【正文】 廣東省交通廳科技項目項目編號：200518 交通編號：密 級：內部 單位編號： 分 類 號：高速公路三維形象進度管理系統(tǒng)研 究 報 告廣東云梧高速公路有限公司長沙理工大學公路CAD研究所長沙華科工程系統(tǒng)信息技術公司2006年9月項目研究報告輯要中文題名高速公路三維形象進度管理系統(tǒng)英文題名交通編號項目來源廣東省交通廳科技項目單位編號合 同 號分 類 號項目起止年限2005年11月—2009年5月第一完成單位廣東云梧高速公路有限公司密 級內 部項 目負責人林才奎報 告撰寫人林才奎、方建勤龔德俊龔德俊、伍岳項目主要參 加 人廣東云梧高速公路有限公司林才奎、方建勤長沙理工大學公路CAD研究所龔德俊長沙華科工程系統(tǒng)信息技術公司龔德俊、伍友良、伍岳、曾建科主 題 詞三維進度、高速公路、進度管理關 鍵 詞工程對象、進度瀏覽、進度報送、三維漫游、多媒體動畫報告摘要：本系統(tǒng)的目標是建立一個集三維漫游、三維進度顯示、三維進度管理與查詢、多媒體動畫及三維模型的觀察和顯示等功能為一體的公路三維進度管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，始終體現(xiàn)面向用戶、面向工程的思想，并盡可能的反映有關最新科研成果和計算機技術的發(fā)展水平，追求系統(tǒng)的實用性、先進性，以滿足工程實際應用的需要。對數(shù)據(jù)量無限制的海量數(shù)據(jù)的帶狀三角網快速整體建模程序進行了較深入的研究，提出了帶狀三角網快速整體建模程序的算法和方法。分別應用坐標變換技術、背面消隱技術、紋理映射技術、三維選擇技術、大規(guī)模圖形LOD技術(基于視點的細節(jié)層次控制技術)進行開發(fā)研究，具體成果體現(xiàn)如下：(1)完成了對數(shù)據(jù)量無限制的海量數(shù)據(jù)的帶狀三角網快速整體建模程序，并高效、完善的對地物、地形斷裂線進行TIN的網形調整，數(shù)模內插精度高，構網速度達到了國際同類軟件的先進水平。（2）三維系統(tǒng)開放的數(shù)據(jù)接口，使系統(tǒng)能夠接受目前常見的各種數(shù)據(jù)源，并且易于擴展，實用性強。（3）根據(jù)公路平、縱、橫、設計資料建立公路表面模型。具體做法是根據(jù)定義的路基標準橫斷面逐樁進行“戴帽子”設計，再由兩相鄰橫斷面設計線構建面模型，然后再將公路設計面模型與地表面模型即數(shù)字地面模型進行交接拼合以得到組合面模型。（4）開發(fā)了針對海量數(shù)據(jù)的三維引擎系統(tǒng)，解決了大場景模型顯示和操作的技術難點。（5）三維引擎系統(tǒng)利用深度緩沖區(qū)（ZBuffer）來實現(xiàn)圖像空間中的消隱，利用紋理映射原理還原真實感圖形。（6）基于數(shù)據(jù)庫，完成了功能強大的、靈活的圖形與數(shù)據(jù)的雙向動態(tài)平衡的三維交互系統(tǒng)，三維模型的選擇、360度全方位瀏覽、三維位置的快速跳轉，不僅滿足工程建設管理的需要，而且為使用者提供了方便快捷的操作方式。（7）帶地面景觀的三維道路工程模型快速、準確、客觀的反映道路修建后的真實情況。（8）基于互聯(lián)網的分布式數(shù)據(jù)采集解決了高速公路因工程建設地域性廣闊而難以采集數(shù)據(jù)的難點，使系統(tǒng)能得到較好的應用。（9）數(shù)據(jù)更新方式靈活，整體的、局部的數(shù)據(jù)更新?？梢詫Σ煌膶ο蠡驑硕握{用不同時期的進度。(10) 歷史進度調度功能。為了方便用戶查詢過往進度，系統(tǒng)提供了歷史進度數(shù)據(jù)載入功能?？梢圆樵円酝倪M度數(shù)據(jù)并在三維仿真系統(tǒng)中以圖形的形式表現(xiàn)出來。(11) 系統(tǒng)的網上維護和更新。為了更好和便捷的維護系統(tǒng)，本系統(tǒng)提供了網上更新的功能。當我們對系統(tǒng)進行更新或升級時，用戶只要點擊更新便能獲取最新的數(shù)據(jù)庫和程序。(12) 為了保障數(shù)據(jù)的安全，本系統(tǒng)提供了用戶及權限管理。