一种三维可视化桥梁病害信息采集管理系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于桥梁养护计算机相关应用技术领域，尤其涉及一种三维可视化桥梁病 害信息采集管理系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国桥梁大规模建成，桥梁养护工作也逐渐成为桥梁工程领域的重点。在桥 梁养护过程中，需检查并记录桥梁的病害（如蜂窝、麻面、钢筋锈蚀、漏筋、裂缝、螺栓松动、 涂装开裂等）。病害的空间分布情况、随时间的发展情况，对于了解结构服役状况、分析病害 成因、制定维修方案都是非常重要的。
[0003] 随着信息技术的发展，许多桥梁的病害记录都采用数据库的方式进行管理，但这 些管理系统一般都以表单形式对病害记录进行管理；更为先进的病害三维管理软件，可以 做到在发生病害的构件上添加一个标记点，这样可以看到全桥病害多发的区域，但是，当一 个构件上发生多处病害时，各条病害记录不能在分别显示在对应的位置。而从结构力学的 角度来说，同一构件上的多处病害分布情况，又恰恰是病害成因分析的重要依据（例如梁 式构件，不同的受力情况将导致不同的裂缝分布形式）。
[0004] 各病害随时间的发展情况也是工程人员所关心的，但是表单式的记录方式，在现 场发现病害时不容易获知该位置之前的是否发生过病害、发生病害的情况，新、老批次病害 之间的历史衔接信息往往被忽视掉。
[0005] 在实际的桥梁养护工作中，技术人员通常需要发挥大脑的空间想象能力构建病害 的空间分布图；对于结构较复杂、病害较多的情况，技术人员则常以二维图纸为辅助，逐条 查看病害记录后，将其标记在结构图纸上。因而，从事桥梁养护工作的技术人员，希望出现 一种三维可视化的病害记录管理系统，提供更直观的操作界面，并且大大提高病害信息的 利用效率。但是，目前尚未发现可以对病害根据其精细化位置进行显示并以其标记体作为 信息管理入口的管理系统。究其原因，是现有病害记录的信息不足一一在现场记录时，检查 人员一般没有图纸或模型辅助，对病害位置采取文字描述的方式记录，描述的位置范围过 大，不精细，使得系统无法自动实现对病害位置的精细化定位，也无法有效地实现病害的跟 踪式记录。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种三维可视化桥梁病害信息采集管理系统及 方法，能够将病害按照在桥梁上的确切位置进行三维显示，并对病害信息进行三维可视化 的采集、管理。
[0007] 本发明所采用的技术方案如下，一种三维可视化桥梁病害信息采集管理系统，包 括：
[0008] 病害记录存储模块，用来提供数据存储介质，并定义病害信息的离散存储方式；
[0009] 桥梁三维建模模块，用来建立桥梁的三维模型；
[0010] 病害信息采集模块，用来在桥梁三维模型基础上进行病害信息录入；
[0011] 病害记录管理模块，用来对病害记录存储模块中的病害记录进行三维可视化的管 理；
[0012] 用户权限管理模块，用来控制用户对系统操作的权限。
[0013] -种三维可视化桥梁病害信息采集管理方法，包括如下步骤：
[0014] 步骤1 :在病害记录存储模块中，定义病害信息所含的内容及离散、存储方式，将 病害信息以结构化数据表的方式存储为病害记录，各条病害记录包含病害记录ID、桥梁 ID、检查批次ID、父病害记录ID、病害位置的三维坐标、病害自身属性参数；
[0015] 步骤2 :在桥梁三维建模模块中，根据桥梁技术资料建立桥梁三维模型，并将其转 换格式，分别转换为采集端三维模型和管理端三维模型，转换时保持统一的场景坐标系， 然后将采集端三维模型和管理端三维模型分别导入病害信息采集模块和病害记录管理模 块；
[0016] 步骤3 :在病害彳目息米集模块中进行病害彳目息的米集，具体按照以下步骤实施：
