日仪线数字化管道可视化应用研究

摘要

管道传输是我国能源运输的主要方式，计算机技术的进步推动了管道管理方式向信息化转变，数字化管道的概念应运而生。数字化管道系统是能源管理现代化标志之一，真正实现了管道全周期完整性管理的理念，汇集了许多专业领域的先进理念和专业技术。本文对中石化管道储运公司日仪线数字化管道系统进行了研究和探讨，在分析可视化系统使用需求和设计架构的基础上，结合日照处的实际情况，实现了日仪线数字化管道可视化系统。 日仪线数字化管道采取二维、三维可视化并存，可以进行无缝切换的系统界面，其中二维可视化系统采用了地理信息（GIS）可视化技术、实时动态处理技术、增强现实（AR）技术，开发了综合管理、完整性管理、管线运行等七大模块，实现了管道基础数据图形化显示，管道事件精确定位，特殊地点全景展示等功能。三维可视化系统采用了增强现实与空间GIS融合技术、大范围三维场景实时渲染技术、三维数据的动态调度等技术，通过外业数据采集、内业数据处理、三维场景构建、关联信息植入四个阶段进行三维建模，建成后的管线与输油站点模型，不受用户视角和位置的限制，可以进行球面上的任意旋转操作，可以随时对管道进行放缩和拉伸等操作。日仪线可视化系统界面友好、操作简便，为管道储运公司输油生产、协同办公、经营管理等各个业务板块的提供强有力的技术支撑。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外行业研究现状

1.3 研究目标及研究内容

1.4 论文组织结构

第二章 数字化管道概念和可视化相关技术

2.1 数字化管道概念简介

2.2 数字化管道可视化的相关技术

2.2.1 可视化技术一般概念

2.2.2 地理信息系统

2.2.3 卫星地图

2.2.4 全球定位系统

2.2.5 遥感技术

2.2.6 自适应多分辨率显示技术

2.2.7 三维管道智能构建技术

2.2.8 增强现实可视化技术

2.2.9 数据采集与监视控制技术

2.3 本章小结

第三章 可视化需求分析和技术架构

3.1 需求分析

3.1.1 受众人群

3.1.2 系统功能设计

3.2 可视化系统技术架构

3.2.1 数据层

3.2.2 应用层

3.2.3 展示层

3.3 可视化软硬件架构

3.3.1 硬件配置

3.3.2 软件配置

3.6本章小结

第四章 数字化管道二维可视化系统的实现

4.1 二维可视化界面开发环境

4.2 地理信息可视化

4.2.1 GIS可视化操作特性

4.2.2 数字地图标注

4.2.3 支持SVG的网络地图

4.2.4 坐标转换

4.3 实时动态处理技术（动态预警）

4.3.1 “超球”动态模型

4.3.2 相似度曲线

4.3.3 动态预警功能实现

4.4增强现实可视化

4.4.1 增强现实可视化技术的日常应用

4.4.2 增强现实可视化技术在数字化管道上的应用

4.5二维可视化系统展示

4.5.1 综合管理模块

4.5.2 数字化管理模块

4.5.3 完整性管理模块

4.5.4 隐患管理模块

4.5.5 管线运行模块

4.5.6 应急响应模块

4.6 本章小结

第五章 数字化管道三维可视化系统的实现

5.1 管道三维可视化系统的研究意义和现状

5.1.1 三维可视化系统的研究意义

5.1.2 三维可视化系统的发展现状

5.2 数字化管道三维可视化系统相关技术

5.2.1 增强现实与空间GIS融合技术

5.2.2三维影像实时渲染技术

5.2.3三维数据的动态调度

5.3 数字化管道三维场景构建实现

5.3.1三维建模工具

5.3.2三维建模技术要求

5.3.3三维建模步骤

5.4 三维系统图形图像展示

5.4.1 二维/三维地图转换

5.4.2 全景图像下的模型转换

5.4.3 输油站点及管线三维模型

5.5 本章小结

总结

主要工作

进一步工作

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