城市防洪排涝模型所需数据清单

城市防洪排涝模型所需数据清单
城市防洪排涝模型所需数据清单

城市防洪排涝模型所需数据清单

一、气象(降雨)数据

1、研究范围内降雨站分布图。

2、降雨数据需求:

a)当地暴雨强度公式;

b)步长为5 分钟的短历时(一般为2-3 小时)和长历时(24 小

时)的设计降雨雨型。

3、降雨历史灾情记录,主要包括:

a)发生灾情时的降雨数据;

b)灾情发生的位置;

c)灾情的严重程度(如积水深度、面积、时间等);

d)原因分析。

二、管网数据

1、管网拓扑数据(数据格式:ArcGIS、MapGIS,autoCAD 等)

a)控制阀门数据(位置、直径、开关状态、开度、功能);(数据

格式:文本)

b)所有泵站的图纸、水泵型号和特性曲线(Q-H-η);(数据格式:

文本)

c)雨水管线集水区布置图(服务区域)。(数据格式:ArcGIS、

MapGIS,autoCAD 等)

2、生产运行数据(用于模型率定,依据项目情况和项目精度而定)

a)所有泵站每小时运行同步记录;

b)泵站总流量、总压力、水泵开关、用电量、泵站效率;

c)各泵站每台水泵的单泵流量、压力、用电量、效率;

d)管网测压点、测流点现场监测数据。

3、下垫面数据

a)土地利用分布图,如房屋、街道、绿地等。

4、边界水位数据(若需搭建河网模型,可直接选取河道水位数据)

a)管网排水口,受纳水体的边界水位(可为常量或时间变化曲

线)。

三、河道数据

1、河道分布图(电子平面图)。

2、河道横断面:每个断面的地理位置及其几何形状。

3、水工建筑物(如桥梁,堤坝, 管线等)的位置和几何信息(如闸底高程、闸门宽、闸孔数);有精确高层和尺寸的工程图。

4、堤防的位置和堤顶高(包括围堤)(数据库或文本)。

5、堤防闸门以及其他控制工程的位置,以及操作规则和实际历史操作情况(文本)。

6、水库数据:

a)库容(水位库容曲线或水位面积曲线);

b)调度规则;