[0017] 3a)信息采集用户首先通过用户权限管理模块验证后登录病害信息采集模块，选 择待查桥梁、检查批次，得到本批次记录的桥梁ID和检查批次ID ;
[0018] 3b)根据桥梁ID打开采集端三维模型；
[0019] 3c)如果待检查桥梁存在上一批次的病害记录，则在采集模块中加载上一批次的 病害记录，并根据病害记录中的三维坐标和病害自身属性参数，将病害记录以病害标记体 的方式在模型上显示；
[0020] 如果待检查桥梁不存在上一批次的病害记录，则跳过此步骤；
[0021] 3d)进行现场检查，如果检查发现未记录的病害，进入步骤3e);如果检查后没有 发现未记录的病害，进入步骤3f);
[0022] 3e)判断发现的病害是否存在父病害，如果在模型上的病害位置已经存在上一批 次病害记录的病害标记体，点击该病害标记体，将该病害标记体的对应的病害记录ID设为 本次病害记录的父病害记录ID，将该病害标记体的三维坐标设为本次病害记录的三维坐 标；如果病害位置在模型上不存在上一次病害记录的病害标记体，则将本次病害记录的父 病害记录ID设为特定标识予以表征，在模型上点击病害位置，获取病害的三维坐标；在记 录其父病害记录ID、三维坐标之后，记录病害自身属性参数，并将桥梁ID、检查批次ID整合 至一条记录中，存储在病害信息采集模块的本地存储介质中，完成后返回步骤3d);
[0023] 3f)如果采集模块的本地存储介质中有未上传的检查记录，则逐条传输至病害记 录存储模块，生成各条记录ID ;如果采集设备中没有未上传的检查记录，则采集结束。
[0024] 步骤4 :在病害记录管理模块中，对病害记录进行三维可视化的管理，具体包括以 下步骤：
[0025] 4a)管理用户通过用户权限管理模块登录系统；
[0026] 4b)选择需管理信息的桥梁，根据桥梁ID打开管理端三维模型；
[0027] 4c)根据用户需求从病害记录存储模块的数据库中检索出要显示的病害记录；
[0028] 4d)根据病害记录中的三维坐标和病害自身属性参数，将病害记录以病害标记体 的方式在模型上显示；
[0029] 4e)点击病害标记体，获取该病害记录的ID ;
[0030] 4f)根据病害记录的ID对数据库中的病害记录进行详细信息查看、记录删除、记 录修改操作。
[0031] 进一步的，所述步骤4中对病害记录进行三维可视化管理时能够实现病害记录的 单点病害历史追踪，具体方法为：根据桥梁上病害记录的父病害记录ID生成该点的病害记 录时序链条，然后通过病害记录时序链条上的节点入口，触发该点对应批次记录的详细信 息查看操作，在详细信息框中显示该点各批次的病害记录详细信息。
[0032] 进一步的，所述步骤4中对病害记录进行三维可视化管理时能够实现全桥病害历 史追踪，具体方法为：根据桥梁ID获取桥梁所有的检查批次，并根据时间排序，形成检查批 次时序链条，然后再通过检查批次时序链条上的节点入口，从数据库中查询对应批次的病 害记录；并以病害标记体在三维模型上显示，通过病害标记体朝向、形状、大小和表面外观 的变化表示整个桥梁的病害历史变化情况。
[0033] 进一步的，所述病害记录以病害标记体的方式在模型上显示具体包括如下步骤：
[0034] a)打开相应模块中的桥梁三维模型；
[0035] b)根据病害记录的三维坐标、自身属性参数确定表征该病害的病害标记体在三维 模型场景中的基点坐标、朝向、形状、大小和表面外观；
[0036] c)将病害标记体根据基点坐标显示在桥梁三维模型上。
[0037] 进一步的，点击病害标记体时，能够对被模型遮挡的病害标记体进行直接点击，具 体方法如下：
[0038] i)在三维场景交互操作的点击检测集合中只保留病害标记体；
[0039] ii)构件进入透明化或者线框化显示模式：对于构件透明化方式，将桥梁构件的 材质特性"可穿透"设为真，并将构件的材质特性的"透明度"属性设为大于〇且小于1 ;对 于线框显示方式，将构件几何体的各个面用线框显示，而各个面在显示时不进行着色。
[0040] 更进一步的，步骤4f)中对于详细信息查看操作