海底管道是運輸海洋中開采的油氣的主要途徑,是海洋能源戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,是保障能源供應(yīng)的重要通道。管線的設(shè)計數(shù)據(jù)和定期對管線的檢測數(shù)據(jù)基本都是以圖紙或圖表形式保存,無法直觀的展示管道及其周圍的地形情況,對于管道的日常管理和維護極為不便。本文以海底管道檢測數(shù)據(jù)和管線數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,結(jié)合海底管道的特點創(chuàng)建三維空間模型并完成模型的可視化展示,對于改善海底管道的管理方式有重要意義。論文的主要工作如下:首先,在地形建模方面,闡述了建立數(shù)字高程模型DEM的基本原理與方法,具體分析克里金插值、自然領(lǐng)近插值、反距離加權(quán)(IDW)插值、樣條函數(shù)四種算法,分別對不同格網(wǎng)間距建立DEM模型,通過時間效率、建模精度和展示效果的對比,尋找出適合海底地形的插值算法——IDW算法。為彌補IDW建模精度上的不足,針對多波束數(shù)據(jù)特點采用了波束加權(quán)的IDW優(yōu)化方法。其次,在管道建模方面,深入研究了基于ArcEngine動態(tài)構(gòu)建三維管線的方法。介紹以三角條帶和拉伸旋轉(zhuǎn)法來創(chuàng)建直管三維模型的原理及實現(xiàn)過程,然后重闡述了三維直管在銜接處的平滑處理方案。在前后管徑相同情況下,采用微分處理法實現(xiàn)彎管建模;在前后管徑不同情況下,采用...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 論文目的與意義
    1.3 三維GIS的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 管道建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 海底地形建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 海底地形三維可視化研究現(xiàn)狀
        1.3.4 存在的問題
    1.4 本文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
第2章 基于多波束海底地形建模技術(shù)的研究
    2.1 多波束系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理
        2.1.1 多波束系統(tǒng)介紹
        2.1.2 多波束校準
        2.1.3 多波束測量與數(shù)據(jù)處理
        2.1.4 多波束數(shù)據(jù)特點
    2.2 數(shù)字高程模型及其表示方法分析
        2.2.1 數(shù)字高程模型
        2.2.2 基于等深線建模
        2.2.3 基于不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）建模
        2.2.4 基于規(guī)則格網(wǎng)（GRID)建模
    2.3 基于規(guī)則格網(wǎng)內(nèi)插方法的研究
        2.3.1 克里金插值
        2.3.2 自然鄰域插值
        2.3.3 反距離加權(quán)插值
        2.3.4 樣條函數(shù)插值
        2.3.5 可視化實驗
        2.3.6 誤差精度評估
    2.4 針對多波束的IDW算法改進
        2.4.1 IDW算法的“最優(yōu)”插值參數(shù)
        2.4.2 IDW算法的改進策略
    2.5 基于顯示重采樣方法的選擇
        2.5.1 最鄰近分配法
        2.5.2 雙線性插值法
        2.5.3 三次卷積插值法
    2.6 小結(jié)
第3章 基于ArcGIS海底管道建模技術(shù)的研究
    3.1 Multipatch介紹
        3.1.1 Multipatch的四種類型
        3.1.2 Multipatch的構(gòu)建方式
    3.2 海洋管線
        3.2.1 海洋管道的發(fā)展和特點
        3.2.2 管道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
    3.3 三維直管的兩種生成方法
        3.3.1 基于三角條帶法構(gòu)建三維直管
        3.3.2 基于拉伸旋轉(zhuǎn)法構(gòu)建三維直管
    3.4 三維直管在接頭處的圓滑處理
        3.4.1 彎管建模
        3.4.2 變徑建模
    3.5 小結(jié)
第4章 基于多波束與海底管道融合建模
    4.1 管道中心的提取
    4.2 有效數(shù)據(jù)提取
    4.3 海底地形分塊技術(shù)
    4.4 數(shù)據(jù)裁剪
    4.5 管道與地形渲染
        4.5.1 三波段地形渲染法
        4.5.2 管道渲染
    4.6 管道與地形擬合
    4.7 小結(jié)
第5章 融合建模在海底管道三維顯示系統(tǒng)中的實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計目標
    5.2 系統(tǒng)開發(fā)框架
    5.3 功能模塊設(shè)計及實現(xiàn)
        5.3.1 軟件登錄與用戶管理
        5.3.2 管線數(shù)據(jù)管理
        5.3.3 創(chuàng)建三維模型
        5.3.4 模型渲染與交互
        5.3.5 圖層操作
        5.3.6 動畫錄制與導(dǎo)出
        5.3.7 屬性信息查詢
        5.3.8 繪制剖面圖
        5.3.9 數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示
    5.4 性能測試
    5.5 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：4044536