c)设计参数,如正常高水位、死水位、防洪限制水位等。

7、水库、堤防等工程最近的变化情况(描述性的文本)。

8、水位流量关系曲线(数据库或文本、Excel 文件)。

9、横断面、水位站、堤防之间的高程转换关系。

10、蓄滞洪区的水位-蓄水量关系及运行规则。

四、二维地面数据

1、地形高程图。

2、城市建筑、道路等图层。

三维数字城市建模技术

三维数字城市建模技术 发表时间:2017-10-16T16:33:38.407Z 来源:《基层建设》2017年第18期作者:梁莉 [导读] 摘要:数字理念应用于城市规划,工程检测,交通服务,政策决定等方面,并在应用中进一步推广了数字应用的纵深发展。 天水三和数码测绘院甘肃省 741000 摘要:数字理念应用于城市规划,工程检测,交通服务,政策决定等方面,并在应用中进一步推广了数字应用的纵深发展。使用较为先进的信息化手段,能够为城市的规划、建设、管理、运营以及一些应急措施的应用发挥良好作用。三维数字城市的建模,能够在很大程度上有效提高政府的实际服务和管理水平,从而有效增强城市的管理效率,为有效节约城市资源发挥重要的作用。 关键词:三维数字;城市建模;建模技术 1引言 城市三维空间信息则具有直观性强、信息量大、内容丰富等优点。三维GIS作为一种能够综合地处理各种空间和属性信息的工具在城市规划、国土监测、交通管理、辅助决策等方面都有广泛的应用,随着人们对三维GIS的认识的不断深入,对城市三维信息需求的不断增加进而提出了三维城市模型的概念。通过对三维GIS中三维城市模型理论及相关的技术方法的探讨,对今后三维城市模型的研究有更为深刻的认识,为今后的工作提供指导。 1.1数字城市概述 随着信息技术的高速发展,美国率先提出了国家信息基础设施和全球信息基础设施计划,随之越来越多的国家加入到全球信息化的行列,从而演变出了数字城市的基本概念。数字城市主要是通过对空间信息的应用,构筑一个虚拟的平台,其中,关于一些社会资源、基础设施、自然资源、人文以及经济方面的信息和内容,能够通过数字形式进行有效获取,从而为社会和政府提供众多的服务。通过数字城市的建设,能够为实现城市信息的综合应用,提供良好的效果。可持续发展是当前社会的重要发展原则之一,对于社会生产生活具有重要影响。建设数字化的城市,能够有效促进可持续发展,增强城市的发展效力。 1.2数字城市是数字地球建设中的重要节点,在实现数字地球计划中占有举足轻重的地位。数字城市建设随着计算机水平的提高,目前正向三维数字城市方向快速发展。自“数字地球”的概念提出以来,在国际国内已引起广泛的关注。数字城市作为数字地球的一个节点,是数字地球中一个不可缺少的重要组成部分。数字城市的建设不仅仅是城市地图的数字化和大比例尺地图测绘、计算机化,它有自身的技术体系。因此,进行相关技术的研究和理论的探讨对数字城市的建设不仅是必要的,而且是必须的。数字城市的建成将为城市各行各业提供权威的、唯一的、通用的空间信息平台,有力促进各部门地理信息资源共享与应用,充分发挥地理信息在政府宏观决策、应急管理、社会公益服务、人民生活改善等方面的作用。 2三维技术构建及建模方法 数字城市需要一个逼真的模拟,实时动态的环境中,考虑到硬件限制和虚拟现实系统。数字城市建模和模拟的动画要求建模方法有一个显着不同的数字城市建模模型分割和纹理映射技术。目前众多世界城市虚拟场景结构在以下方面:基于模型和BR这两种方法可以实现在3DSMAX中验证。多边形模式是第一次使用的建模技术,用一个小平面来模拟表面,从而形成各种形状的三维对象的一个小的平面可以是三角形,矩形或其它多边形,但在实践中更多的使用三角形或矩形。多边形建模的,直接创建基本几何体,根据要求修改调整对象的形状,或使用放样面片建模,组合对象创建的虚拟现实工程,多边形建模的主要优点是简单、方便、快捷,但它产生一个光滑的表面,因此适于构建规则形状的对象,如大多数的人造物体的多边形建模技术是困难的,同时可根据要求,只可通过调整的参数建立的虚拟现实系统该模型可以得到不同的分辨率的模型的虚拟场景的实时显示的需要和适应。 目前实现三维建模的方法大致有以下几种:一是直接利用三维建模软件,如计算机辅助设计软件(AutoCAD)、三维动画渲染和制作软件(3DStudioMax)等工具人机交互式三维建模;二是直接利用GIS的二维数据和高度信息建立三维模型,但这种方法只局限于规则对象的建模;三是基于数字摄影测量原理对物体快速建模。随着数据采集技术的不断发展和自动化,根据三维激光点云数据自动构建三维模型正成为研究的热点。 3三维数字城市建模技术 3.1数字摄影测量技术 数字摄影测量技术的飞速发展与高分辨率卫星影像的出现,使三维数据大批量地快速获取已成为可能。这种建模方法主要的原理是基于遥感影像数据,根据遥感影像之间的相互关系,利用数字摄影测量的基本原理,建立相应的交会模型,进而得到实际地物点的三维坐标,并且建立数字地表模型,再通过相应的纹理映射关系,实现三维景观模型的建立。该技术能够帮助设计人员进行目标建筑物的几何空间与高程数据的快速构建,并且精度高、快速成像。因此,数字摄影测量技术在三维建模中具有十分重要的作用。 3.2航空摄影测量技术 在三维建模领域,航空摄影测量技术的应用较早,在多年来的发展中,已经非常成熟。使用该技术,能够创建立体环境,实现三维模型数据的位置、高度、形状信息的快速与准确获取。然后结合外业纹理采集与正射影响屋顶信息能够进行精细三维模型的构建。然而该技术对建筑物纹理进行提取的过程中,侧面纹理无法被有效获取,因此,同新时期我国的精细化城市三维建模的要求不符。 3.3机载/车载激光扫描技术 在对该技术进行应用的过程中,所构建而成的模型在细节方面可以被充分的表现出来,因此能够形成较高的精度,不需要进行大量的外业就能够完成建模。然而,在应用该技术提取数据的过程中,需要经历复杂的算法过程,可供操作的软硬件短缺,在构建三维模型的时候,应对大量的数据进行应用,如果三维场景模型范围较大,那么在后期传输、存储数据以及浏览的时候,难度较高。 3.4倾斜摄影测量技术 在对近景测量技术和航空摄影技术进行综合应用的过程中,就产生了倾斜摄影测量技术。使用倾斜摄影技术时,能够有效及时地获取到较为丰富的空间影像情况,还能够将其分级别地进行应用,这对于三维建模工作的有效进行,具有较为明显突出的作用。倾斜摄影技术主要是通过倾斜的角度进行成像的,因而,相较于传统的直观角度,这种技术能够让用户们从多个角度进行观察,对于形象、直观地展示地理实际形态具有重要作用,有效改善了正射影像的不足之处。该技术可以从多个层面对建筑物进行观察,同时也能够对贴图纹理进行批量提取,拥有较快的建模速度,也能够更加真实的对地物周边环境进行反映,同时仅需要应用少量的数据就能够完成建模。该技术已经成

城市雨洪计算方法

城市雨洪计算是一项极为复杂的课题,它涉及的因素很多。本文仅就城市化后,根据城市小流域不透水面积的增加和排水管(渠)存在的这一特点,采用不稳定流和部分汇流的计算方法,建立了一套较完整的城市雨洪计算公式,最后通过模拟资料验证,该结果是合理的。 目前城市小流域雨洪流量的计算方法有推理公式,SCS和单位线三种方法,其中以推理公式应用的较多。但随着城市建设的发展,不透水复盖面积和排水系统的不断扩大,该公式已不完全适宜用于城市小流域雨洪的计算,这主要是因为现行推理公式推算的基础条件和城市化后的雨 . 城市雨洪利用的研究现状与发展方向 城市雨洪利用是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面降水所产生的径流, 采取相应的集、蓄、渗、用、调等措施, 以达到充分利用资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力的目的, 系寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。与缺水地区农村雨水收集利用不同, 城市雨洪利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水, 它还包括减缓城区雨水洪涝, 回补地下水减缓地下水位下降趋势,控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此, 城市雨洪利用是一项多目标综合性技术, 我国在这方面的研究和应用尚处在起步阶段, 需要在全面把握国内外现状的基础上明确方向, 更加深入、系统地开展研究, 为进一步推广应用奠定基础。 研究现状 1.1 国外雨洪利用研究和应用现状 国外对雨洪利用技术的研究已经较为成熟, 基本形成了相应的理论体系和完善的技术措施, 并开发生产出了系列化的设备。特别是在雨洪利用的水文计算方面国外已有一些成熟的模型。雨洪利用管道的计算一般有推理公式法和过程线法。推理公式法的计算精度不易准确把握, 有时计算结果比实测值大1倍。过程线方法计算结果比较准确, 但计算过程复杂, 往往需要借助于计算机完成。英、美等国家较大流域的雨水管渠设计自70年代就使用基于计算机的过程线方法, 开发出了一些适用的计算机模型, 如英国环境部及全国水资源委员会的沃林福特程序(Wallingford Procedure)、美国环境保护署编制的暴雨雨水管理模型SWMM(Storm Water Management Model)、美国陆军工程兵团水文工程中心提出并应用于城市和非城市集水区域的降雨-汇流-水质模型STORM、丹麦水利研究所开发的MOUSE模型、Beven和Kirkby于1979年开发的MOUSE、美国农业部(USDA)开发的SWAT(Soil and Water Assessment)模型、德国DORSCH CONSULT公司设计开发的HydroCAD等等。这些模型为雨洪利用系统的计算和设计提供了有效的工具。德国Geiger 教授在《Neue Wege Fur Das Regenwasser》中详细论述雨水渗透方面的技术。 国外很重视雨洪利用相关技术标准和政策措施的配套, 许多国家和地区已经出台了相应的技术手册、规范和标准。如美国STAFFORD郡的《雨水管理设计手册》、乔治亚州的《雨水管理手册》、北卡罗莱纳州《雨水设计手册》, 维吉尼亚州的《维吉尼亚雨水管理模式条例》等。此外, 国外还制定相应的立法对雨洪利用给予支持, 如美国的克罗拉多州

