浅析地下管网虚拟现实系统的构建-机电毕业论文(2)

　　在该模型中，首先将城市分成多个城区，每个城区的信息又分成基本框架信息和管网信息两部分。管网信息包含给水管网层、燃气管网层、供热管网层、排水管网层、管网层、排污管网层和电信管网层等 7个层。每层包含点状实体和特征点、线状实体两类数据。实体和特征点由节点和指明节点特征的标记组成，点由几何坐标定位；线状实体类由弧段和指明弧段特征的标记组成，弧段由一系列坐标点描述。基本框架信息反映了城市基本面貌，由点状、线状和面状三类实体组成。该模型中所有实体都有区别于其他实体的属性特征。

　　1．3 地下管网数据存储结构

　　在空间数据库中，空间数据的表达方法主要有栅格数据结构、矢量数据结构和栅格矢量一体化结构等。

　　1．3．1 栅格数据结构

　　栅格模型由规则的正方形或矩形栅格组成，每个栅格代表 1个像元。栅格数据结构实际上就是像元阵列，像元由行列号确定它的位置。点状实体在栅格数据结构中表示为 1个像元；线状实体则由在一定方向上连接成串的相邻像元集合；面状实体表示为聚合在一起的相邻像元集合。栅格数据有数据结构简单、空间数据的叠加和组合方便、各类空间分析易于进行以及模拟方便等优点，但同时存在着图形数据量大、数据精度低、地图输出不精美以及难以建立网络连接关系等缺点。

　　1．3．2 矢量数据结构

　　矢量数据结构用点串序列来表示空间实体的边界形状和分布。点状实体在矢量数据结构中表示为坐标；线状实体则由线上的一系列点的坐标表示；面状实体由面的边界弧段序列表示。矢量数据的优点是数据精度高、数据量小、完整的描述拓扑关系、图形美观以及图形数据的恢复、更新、综合容易实现等，但也有数据结构复杂、矢量多边形叠置算法和模拟困难的缺点。

　　1．3．3 栅矢融合与地图配准

　　作为管网系统的基础底图，考虑能充分利用矢量图画面精美、无级缩放的优势，同时利用栅格图更新速度快、能反映城市最新风貌的特点。解决方法是：将手头现有的矢量地图作为建立管网专题图层(矢量图)的基础，并设法将栅格图与矢量底图进行配准，从而有效结合两者的优点。

　　管网系统的专题数据建立在矢量地图基础上，而矢量图的修改相当困难。当城市风貌发生变化时，为反映管网相对于新的参照物的位置，设想利用栅格图与当前管网进行比较；而比较的前提则是首先将栅格图与矢量图进行配准。

　　栅格图配准时存在 3个问题：比例尺的配准、投影的配准、坐标的配准。考虑到本系统中匹配要求不太严格，经多次实验发现，如果选择的栅格图所包含的实际区域越小．那么矢量和栅格叠加的越精确。由此得到启发，是否可以将整个栅格图分成小块(不妨将分得的每 1块栅格图称为栅格图块)去配准，配准后将其作为 1个图层保存，当所有的栅格图块都配准后，在显示栅格图时，选择所有的栅格图块，那么就得到了一幅完整的、能够和矢量图准确匹配的栅格图。具体步骤如下：

　　1)在制图软件 中将栅格图平均分割成 M 块(实际上 M 的大小代表 了配准的精度，M 越大，则精度越高)，并分别保存 ；

　　2)对每一栅格图块在 MapX中进行匹配控制点至少选择 2O个；

　　3)在 MapX环境中显示所有的栅格图块，看整幅图与矢量图叠加的效果 。

　　在分割的栅格 图全部显示时，两两相邻的栅格图块有可能会出现拼接不上的问题，比如 1条河流在拼接后不能衔接上、物在拼接后出现错位现象、延续的道路有可能变为两条道路。可以采取以下两种方法解决栅格图块的拼接问题：