农田防护林路渠三维参数化建模方法研究

发布时间：2020-05-31 01:59

【摘要】：随着计算机技术由辅助制图向辅助设计方向发展,参数化设计的理念已经深入人心,相关技术已经广泛应用到建筑及城市规划领域。本文将参数化设计理论与方法引入到土地整治规划设计中,针对农林场景的特性提出适合农林工程对象的参数化建模方法。土地整治规划中的道路、灌溉渠道、防护林与周边环境中密切相连,基于单体工程的设计难以对整个场景进行综合设计。而借助3D GIS技术,设计人员不仅可以整合各种来源的真实地理数据快速设计出最优的规划方案,而且能够充分利用GIS的分析功能进行数据分析。本文主要从田间道路、灌溉渠道、防护林等几个方面展开研究。(1)为解决土地预分方案制定效率低的问题,提出一种基于Delaunay三角化和二分查找法的地块分配算法。首先生成待分配地块的最小边界几何(Minimum Bounding Geometry,MBG),对MBG进行三角剖分;其次在地块内通过累加三角形的面积执行查找,接近合同面积时采用二分查找法进行微调;最后遍历项目区内所有地块直至生成土地预分配方案。通过对算法进行编程实现,以研究区的土地整治项目为例对算法的可行性进行验证,并从分配效率、精度和形状指数3个方面对结果进行量化评价。结果表明,该方法可满足自动创建和动态调整土地分配方案的需求。(2)针对田间道路纵横交错的特点提出一种基于GIS数据的参数化建模方法。以矢量道路中心线为平面线形数据,以田间道路设计规范、规程为知识规则,实现田间道路的自动化建模。首先,对于弯曲的田间道路,对其进行曲线拟合;其次,从道路中心线提取交叉点,在交叉点处根据道路结构和参数采用中心线平移法生成交叉口模型;最后,基于地形编辑将道路网模型与地形进行无缝融合,最终建立地物一体化模型。实例分析表明,参数化建模具有灵活高效的特点,应用参数化建模方法能够快速建立符合工程规范的三维田间道路网。(3)针对灌溉渠系断面多样的特点提出一种基于参数化的渠系三维建模方法。首先,以渠道三维中心线和横断面参数为基础,采用横断面放样法生成单体模型、中心线平移法生成渠道交叉口;其次,基于模型运算将上下级渠道组合在一起;最后,基于地形编辑将渠道模型与周围地形进行无缝集成。实现了包含多种断面类型的渠系三维模型在真实坐标下的设计与展示,解决了渠道交叉、分支以及与地形分离的问题,取得了较高的土方量计算精度。实例分析表明,应用参数化建模方法能够基于真实的地理数据建立三维场景,提高了建模效率和模型精度。(4)针对当前农田防护林规划设计难以自动建模和三维展示的问题,提出一种基于模型库的农田防护林自动配置方法。将道路、渠道、田块的布局所形成的约束条件构建成规则库,设计了带状或块状防护林的自动配置算法。通过构建植被模型库,实现了农田防护林随机或者按照一定的规则自动配置。实例分析表明,基于模型库和规则库建立防护林模型有利于提高防护林配置的规范性和效率,所建立的模型库和规则库可以满足重复利用的需求。
【图文】：

概况,东西湖区,地理坐标,街道

地理坐标为１１３°５３＇？１１４°３（ＴＥ，邋３０°３ｆ？３０°４７”。东西湖区下辖１２个街道、７个管逡逑理处，全境总面积达４９９．７１邋ｋｍ２，东西长３８邋ｋｍ，南北宽２２．５邋ｋｍ。研究区的位置如逡逑图１．２所示。逡逑８逡逑

参数化,三维模型,特征操作

农田防护林路渠三维参数化建模方法研究型是由单体模型构成组合模型时所需要进行的操作，包括布尔运算、规则分布成和扫描体。特征操作约束用于对不同的特征操作类型进行约束，，如对模型行合适的尺寸约束。对地物进行三维参数化表达所需要的参数如图２．１所示（２０１４）。逡逑参数表达逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S727.24;S712

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