重庆市三维两江四岸三维仿真模型数据标准-090117

重庆市城市规划三维仿真模型数据标准(试行) 1范围 本标准规定了三维仿真模型的术语、基本规定、成果内容及相关要求、建模要求及三维动画制作要求。 本标准适用两江四岸规划区及其他重点控制区域(以下简称规划控制区)的现状三维模型、城市设计三维成果,以及规划控制区内的新建、改造建设项目三维模型成果制作。 2术语 2.1现状三维模型 指真实反映现状地形、基础设施、自然景观以及建筑外观和风格的虚拟现实模型。 2.2城市设计三维模型 指侧重于城市空间形态和环境的整体构思和安排,表达规划编制范畴的城市空间布局、景观形象、地形、基础设施以及建筑设计的虚拟现实模型。 2.3建设项目三维模型 指在行政审批环节中反映的建设项目的建筑体量、建筑外形和风格、外立面及建筑布局的规划方案虚拟现实模型。 3基本规定 3.1基础地形建模要求 1)城市规划区域的数字高程模型必须采用1:500地形图,地表纹理信息根据规划设计方案的景观设计材质库中选取相应的图片。 2)城市建成区域的数字高程模型必须采用1:500地形图,地表纹理信息由实地拍摄的数码照片,拍照应使用500万像素以上的广角照相机。 3)其他区域的数字高程模型可采用用1:2000或1:1万地形图,地表纹理信息由1:2000真彩色正射影像或分辨率不小于1m的彩色卫星影像图片获取。 3.2空间参考系要求 1)大地基准:必须采用重庆市独立坐标系。 2)高程基准:必须采用1956年黄海高程系。 4成果内容及相关要求 4.1成果文件内容 三维模型成果必须经过烘培,能够真实而艺术地反映地形地貌、基础设施、自然景观以及建筑外观和设计风格。三维成果必须包含以下内容: 1)三维渲染整体效果图,图像分辨率不小于2048×2048,图片格式采用*.tif。 2)带材质贴图且经过烘培的三维仿真模型,文件格式为3DS MAX 7.0或以上的*.max,贴图为tif格式。 3)对于建设项目三维模型,必须提交项目总平面、剖面图、立面图、平面图等电子文件,文件格式为AutoCAD2005的*.dwg格式。 4)对于城市设计成果,必须提交相应三维动画(A VI)资料。

一维水量水质模型

第七章 一维非恒定河流和河网水量水质模型 对于中小型河流,通常其宽度及水深相对于长度数量较小,扩散质(污染物质、热量)很容易在垂向及横向上达到均匀混合,即扩散质浓度在断面上基本达到均匀状态。这种情况下,我们只需要知道扩散质在断面内的平均分配状况,就可以把握整个河道的扩散质空间分布特征,这是我们可以采用一维圣维南方程描述河流水动力特征或水量特征(水位、流量、槽蓄量等);用一维纵向分散方程描述扩散质在时间及河流纵向上的变化状况。特别地,对于稳态水流,可以采用常规水动力学方法推算水位、断面平均流速的沿程变化;采用分段解析解法计算扩散质浓度沿纵向的变化特征。但是,在非稳态情况下(水流随时间变化或扩散质源强随时间变化)解析解法将无能为力(水流非恒定)或十分繁琐(水流稳态、源强非恒定),这时通常采用数值解法求解河道水量、水质的时间、空间分布。在模拟方法上,无论是单一河道还是由众多单一河道构成的河网,若采用空间一维手段求解,描述水流、水质空间分布规律的控制方程是相同的,只不过在具体求解方法上有所差异而已。 7.1 单一河道的控制方程 7.1.1 水量控制方程 采用一维圣维南方程组描述水流的运动,基本控制方程为: (1) 023/42 2=+-++R Q u n g x A u x Z gA x Q u t Q ???????? (2)

式中t 为时间坐标,x 为空间坐标,Q 为断面流量,Z 为断面平均水位,u 为断面平均流速,n 为河段的糙率,A 为过流断面面积,B W 为水面宽度(包括主流宽度及仅起调蓄作用的附加宽度),R 为水力半径,q 为旁侧入流流量(单位河长上旁侧入流场)。此方程组属于二元一阶双曲型拟线性方程组,对于非恒定问题,现阶段尚无法直接求出其解析解,通常用有限差分法或其它数学离散方法求其数值解。在水流稳态、棱柱形河道条件下,上述控制方程组退化为水力学的谢才公式,可采用相应的方法求解水流特征。 7.1.2 扩散质输运控制方程 描述河道扩散物质运动及浓度变化规律的控制方程为:带源的一维对流分散(弥散)方程,形式如下: S S h A KAC x c AE x x QC t AC r x ++-???? ??=+????????)()( (3) 式中,C 为污染物质的断面平均浓度,Q 为流量, 为纵向分散系数,S 为单 位时间内、单位河长上的污染物质排放量,K 为污染物降解系数,S r 为河床底泥释放污染物的速率。 此方程属于一元二阶偏微分方程,对于非恒定水流问题,微分方程位变系数的偏微分方程,现阶段尚无法直接求出其解析解,通常用有限差分法或其它数学离散方法求其数值解。在水流稳态、污染源源强恒定条件下,可按水动力特征将河道分为若干子段,在每个分段上,上述控制方程简化为常系数的常微分方程,可采用解析方法秋初起理论解。 7.2 单一河道一维水量水质模型

