本文關鍵詞： 地下管線 移動GIS 增強現(xiàn)實 OpenGL ES 2.0　出處：《中國海洋大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：城市地下管線在城市發(fā)展中扮演著重要的角色,它保證了社會高效有序的運作。但問題是一方面人口增長和城市建設速度的加快,城市地下管線所承載壓力也越來越大。另一方面目前可用于地下管線管理的方法并不多。因此輸油管泄露爆炸、暴力施工破壞地下管網、信息缺失導致不合理規(guī)劃等類似事件時有發(fā)生,不僅造成人民生命財產的損失,也給社會的發(fā)展埋下了安全隱患。科技的爆炸式發(fā)展為我們帶來了很多實用的新技術,增強現(xiàn)實技術就是其中一種。增強現(xiàn)實經過這幾年的發(fā)展,已經能夠為人們的日常生活服務。增強現(xiàn)實技術的特點是虛實融合,能夠將看不見的信息添加到真實環(huán)境中,大大得擴展了人類的感知范圍。如何利用好增強現(xiàn)實技術為人們的生活服務,已經成為了一項研究熱點。異軍突起的還有移動設備,它已經成為人們生活中的重要組成部分。得益于硬件制造水平的提高,移動設備的性能越來越強大,以前很多只能交由PC處理的工作,現(xiàn)在移動設備完全能夠勝任。而且移動設備在便攜性方面較PC有巨大的優(yōu)勢,使用起來也更為簡單方便,所以人們更傾向于使用移動設備。如今移動設備的數(shù)量已經遠遠超越了PC,其巨大的用戶群也促進了應用軟件市場的繁榮,應用軟件服務的范圍包含了方方面面,極大地方便了人們的工作、學習和生活。本文在調研了現(xiàn)有管線管理系統(tǒng)的基礎上,針對城市管線管理存在的問題提出了全新的解決方案——移動終端地下管線透視探查系統(tǒng)。系統(tǒng)結合了移動GIS技術、增強現(xiàn)實技術、移動端與服務器交互技術等,形成了一套有效的信息查詢管理方法。便攜性是本系統(tǒng)的一大優(yōu)勢,借助移動G1S技術使得工作人員能夠隨時隨地對管線進行管理,突破了地點的限制。在管線信息呈現(xiàn)方面,不僅僅局限于數(shù)據(jù)信息的顯示,而且通過增強現(xiàn)實技術將管線的圖像繪制在用戶眼前。同時依托后臺數(shù)據(jù)庫,能夠提供真實準確的管線數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)開發(fā)過程中,重點研究了戶外無標志物情況下的三維注冊技術：使用了ORB算法對拍攝的圖像進行特征提取,再利用KNN算法進行特征點的匹配,并結合坐標系轉換的知識獲取目標的姿態(tài),實現(xiàn)了無標志物的增強現(xiàn)實。還研究了地表透視圖層,用以模擬地面開挖后的效果。對于管線的繪制,則利用了OpenGL ES 2.0繪制技術,呈現(xiàn)各類管線的紋理和光照效果,逼真地再現(xiàn)了地下管線。本系統(tǒng)設計了移動端和后臺兩個部分,前端負責信息的查詢與管線的繪制,而管線數(shù)據(jù)的存儲、分析和管理則交由后臺進行。開發(fā)結束后還邀請了志愿者進行測試使用,根據(jù)使用意見對功能和軟件界面進行修改,提高了系統(tǒng)的實用性。
[Abstract]:Urban underground pipelines play an important role in urban development, which ensures the efficient and orderly operation of society. However, on the one hand, the population growth and the speed of urban construction are accelerated. On the other hand, there are not many methods that can be used to manage underground pipelines. Therefore, pipeline leakage and explosion, violent construction damage underground pipe network, The lack of information leads to such incidents as unreasonable planning, which not only results in the loss of people's lives and property, but also buries up security risks for the development of society. The explosive development of science and technology has brought us a lot of practical new technologies. Augmented reality technology is one of them. After several years of development, augmented reality technology has been able to serve people's daily life. Augmented reality technology is characterized by the integration of virtual reality and the ability to add invisible information to the real environment. Has greatly expanded the range of human perception. How to make use of augmented reality technology for people's lives, has become a research hotspot. It has become an important part of people's lives. Thanks to the improvement of hardware manufacturing, the performance of mobile devices is becoming more and more powerful. Now mobile devices are completely competent. Moreover, mobile devices have a huge advantage over PCs in portability, and they are much easier to use. So people are more inclined to use mobile devices. Now that the number of mobile devices has far exceeded that of PCs, its huge user base has also contributed to the prosperity of the application market, and the scope of application services covers a wide range of applications. It greatly facilitates people's work, study and life. Aiming at the problems existing in urban pipeline management, the paper puts forward a new solution-mobile terminal underground pipeline perspective detection system. The system combines mobile GIS technology, augmented reality technology, mobile terminal and server interaction technology, etc. A set of effective information query management method has been formed. Portability is a major advantage of the system. With the help of mobile G1S technology, the staff can manage the pipeline at any time, anywhere and break the limit of location. It is not only limited to the display of data information, but also draws the pipeline image in front of the user by augmented reality technology. At the same time, relying on the background database, it can provide true and accurate pipeline data. This paper focuses on the 3D registration technology in the case of outdoor without markers: using ORB algorithm to extract the features of the captured image, then using the KNN algorithm to match the feature points, and combining the knowledge of coordinate system transformation to obtain the attitude of the target. Surface perspective layer is also studied to simulate the effect of ground excavation. For pipeline drawing, OpenGL es 2.0 rendering technology is used to present the texture and illumination effect of various pipelines. The system designed two parts, the mobile end and the background, the front end is responsible for information query and pipeline drawing, and the pipeline data storage, After the development, volunteers were invited to test and use, and the function and the software interface were modified according to the usage opinions, which improved the practicability of the system.
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU990.3

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