浑河沈阳城市段三维数字模型系统技术研究

于贺海　刘德亮　赵　琳　王　嵩

摘要 浑河三维数字化建模是实现对浑河（沈阳城市段）的三维空间虚拟仿真，系统可满足浑河数字化仿真模拟显示功能需求，实现试验物理模型向计算机数学模型的转换。对该模型的实现及研究成果进行总结和介绍。

关键词 浑河；三维模型；虚拟仿真；系统功能；开发成果；辽宁沈阳

中图分类号 TV82 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2009）07-0256-02

中央“振兴东北老工业基地”战略决策的实施，为沈阳社会经济的高速发展注入了巨大的动力。随着“金廊”、“银带”、“浑南大开发”的建设，浑河已成为沈阳城市防洪的关键所在，近年来日益受到国家和政府的高度重视。逐年加大浑河防洪建设投入的力度，努力提高浑河城市防洪管理的现代化水平。浑河沈阳城市段三维数字模型系统，在综合沈阳市多年来浑河防洪减灾基础建设与信息化成果基础上完成，是具有先进性、可靠性和实用性的研究开发成果。

1 系统功能

浑河三维数字化建模是实现对浑河（沈阳城市段）的三维空间虚拟仿真，系统可满足浑河数字化仿真模拟显示功能需求，实现试验物理模型向计算机数学模型的转换。并可将河道水位淹没成果动态显示到仿真系统中。针对浑河沈阳城市段三维数字模型子系统的开发目标，按照实际工作的需要，对子系统进行功能结构设计，系统的功能逻辑结构见图1。

2 模型开发成果

2.1 空间建模

本项目采用浑河真实环境中的构造并集合物理模型基础进行三维建模。通过由美国Multigen-Paradigm（www.multigen.com）公司开发的Creator软件进行强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维（RT3D）数据库。最终将浑河沿岸的建筑和景观制作成仿真三维视景。系统数字高程模型开发是以浑河沈阳城市段1∶10 000比例尺的DEM和DOM。

2.2 工程模型仿真

本项目的工程模型建模联合运用Multigen Creator、3Dmax、deepExploration 等技术完成，结合空间模型构建数字河道以及数字城市三维模型。通过vega和VC++构建的可视化驱动平台进行三维河道、城市的漫游与分析。

2.3 淹没演示

根据河道高程条件，在三维场景中动态渲染，计算河道边界淹没线，并进行三维渲染，通过视景深度计算、水面以及河岸法线计算、光照渲染效果计算等，逼真模拟水面、河道边界变化。本系统根据浑河沈阳城市段物理模型试验的成果对流域50年一遇、100年一遇及300年一遇洪水的淹没、流态分析成果进行管理和演示。

2.4 地物交互查询

对空间信息中的重点水利工程地物信息采用数据库进行管理，并实现空间信息与地物属性信息的交互查询与定位（用户可通过地物列表或在地图上直接选择地物查看地物的属性）。本系统的数据库主要为工程数据库，数据库类型为ACCESS 2000，主要包括河道上的坝、闸、桥和公园，其主要库结构见表1、表2、表3。

2.5 动态飞行控制

系统可通过鼠标或键盘实现流域模型空间的联合控制，并可将控制的过程进行录制，从而进行浏览展示（见图2）。

3 结语

浑河（沈阳城市段）的三维空间虚拟仿真系统的研究，实现对浑河空间信息、建筑信息与洪水信息的数字化管理，为开展浑河的全面数字化建设奠定了坚实的平台基础，必将在流域的规划建设、防洪减灾工作中发挥应有的作用。

4 参考文献

[1] 李景茹，钟登华，刘东海，等.水利水电工程三维动态可视化仿真技术与应用[J].系统仿真学报，2006（1）：116-119，124.

[2] 钟登华，李明超，王刚，等.水利水电工程三维数字地形建模与分析[J].中国工程科学，2005（7）：65-70.