DEM三维模型Word版

在Arcgis中利用分层设色法实现DEM可视化分析,生成立体等高线、三维线框透视图、地形三维表面模型。 数据:汤国安ARCGIS数据里的DEM 分层设色法: 1、基于高程的分带设色 一、提取等高线 工具:空间分析里的,设置参数: 二、分层设色 对DEM进行分层设色。

生成的图: 2、基于高程数据的灰度影像 建立等立体等高线 打开ARCSCENE,添加等高线,在等高线的属性里面设置:

生成:

三维线框图 1、将等高线转换成点要素 执行命令【数据管理|要素|要素转点】 得到: 2、利用上述点建立TIN 执行命令【3D分析工具|TIN管理|建立TIN】 得到: 3、在Arcscene里面将TIN转换成三角形 执行命令【3D分析|转换|由TIN转出|TIN 三角形】,并调整填充颜色的显示得到:

地形三维表面模型 利用上述构成的三维线框图添加面的显示。 再把上述之前建立好的等高线加上来,并调整透明度【图层属性|符号系统|唯一值设置|高级|透明度】,得到 注:这里因为点数较少,所以得到的线框图比较简单,所以也就导致最后的三维表面模型有点生硬,不够贴合实际。 二、利用ARCGIS软件,基于地形晕渲法模拟一天中南京地形的光照变化(因为找到的南京地区的数据有问题,不能用,所以就用其他的DEM数据代替。) 1、提取坡度、坡向 利用【空间分析|表面|坡度、坡向】 得到:

2、利用山体阴影提取当地在不同太阳方位角和高度角(参考坡向和)得到的图: 太阳方位角=225°,高度角=15°方位角=315°,高度角=15° 太阳方位角=225°,高度角=60°方位角=315°,高度角=60° (注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)

三维数字城市模型制作规范总要

建筑模型制作规范总要 一、总体要求: 1. 软件使用版本为3ds max 9.0 2. 单位设置为米 按照项目的制作要求,模型的制作一律以“米”为单位。(在特殊的情况下可用“毫米”或“厘米”为单位)。 制作人员在制作之前要知道项目的具体制作要求,尤其是制作单位,这样做能保证所有人制作的模型比例正确。场景初始的单位是很重要的,一旦场景单位定义好之后,不要随意变动场景单位,以避免建筑尺寸不对缩放后影响建筑的尺度感。 3. 导入影像图 Max模型制作之前要先整理好对应的影像图文件,制作模型时要导入整理好的影像图文件,作为建模参考线。导入分区好的影像图,以影像图为基准画出地形图。在以影像图为的基础上创建建筑模型,创建好的模型位置必须与影像图画出的地形图文件保持一致。

二、模型制作要求及注意事项 1. 制作注意事项: ?对于模型的底部与地面接触的面,也就是坐落在地面上的建筑底面都应该删除。模型落搭时相 对被包裹的小的面要删除。 ? ?严格禁止模型出现两面重叠的情况,要删除模型中重合的面,不然会造成重叠面在场景中闪烁 的情况。 ?模型Z轴最低点坐标要在0点以上,地面同 理。 ?对模型结构与贴图坐标起不到作用的点和 面要删除以节省数据量。如右图: ?创建模型时,利用捕捉使模型的点与点之间相互对齐,不要出现点之间有缝隙或错位导致面出 现交叉的情况,避免场景漫游时发现闪面或破面的情况影响效果。

?在保证场景效果的前提下尽量减少场景的数据量。曲线挤压的时候要注意线的段数。必要时候 可以使用折线形式来代替曲线。 ?模型的网格分布要合理。模型中平直部分可以使用较少的分段数,曲线部分为了表现曲线的转 折可以适当的多分配一些。模型平面边缘轮廓点分布尽量均匀,否则容易使模型破面或产生其他问题。 ?保持所有的模型中物体的编辑使用Edit Mesh或Edit Poly方式,为精简数据量,特殊情况可使 用Surface建模,NURBS建模方式基本上不允许使用。 ?如有平面物体表面有黑斑时,应取消这几个面的光滑组。对于曲面要统一曲面的光滑组,避免

第三章给水排水管道系统水力计算础

第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容: 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点:无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k,临界雷诺数大都稳定在2000左右,当计算出的雷诺数Re小于2000时,一般为层流,当Re大于4000时,一般为紊流,当Re介于2000到4000之间时,水流状态不稳定,属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时,管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区:紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触,而无自由液面,这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触,另一部分与空气接触,具有自由液面,这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式,而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看,在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动,由于用水量和排水量的经常性变化,均处于非恒定流状态,但是,非恒定流的水力计算特别复杂,在设计时,一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动,称为均匀流;反之,液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动,称为非均匀流。从总体上看,给水排水管道中的水流不但多为非恒定流,且常为非均匀流,即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动,如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯,则管内流动为均匀流;而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时,管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变,水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算;满管流的非均匀流动距离一般较短,采用局部水头损失公式进行计算。 对于非满管流或明渠流,只要长距离截面不变,也没有转弯或交汇时,也可以近似为均匀流,按沿程水头损失公式进行水力计算,对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。

