【正文】 廣東省交通廳科技項目項目編號：200518 交通編號：密 級：內(nèi)部 單位編號： 分 類 號：高速公路三維形象進(jìn)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(xué)公路CAD研究所長沙華科工程系統(tǒng)信息技術(shù)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(jìn)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(nèi) 部項 目負(fù)責(zé)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(xué)公路CAD研究所龔德俊長沙華科工程系統(tǒng)信息技術(shù)公司龔德俊、伍友良、伍岳、曾建科主 題 詞三維進(jìn)度、高速公路、進(jìn)度管理關(guān) 鍵 詞工程對象、進(jìn)度瀏覽、進(jìn)度報送、三維漫游、多媒體動畫報告摘要：本系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一個集三維漫游、三維進(jìn)度顯示、三維進(jìn)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(jìn)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(guān)最新科研成果和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平，追求系統(tǒng)的實用性、先進(jìn)性，以滿足工程實際應(yīng)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(wǎng)快速整體建模程序進(jìn)行了較深入的研究，提出了帶狀三角網(wǎng)快速整體建模程序的算法和方法。分別應(yīng)用坐標(biāo)變換技術(shù)、背面消隱技術(shù)、紋理映射技術(shù)、三維選擇技術(shù)、大規(guī)模圖形LOD技術(shù)(基于視點的細(xì)節(jié)層次控制技術(shù))進(jìn)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(wǎng)快速整體建模程序，并高效、完善的對地物、地形斷裂線進(jìn)行TIN的網(wǎng)形調(diào)整，數(shù)模內(nèi)插精度高，構(gòu)網(wǎng)速度達(dá)到了國際同類軟件的先進(jìn)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(kuò)展，實用性強(qiáng)。（3）根據(jù)公路平、縱、橫、設(shè)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(biāo)準(zhǔn)橫斷面逐樁進(jìn)行“戴帽子”設(shè)計，再由兩相鄰橫斷面設(shè)計線構(gòu)建面模型，然后再將公路設(shè)計面模型與地表面模型即數(shù)字地面模型進(jìn)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(shù)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(qiáng)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(zhuǎn)，不僅滿足工程建設(shè)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(zhǔn)確、客觀的反映道路修建后的真實情況。（8）基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式數(shù)據(jù)采集解決了高速公路因工程建設(shè)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(yīng)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?biāo)段調(diào)用不同時期的進(jìn)度。(10) 歷史進(jìn)度調(diào)度功能。為了方便用戶查詢過往進(jìn)度，系統(tǒng)提供了歷史進(jìn)度數(shù)據(jù)載入功能。可以查詢以往的進(jìn)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(wǎng)上維護(hù)和更新。為了更好和便捷的維護(hù)系統(tǒng)，本系統(tǒng)提供了網(wǎng)上更新的功能。當(dāng)我們對系統(tǒng)進(jìn)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(quán)限管理。每個合同段都有自己用戶和密碼，每個標(biāo)段都只能錄入和看到自己標(biāo)段的進(jìn)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(xùn)，通過系統(tǒng)界面基本就能掌握數(shù)據(jù)的錄入。結(jié)合系統(tǒng)幫助用戶能在短時間內(nèi)準(zhǔn)確無誤的掌握進(jìn)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(jìn)行查詢。例如，系統(tǒng)本身沒有提供讓各個標(biāo)段進(jìn)行進(jìn)隧道進(jìn)度的文字報告功能（假設(shè)）。管理者只需通過表單設(shè)計器添加該項內(nèi)容，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)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(quán)限管理功能，系統(tǒng)用戶可以針對各個標(biāo)段對用戶的權(quán)限進(jìn)行限制。（16）所見即所得的智能表單設(shè)計，用戶可通過智能表單設(shè)計器對用戶的輸入界面進(jìn)行定義。(17) 由于本系統(tǒng)對公路設(shè)計的成果通過全三維的形式表現(xiàn)出來，對公路設(shè)計選線方面有一定的參考價值。首次將工程進(jìn)度通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)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(guān)聯(lián)。本系統(tǒng)是基于OpenGL、先進(jìn)的游戲技術(shù)、專業(yè)圖形顯卡和WEB技術(shù)的項目建設(shè)進(jìn)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(jìn)度。系統(tǒng)嚴(yán)格遵循主流數(shù)據(jù)倉庫理論規(guī)范。在經(jīng)典的二維形象進(jìn)度方面，完全覆蓋國內(nèi)同類產(chǎn)品。在三維進(jìn)度方面，屬于國際先進(jìn)水平，是唯一一套能同時提供完整二維形象進(jìn)度和三維形象進(jìn)度的綜合平臺。研究成果突出了在廣梧高速公路建設(shè)中的實用性，相關(guān)技術(shù)已在廣東云梧等高速公路工程中推廣應(yīng)用。目 錄一、引言……………………………………………………………… 1系統(tǒng)研究目標(biāo)及結(jié)構(gòu)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(nèi)外研究概況………………………………………………… 7四、系統(tǒng)總體設(shè)計…………………………………………………… 13系統(tǒng)目標(biāo)及總體結(jié)構(gòu)…………………………………………13系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)……………………………………………17系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境…………………………………………………17數(shù)據(jù)組織………………………………………………………18五、課題工作進(jìn)展及主要創(chuàng)新點………………………………………19課題研究工作進(jìn)展…………………………………………… 19解決的關(guān)鍵技術(shù)……………………………………………… 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(jìn)度顯示………………………………………………… 22三維進(jìn)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(jīng)濟(jì)、社會效益及推廣應(yīng)用前景……………………… 25九、結(jié)束語…………………………………………………………… 26十、合作者…………………………………………………………… 30十一、致謝…………………………………………………………… 31十二、附件…………………………………………………………… 32十三、參考文獻(xiàn)……………………………………………………… 33《高速公路三維形象進(jìn)度管理系統(tǒng)》 課題研究報告一、引言項目研究目標(biāo)及結(jié)構(gòu)組成“高速公