每個合同段都有自己用戶和密碼，每個標段都只能錄入和看到自己標段的進度數(shù)據(jù)。(13) 系統(tǒng)為用戶提供了簡捷明了的錄入界面和幫助系統(tǒng)，用戶基本不需任何培訓，通過系統(tǒng)界面基本就能掌握數(shù)據(jù)的錄入。結合系統(tǒng)幫助用戶能在短時間內準確無誤的掌握進度數(shù)據(jù)的錄入方法。(14) 靈活的自定義信息錄入。系統(tǒng)管理者可以根據(jù)需要，定制輸入信息。并對錄入的信息進行查詢。例如，系統(tǒng)本身沒有提供讓各個標段進行進隧道進度的文字報告功能（假設）。管理者只需通過表單設計器添加該項內容，用戶通過互聯(lián)網錄入數(shù)據(jù)時就會要求用戶錄入該信息。系統(tǒng)提供了該信息錄入的界面，并能在信息查詢時顯示用戶錄入的該信息。(15) 用戶權限管理功能，系統(tǒng)用戶可以針對各個標段對用戶的權限進行限制。（16）所見即所得的智能表單設計，用戶可通過智能表單設計器對用戶的輸入界面進行定義。(17) 由于本系統(tǒng)對公路設計的成果通過全三維的形式表現(xiàn)出來，對公路設計選線方面有一定的參考價值。首次將工程進度通過虛擬現(xiàn)實技術進行三維表現(xiàn)，同時將各種圖文資料和數(shù)據(jù)與三維工程對象關聯(lián)。本系統(tǒng)是基于OpenGL、先進的游戲技術、專業(yè)圖形顯卡和WEB技術的項目建設進度管理的三維可視化解決方案，用戶可以在任何時間、任何地點通過瀏覽器來查看報表、通過三維引擎查看各工程對象的三維進度。系統(tǒng)嚴格遵循主流數(shù)據(jù)倉庫理論規(guī)范。在經典的二維形象進度方面，完全覆蓋國內同類產品。在三維進度方面，屬于國際先進水平，是唯一一套能同時提供完整二維形象進度和三維形象進度的綜合平臺。研究成果突出了在廣梧高速公路建設中的實用性，相關技術已在廣東云梧等高速公路工程中推廣應用。目 錄一、引言……………………………………………………………… 1系統(tǒng)研究目標及結構組成……………………………………1系統(tǒng)主要研究成果……………………………………………2二、系統(tǒng)研究目的意義……………………………………………… 5三、國內外研究概況………………………………………………… 7四、系統(tǒng)總體設計…………………………………………………… 13系統(tǒng)目標及總體結構…………………………………………13系統(tǒng)開發(fā)技術標準……………………………………………17系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境…………………………………………………17數(shù)據(jù)組織………………………………………………………18五、課題工作進展及主要創(chuàng)新點………………………………………19課題研究工作進展…………………………………………… 19解決的關鍵技術……………………………………………… 19主要創(chuàng)新點…………………………………………………… 20六、系統(tǒng)功能及特點……………………………………………………22三維漫游……………………………………………………… 22三維進度顯示………………………………………………… 22三維進度管理與查詢………………………………………… 22七、系統(tǒng)的測試與工程檢測………………………………………… 24模塊測試………………………………………………………24整體測試………………………………………………………24工程測試………………………………………………………24八、系統(tǒng)的經濟、社會效益及推廣應用前景……………………… 25九、結束語…………………………………………………………… 26十、合作者…………………………………………………………… 30十一、致謝…………………………………………………………… 31十二、附件…………………………………………………………… 32十三、參考文獻……………………………………………………… 33《高速公路三維形象進度管理系統(tǒng)》 課題研究報告一、引言項目研究目標及結構組成“高速公