试论3D建模数据的类型、采集方式及建模方法

试论3D建模数据的类型、采集方式及建模方法 1.3D建模数据类型 由于二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,加上应用需求的强烈推动,三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能。因为地理空间在本质上就是三维的,在过去的几十年里,二维制图和GIS的迅速发展和广泛应用,使得不同领域的人们大都接受了将三维世界中的空间实体转化为二维投影的概念数据模型。但随着应用的深入和实践的需要又渐渐暴露出二维GIS简化世界和空间的缺陷,所以有关人员又不得不重新思考地理空间的三维本质特征和在三维空间概念下的一系列地理处理方法。 从三维GIS的角度出发考虑,三维地理空间应有如下不同于二维空间的基本特征: (1)几何坐标增加了第三维信息(Z坐标信息或H坐标信息),即垂向坐标信息。 (2)垂向坐标的增加导致了复杂的空间拓扑关系。其中突出的一点是无论是零维、一维、二维还是三维,在垂向上都具有复杂的拓扑关系;如果说二维拓扑关系在平面上是呈圆状发散伸展的话,那么三维拓扑关系就是在三维空间中的无穷延伸。 (3)三维地理空间中的地理对象具有丰富的内部信息(如属性分布,结构形式、关联特征等)。 过去十来年中,国内外学者围绕三维地理空间构模、三维地质空间构模、以及三维地理空间与三维地质空间集成构模,研究提出了二十余种三维空间数据模型。围绕这些不同特色的,模型的研究和比较,人们试图对三维空间模型机三维空间构模方法进行某种分类,如基于几何描述的分类和基于拓扑描述的分类等。 1.1基于几何描述的分类 若不区分准三维和真三维,则根据三维空间模型对地学空间目标的几何特征的描述是以表面描述方式还是以空间剖分方式,可以分为面元模型和体元模型两类。其中,面元模型采用面元对三维空间对象的表面进行连续或非连续几何描述和特征描述,不研究三维空间对象的内部特征;体元模型采用体元对三维空间对象的内部空间进行无缝完整的空间剖分,不仅描述三维空间对象的表面几何,还研究三维空间对象的内部特征。 基于这两类三维空间模型,形成了3类三维空间模型构模方法,即单一三维构模(single 3Dmodeling)、混合三维构模(compound 3D modeling)和集成三维构模( intergral 3D modeling)。其中,单一三维构模是指采用单一的面元

黄河河口海岸二维非恒定水流泥沙数学模型

黄河河口海岸二维非恒定水流泥沙数学模型 曹文洪,何少苓,方春明 (中国水利水电科学研究院泥沙研究所) 摘要:针对黄河河口海岸岸线变化剧烈和含沙量变幅大的特点,开发和建立了适合黄河河口海岸应用的平面二维动边界非恒定水流泥沙数学模型。验证表明,本模型可以较好地模拟黄河河口海岸泥沙输移和冲淤变化,为研究和解决多沙河口海岸的泥沙问题提供技术手段。 关键词:黄河口;挟沙能力;窄缝法;非恒定流;数学模型 收稿日期:2000-01-06 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G1*******)资助 作者简介:曹文洪(1963-),男,(满族),黑龙江省人,中国水利水电科学研究院教授级高工,博士。 自本世纪七十年代以来,由于计算机技术的迅猛发展,国内外相继出现了众多的河口海岸泥沙数学模型[1-7],有力地促进了河口海岸的泥沙研究的发展。然而,已有的河口海岸数学模型大多是模拟含沙量较低的河口海岸的泥沙运动,而能够模拟多沙和岸线延伸剧烈的河口海岸泥沙数学模型还极为少见。近年来,已有个别学者尝试用泥沙数学模型模拟黄河河口海岸的泥沙运动,如张世奇开发了一套黄河口平面二维泥沙冲淤数学模型,得到了较好的效果[18~20]。为了全面系统地反映黄河三角洲海陆动态交互影响机理和泥沙运动与湿地演替关系,本文开发和建立了径流、潮流和波浪作用下的黄河河口海岸平面二维动边界非恒定流非均匀沙不平衡输沙数学模型。 1 模型结构 1.1 水流运动基本方程 (1) (2) (3) 为谢才式中:U、V分别为潮流速在x及y方向的垂线平均值分量;Z为潮位;C f 系数;F为柯氏系数,F=2ωsinφ,式中ω为自转角速度,φ为地理纬度;h为水深;Z 为海底起始高程。 b

城市三维建模数据获取及方式研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/265443855.html, 城市三维建模数据获取及方式研究 作者:曾秀芬贾振涛张睿 来源:《科技资讯》2014年第16期 摘要:随着科技的不断发展,城市的信息化成为了必然的趋势,数字城市的不断完善已 经成为城市壮大的新的契机,成为城市信息化建设的目标。数字三维城市已成为城市规划和管理中重要的手段。本文基于笔者多年从事数字城市的相关工作经验,以三维数字城市为研究对象。探讨了数字城市中三维建模的主要内容和相关建模方式,并以实例的方式实现了三维建筑物建模,结果表明该思路能满足实际应用。全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。 关键词:数字城市三维建模信息化 中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(a)-0041-02 “数字城市”的概念来源于“数字地球”,它是“数字地球”的理念在城市的引用、延伸和拓展。由于在理解层面和切入角度上的差异,目前仍很难对“数字城市”内涵作确切的定义。但随着对“数字城市”理论与技术的研究及应用探索的不断深入,人们对它的认识将会逐渐趋向统一,并形成对它的标准定义。 三维模型能够真实、生动地表达三维空间信息,成为数字城市的研究重点。建筑物的三维建模作为主要的建模内容有着重要的地位,快速、逼真地建立建筑物的三维模型成为建模的研究重点。 三维地理信息系统的建立,可以和现有的二维地籍数据、规划数据、土地利用数据等结合,分别形成三维地籍系统、三维规划系统、三维土地利用系统等。这些三维系统具有快速的三维漫游、查询、定位、统计、分析、打印输出等功能,将更好地为“数字国土”服务。三维模型的快速建立与更新,对维护三维地理信息系统数据的现势性、直观性、更好地为国土资源利用提供更好的决策,具有十分重要的作用和意义。 1 三维建模技术现状 三维城市模型(3DCityModel,3ocM)是地理信息系统、数字摄影测量及其相关学科的研究热点之一。尽管3DCM的研究历史非常短暂,但人们针对不同的应用目的,构建了各种具 有不同功能的3DCM,具体分为以下几类。 1.1 遥感影像与DEM结合方式

