，软件是学习版（不需费用）。地上地下一体化虚拟校园的建设周期 也就是3个熟练学生一周的时间。总经费5000,成本极低。因此，具有广泛的应用前景和经 济价值。
[0017] 6、传统测绘方法费时费力
[0018] 以往建立一个校园地理信息系统，需要对整个校园进行测绘，时间长，人员多，还 需要很多测绘专用设备。该作品采用在Bigemap地图截获器截取校园遥感底图，并用GPS 数据进行校正，精度达1米。减少了测绘校园的人力、物力、财力和时间。
[0019] 7、GIS软件不能建立精细化模型和异形模型
[0020] 因 GIS软件本身是一个地理信息软件，对模型的表达不够细腻，特别是异形模型。 而3DMAX软件能非常精细地表达模型，只是没有地理坐标信息。因此，该作品将3DMAX软件 和GIS软件有效结合，各发所长，形成了既有准确三维地理坐标，又表达精细的模型。
[0021] 基于以上问题，急需实现地上地下一体化的三维建模，能够兼顾地上下各类结构 复杂、类型繁多、数量庞大的管网，更及时地更新和监察数据。通过空间分析和属性分析，避 免管网事故和建设过程中地上下设施的冲突等。
【发明内容】
[0022] 本发明的目的在于提供一种基于真三维地上地下一体化的建模方法及系统，旨在 解决上述的技术问题。
[0023] 本发明是这样实现的，一种基于真三维地上地下一体化的建模方法，所述建模方 法包括以下步骤：
[0024] A、利用Bigemap地图截取器在BigeMap下载的地图上截取指定区域的遥感底图；
[0025] B、利用稻歌底图和地下管网CAD测量图进行匹配，利用MPGIS绘制指定区域的地 下管网矢量图；
[0026] C、利用MAPGIS和3DMAX对指定区域内地上设施和地下管网进行三维建模；
[0027] D、在MAPGIS平台上将GIS模型和3DMAX模型进行三维模型融合；
[0028] E、将融合的三维模型进行空间分析和属性查询。
[0029] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤E还包括以下步骤：
[0030] EU对生成的三维模型进行观察、漫游并在观察中实现任意空间的实体空间分析 和属性信息的查询。
[0031] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤B还包括以下步骤：
[0032] B1、利用MAPGIS根据地上设施对地下管网CAD测量图坐标概格校正与遥感底图坐 标一致。
[0033] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤A还包括以下步骤：
[0034] AU通过GPS数据对BigeMap下载地图的精度进行校正；
[0035] A2、在MAPGIS平台对BigeMap截取的遥感底图坐标进行栅格校正。
[0036] 本发明的进一步技术方案是：所述空间分析包括缓