城市排水管道系统设计计算方法

城市排水管道系统设计计算 在市政建设和环境治理工程建设中,雨水和污水管道系统常占有较大的投资比例。因此如何在满足规定的各种技术条件下,合理设计城市排水管道系统是设计中的一个重要课题。从已定管线下的优化设计、管线的平面优化布置和雨水径流模型的研究3方面论述了排水 管道系统设计计算发展中出现的方法及需要解决的问题。从中可以看出,今后仍需投入大量精力来研究和完善其设计计算方法。 排水系统是现代化城市不可缺少的重要基础设施,也是城市水污染防治和城市排渍防涝、防洪的骨干工程。其中,生活住宅区和工矿企业的雨水和污水管道系统投资一般占整个排水系统的投资7 0 %左右。因此,设计时如何在满足规定的各种技术条件下,尽量降低管道系统的基建费用是设计工作中的一个重要课题。 传统排水管道系统的设计计算方法是:设计人员在掌握了较为完 整可靠的设计基础资料后,按照管道定线和平面布置的原则,确定出一种较为合理的污水管道平面布置图。然后计算出各设计管段的设计流量,以水力计算图或水力计算表及有关的设计规定作为控制条件,从上游到下游依次进行各设计管段的水力计算,求出各管段的管径、坡度以及在检查井处的管底标高和埋设深度。计算中,一般只是凭经验对管段的管径和坡度等进行适当的调整,以求达到经济合理的目的,但其合理程度受到设计人员个人能力的限制;另一方面,大多数计算采用反复查阅图和表的方法进行,工作效率低,时间长,不利于设计方案的优化。 自20世纪60年代开始,国际上在经验总结和数理分析的基础

上,逐步建立起了各种给水排水工程系统或过程的数学模型,从而发展到了以定量和半定量为标志的给水排水工程合理设计和管理”的 阶段。与此同时,对于各种类型的给水排水系统,开展了最优化的研究和实践。为了探求排水管道系统的最优设计计算方法,国内外许多科研、设计、教学单位和个人进行了不少的工作,发表了大量的文章。从研究成果来看,应用计算机进行排水管道的设计计算,不仅把设计人员从查阅图表的繁重劳动中解脱出来,加快了设计进度,而且整个排水管道系统得到了优化,提高了设计质量。所确定的最优方案与传统方法相比,可降低10 %以上的工程造价。 排水管道系统是一个庞大而复杂的系统,从已有的研究成果来看,其设计计算主要涉及到 3方面的内容:(1)在管线平面布置已定情况下进行管段管径0埋深的优化设计;(2)管线平面布置的优化选择;(3)雨水径流模型的建立。合流制排水管道系统通常具备溢流设施,用以限制输送至当地污水处理厂的水量。由于溢流出来的雨水也就近排入河道,因此从水量角度而言,合流制排水系统对于排水区域的影响与分流制雨水系统实际上是相同的。 已定管线下的管道系统优化设计 对于在管线平面布置已定情况下进行管段管径 -埋深的优化设计问题,国内外做了大量开拓性工作,取得了丰硕成果。最优化方法一般分为两种:间接优化法和直接优化法。间接优化法也称解析最优化,它是在建立最优化数学模型的基础上,通过最优化计算求出最优解;而直接最优化方法是根据性能指标的变化,通过直接对各种方案或可调参数的

水质数学模型分类

水质数学模型分类 按上游来水和排污随时间的变化情况: 动态模式、稳态模式 按水质分布状况: 零维、一维、二维和三维 按模拟预测的水质组分: 单一组分、多组分耦合模式 水质数学模式的求解方法及方程形式 解析解模式、数值解模式 河流水质模型 ? 河流完全混合模式、一维稳态模式、S-P 模式(适用于河流的充分混合段) ? 托马斯模式(适用于沉降作用明显河流的充分混合段) ? 二维稳态混合模式与二维稳态混合衰减模式(适用于平直河流的混合过程段) ? 弗罗模式与弗-罗衰减模式(适用于河流混合过程段以内断面的平均水质) ? 二维稳态累积流量模式与二维稳态混合衰减累积流量模式(适用于弯曲河流的混合过程段) ? 河流pH 模式与一维日均水温模式 河流完全混合模式 C -废水与河水完全混合后污染物的浓度,mg/L Qh -排污口上游来水流量,m3/s ) /()(h p h h p p Q Q Q c Q c c ++=

C h-上游来水的水质浓度,mg/L Qp-污水流量,m3/s Cp-污水中污染物的浓度, mg/L 适用条件:(1)废水与河水迅速完全混合后的污染物浓度计算;(2)污染物是持久性污染物,废水与河水经一定的时间(距离)完全混合后的污染物浓度预测。河流为恒定流动;废水连续稳定排放 一维稳态模式 C 为污染物的浓度;Dx 为纵向弥散系数, ux 断面平均流速;K 为污染物衰减系数 模型的适用对象:污染物浓度在各断面上分布均匀的中小型河流的水质预测BOD-DO耦合模型(S-P模型) 适用条件:河流充分混合段,污染物为耗氧有机物,需要预测河流溶解氧状态;河流为恒定流动,污染物连续稳定排放 氧垂曲线与临界点(最大氧亏值处) S-P模式的适用条件: ①河流充分混合段; ②污染物为耗氧性有机污染物; ③需要预测河流溶解氧状态; ④河流恒定流动;

河道及河口一维及二维嵌套泥沙数学模型

2001年10月 水 利 学 报SH UI LI X UE BAO 第10期 收稿日期:2000208230 基金项目:国家自然科学基金及水利部联合资助重大项目(59890200). 作者简介:张修忠(1972-),男,山东临沂人,博士生. 文章编号:055929350(2001)1020082206河道及河口一维及二维嵌套泥沙数学模型 张修忠1,王光谦1 (11清华大学水沙科学教育部重点实验室,北京 100084) 摘要:建立了一种河道及河口一、二维嵌套的泥沙数学模型,对基本的控制方程、方程的离散和求解方法、嵌套连接条件以及非均匀沙的处理等问题进行了研究.以非恒定非均匀不平衡输沙理论作为本文建模的基础,为方便处理二维计算域的不规则边界,采用有限元数值离散格式.验证算例对河道做一维简化,对口外海域做二维处理,通过交界面的水位、流量和含沙量等的传递,在每一迭代步内进行耦合计算.数值模拟结果与实测资料吻合较好,且计算省时,表明本文建立的嵌套模型是一种解决某些实际工程问题的可靠的和高效的工具.关键词:河口;泥沙输运;嵌套连接;有限元离散 中图号:T V149 文献标识码:A 泥沙数学模型作为研究和解决河流、水库和近海等水域的水流运动和泥沙冲淤问题的有效工具,已得到了较为普遍的应用.一维模型计算省时,可快速方便地进行长河段、长时期的洪水和河床演变预报,但无法给出各物理量在平面范围的分布,因而在模拟河床细部变形、河口和港湾等水域的流动和冲淤问题时,显得无能为力.水深积分的二维模型克服了一维模型的缺陷,但因计算量剧增,模拟长河段、长系列、平面大范围的水流运动和河床演变问题时很不经济,即使是短时期问题也不易做到实时预报.因此,将一维和平面二维模型嵌套连接,发挥其各自的优势,对于解决许多生产问题是必要的和有意义的.文献[1]在这方面做了比较细致的研究工作,文献[2]应用一、二维嵌套技术成功的模拟了黄河口的演变. 1 水流泥沙数学模型及其求解方法 111 河道一维非恒定流水沙方程 河道水流运动的圣维南方程: 5A 5t +5Q 5x =0(1)5Q 5t +55x (Q 2A )=-gA 5ζ5x -gA Q 2K 2(2) 悬移质不平衡输运方程及河床变形方程: 5(AS k )5t +5(QS k )5x =-αωk B (S k -S 3k )(3)γ′5A sk 5t =αωk B (S k -S 3k )(4)式中:A 、B 、Q 、 ζ分别为河道的过水面积、河宽、流量和水位;K 为流量模数,由谢才公式计算;S k 、S 3k 、 ωk 、A sk 分别为第k 粒径组泥沙的含沙量、挟沙力、沉速及冲淤面积;α为恢复饱和系数;

成都城市排水管道系统设计

(此文档为Word格式,下载后可以任意编辑修改!)(文件备案编号:) 城市排水管道系统设计 工程名称: 编制单位: 编制人: 审核人: 批准人: 编制日期:年月日

城市排水管道系统设计计算的进展 摘要:在市政建设和环境治理工程建设中,雨水和污水管道系统常占有较大的投资比例。因此如何在满足规定的各种技术条件下,合理设计城市排水管道系统是设计中的一个重要课题。从已定管线下的优化设计、管线的平面优化布置和雨水径流模型的研究3方面论述了排水管道系统设计计算发展中出现的方法及需要解决的问题。从中可以看出,今后仍需投入大量精力来研究和完善其设计计算方法。 关键词:排水管道系统优化设计平面布置径流模型 0 引言 排水系统是现代化城市不可缺少的重要基础设施,也是城市水污染防治和城市排渍防涝、防洪的骨干工程。其中,生活住宅区和工矿企业的雨水和污水管道系统投资一般占整个排水系统的投资70%左右[1]。因此,设计时如何在满足规定的各种技术条件下,尽量降低管道系统的基建费用是设计工作中的一个重要课题。 传统排水管道系统的设计计算方法是:设计人员在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后,按照管道定线和平面布置的原则,确定出一种较为合理的污水管道平面布置图。然后计算出各设计管段的设计流量,以水力计算图或水力计算表及有关的设计规定作为控制条件,从上游到下游依次进行各设计管段的水力计算,求出各管段的管径、坡度以及在检查井处的管底标高和埋设深度。计算中,一般只是凭经验对管段的管径和坡度等进行适当的调整,以求达到经济合理的目的,但其合理程度受到设计人员个人能力的限制;另一方面,大多数计算采用反复查阅图和表的方法进行,工作效率低,时间长,不利于设计方案的优化。 自20世纪60年代开始,国际上在经验总结和数理分析的基础上,逐步建立起了各种给水排水工程系统或过程的数学模型,从而发展到了以定量和半定量为标志的给水排水工程“合理设计和管理”的阶段。与此同时,对于各种类型的给水排水系统,开展了最优化的研究和实践[2]。为了探求排水管道系统的最优设计计算方法,国内外许多科研、设计、教学单位和个人进行了不少的工作,发表了大量的文章。从研究成果来看,应用计算机进行排水管道的设计计算,不仅把设计人员从查阅图表的繁重劳动中解脱出来,加快了设计进度,而且整个排水管道系统得到了优化,提高了设计质量。所确定的最优方案与传统方法相比,可降低10%以上的工程造价[3]。 排水管道系统是一个庞大而复杂的系统,从已有的研究成果来看,其设计计算主要涉及到3方面的内容:(1)在管线平面布置已定情况下进行管段管径-埋深的优化设计;(2)管线平面布置的优化选择;(3)雨水径流模型的建立。合流制排水管道系统通常具备溢流设施,用以限制输送至当地污水处理厂的水量。由于溢流出来的雨水也就近排入河道,因此从水量角度而言,合流制排水系统对于排水区域的影响与分流制雨水系统实际上是相同的[4]。 1 已定管线下的管道系统优化设计 对于在管线平面布置已定情况下进行管段管径-埋深的优化设计问题,国内

住宅套内给水排水管道水力计算知识交流

住宅套内给水排水管道水力计算 专业--给排水常识2010-05-26 18:06:18 阅读21 评论0 字号:大中小订阅 1 入户管管径计算 《住宅建筑规范》[1]第5.1.4条规定:“卫生间应设置便器、洗浴器、洗面器等设施或预留位置;……。”这是现阶段住宅内卫生器具配置的最低要求,从《建筑给水排水设计规范》[2]中可知普通住宅Ⅱ、Ⅲ类符 合此项要求。 以普通住宅Ⅱ类为计算算例,表1-1为普通住宅Ⅱ类最高日生活用水定额及小时变化系数,表1-2为住宅常见卫生器具的给水额定流量、当量和连接管公称管径。表1-3为生活给水管道的水流流速要求值。 普通住宅Ⅱ类常见户型配置情况:所有户型配置均配置一间厨房,一套洗衣设施,以卫生间间数不同,分为一卫户(一间卫生间的户型)、二卫户(二间卫生间的户型)和三卫户(三间卫生间的户型)。表1-4 为常见户型卫生器具不同组合的当量数。 以PP-R管道和PAP管道作为典型管材进行水力计算。三通分水连接方式常用的建筑给水用无规共聚聚丙烯(PP-R)管道,当冷水管工作压力≤0.6MPa时,常选用S5系列,S5系列计算内径较大;分水器分水连接方式常用的铝塑复合(PAP)管道,铝塑复合(PAP)管道采用对接焊型,计算内径较小。表1-5为住宅常见户型入户管水力计算表。由表1-5可知,普通住宅Ⅱ类常见户型入户管公称管径应为DN25~DN32;如入户管管径采用小一级的,首先流速不满足规范要求,其次同样长度的入户管水头损失比满足流 速要求管径的水头损失大3倍左右。 表1-1 最高日生活用水定额及小时变化系数[2]

注:(1)流出水头[7] 是指给水时,为克服配水件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而能放出的额定流量的 水头所需的静水压。 (2)最低工作压力[2] 是指在此压力下卫生器具基本上可以满足使用要求,它与额定流量无对应关系。 住宅入户管上水表的水头损失取0.010[2]~0.015MPa[4]。笔者以水表本层出户集中布置方式(水表距楼面1.0m),常见户型厨房、卫生间和阳台用水点为算例,根据管件采用三通分水或分水器分水的连接情况,经过管道、配件沿程和局部水头损失计算后,加上卫生器具的最低工作压力和水表的水头损失不同组合,表前最低工作压力在0.10~0.15MPa。对分水器集中配水连接方式水头损失较小,对应的表前最低工 作压力可采用较小的数值。 现代住宅给水支管设计常常只到水表后(或在室内预留一处接口),表前最低压力值的大小关系到住户将来装修后的正常用水,对于这一点应加以重视。同时必须指出,目前大部分水箱供水方式,水箱设置高度难以满足顶上1~3层表前最低工作压力(卫生器具的最低工作压力)的要求,这一点在设计时应特别注意。 3 排水横支管管径计算 排水横支管设计排水流量(通水能力)是按照重力流(不满流)进行计算,同管径的排水横支管设计排水流量远小于排水立管的设计排水流量。表3-1 为住宅常见卫生器具排水的流量、当量和排水(连接)管的 管径。 以常用的建筑排水硬聚氯乙烯(UPVC)管道(公称外径50~110mm)作为计算算例。表3-2为水力 计算参数、计算过程和计算结果。 表3-1卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径[2]

(完整版)三维信息系统模型数据标准(转)

三维信息系统模型数据标准 总则 为了提高规划审批决策的科学性、规范性和高效性,为规范廊坊市报建单位项目方案三维数据的提交,特制定本技术规定。 范围 本规范适用建筑新建方案、改扩建项目方案虚拟三维模型制作及项目周边现状建筑物三维模型制作。方案三维模型是指在行政审批环节中反映建设项目的建筑体量、建筑外形风格、小区环境及建筑布局的规划方案虚拟现实模型。建设项目方案虚拟实景三维模型必须与报建方案总平图包含内容一致。 空间参照系要求 建成的方案三维模型场景空间参照系必须与系统中所用平面坐标系统和高程系统相一致。 平面坐标系统:1980西安坐标系。 高程系统:1985国家高程基准。 三维模型总体要求 1.1制作软件: 3ds max9 1.2 模型单位:必须采用米(m)作为单位,所有模型必须按照实际尺寸制作且模型坐标必须定位准确,不得存在闪面及

漏面现象,模型的scale值为1。模型坐落位置坐标要与项目用地红线图、地形图一致。(整数部分:X坐标6位,Y坐标7位,小数点后保留3-6位) 1.3 模型要求:能够完整反映出三维模型的外观及楼体上的的附属结构,精度控制合理,在保证三维模型视觉效果的前提下,减少模型面数、数据量和材质数,做到数据的精简(单体建筑物模型面数控制在2500以内)。 三维模型具体要求 2.1模型制作位置的确定(坐标必须定位准确) 导入模型的边界dwg文件,最终完成的模型位置必须与给定的范围位置保持一致。 2.2材质和贴图 2.2.1使用standard标准材质,材质类型使用blinn。除diffuse通道后可加贴图其他通道不能加贴图,其他参数也不能调节,用max默认设置。 2.2.2不能在max材质编辑器里对贴图进行裁切。 2.2.3纹理图片的格式采用tif文件格式,纹理图片的单位尺寸必须采用2的n次方。例如:32x32,64x128等。但图片的最大尺寸不要超过512x512,最小尺寸不要小于16。纹理图片的命名不能含有空格。 2.2.4不能在材质编辑器中对材质的透明度进行调节。表现

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