3D模型管理系统技术设计书V2.docx

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3D模型管理系统技术设计书V2

3D模型管理系统技术设计书V2

3D模型管理系统

技术设计书

2014年9月21日

1.项目背景

三维GIS形象真实的描述了城市三维地理空间内容，三维城市模型是三维GIS中非常重要的内容。

三维模型不仅给人一种直观的感受，而且广泛应用于城市规划的方方面面。

与二维GIS数据相比，三维模型的生产过程、数据内容和数据规模有很大不同，生产过程复杂很多，数据内容更加丰富，数据量成倍增加。

在城市规划中三维模型以文件形式存放，包含Max格式导出的X格式文件、skyline入库打包文件、Jpg格式效果图（含总平图）、CAD格式的总平图。

随着现代城市的高速发展，城市建筑更新不断加快，规划管理中的三维模型成倍增加，若仍旧采用文件方式进行管理，将面临如下困难：

数据的安全性和共享性得不到保障，历史数据难以有效管理，缺乏对数据的高效查询与检索，缺乏对数据的更新维护机制。

建立城市三维模型管理系统，建立三维模型文件的目录索引，对三维模型进行有效的组织和管理，对城乡规划信息化和城乡规划管理具有实际意义。

2.建设目标

基于FTP服务建立三维模型文件库，同时建立与之匹配的关系库，存储模型文件的索引、类别信息，在此基础上建立支持三维模型上传、下载、查询、浏览、统计、历史数据管理的城市三维模型管理系统。

3.建设内容

3.1.模型库建设

（1）基于FTP服务建立三维模型文件库，按照模型的类型和名称对模型中包含的各个部分进行组织存储。

每一个模型以唯一的文件标识作为文件夹名称进行组织，该目录下存储当前模型不同时期的模型，规定以上传时间近的版本为成果库，其余文件作为历史数据。

（2）建立与文件库对应的关系库，存储文件库中模型文件的存储路径、模型类别、文件标识信息，以支持模型文件的查询、统计。

3.2.三维模型管理系统建设

基于模型库，通过ftp服务实现城市三维模型文件（包含Max格式导出的X格式文件、skyline入库打包文件、Jpg格式效果图（含总平图）、CAD格式的总平图子文件）上传、下载、浏览、删除；同时通过关系库多模型文件的目录信息进行组织，在此基础上实现模型文件的查询、统计功能。

4.总体设计

三维模型管理系统实现对三维模型的有效组织、管理，支持三维模型高效查询、检索，其整体架构自下而上由硬件设施层、软件设施层、数据存储层、数据服务层、系统应用层、用户交互层组成，其总体架构如下图所示。

图1系统总体结构

（1）硬件设施层

确保用户快速查询、浏览、上传、下载模型模型文件，三维模型管理系统建立在它们之上。

（2）软件设施层

它们介于硬件设施和三维模型管理系统之间，控制、协调计算机及外围设备，支持应用软件开发和系统运行。

（3）数据存储层

三维模型文件包含Max格式导出的X格式文件、skyline入库打包文件、Jpg格式效果图（含总平图）、CAD格式的总平图子文件，为了高效、充分的对其进行利用，需要对其进行集成建库，其存储方式分为文件库、信息服务库。

（4）数据服务层

为满足不同用户、系统对基础地理信息的快速查询、浏览，方便模型文件进行上传、下载操作，配备FTP服务完成模型文件数据的传输。

（5）系统应用层

实现模型文件的上传、下载、查询、检索功能，满足用户对三维模型管理的需求。

（6）用户交互层

为系统用户提供简洁、方便的交互界面。

5.数据库设计

数据库采用文件库与关系库相结合的方式，文件库采用ftp服务，存储模型文件及其说明，关系库用于记录模型文件的目录索引信息，以更好的支持模型文件的查询、浏览。

5.1.数据库逻辑结构

5.1.1文件库逻辑结构

文件库分为城市设计三维模型、建筑方案总评模型、竣工验收模型三个子库，分别存储对应类型的模型文件及其所包含的Max格式导出的X格式文件、skyline入库打包文件、Jpg格式效果图（含总平图）、CAD格式的总平图子文件。

每种类型模型的子库中以模型名称作为其模型文件的唯一标识，存储不同时间上传的模型文件，在其模型文件名后添加上传时间作为后缀，以区分不同时期的历史数据，默认情况下距离当前日期最近的模型文件为最新数据成果。

其逻辑结构见下图所示。

图2文件库逻辑结构

文件库一级目录为模型类型子目录，其显示结果如下图所示。

图3文件库一级目录

文件库二级目录为模型名称子目录，其显示结果如下图所示。

图4文件库二级目录

文件库三级目录为模型文件子目录，按照模型文件的上传时间“YYYYMMDDHHMM”为文件名后缀，其显示结果如下图所示。

图5文件库三级目录

文件库四级目录为模型文件内容，包含Max格式导出的X格式文件、skyline入库打包文件、Jpg格式效果图（含总平图）、CAD格式的总平图子文件，其显示结果如下图所示。

图6文件库四级目录

5.1.2模型文件组织方式

模型文件分为城市设计三维模型、建设方案总评模型、竣工验收模型三种类型，每种类型为一个独立的目录。

在不同的类型目录下以模型名称建立模型目录，该目录下存储不同时期上传的模型文件，上传的模型文件在FTP服务器端以其文件名再加上传日期作为文件名，以便区分不同时间内上传的模型文件，文件名后缀的日期距离当前日期最近者为当前最新成果。

5.1.3关系库逻辑结构

关系库中分类型、分状态存储模型文件在文件库中对应的目录信息，以更好的支持基于属性、、类别、时间对模型文件进行检索、浏览。

具体包含模型类型表、模型文件现势性表、模型文件实体表、模型文件索引表、模型文件元数据表、模型文件经济技术指标表。

关系库逻辑结构如下图所示。

其中模型类型表和模型文件现势性表为配置表，模型类型表用于存储模型类型的配置信息；模型文件现势性表用于存储模型文件的现势性状态如成果数据、历史数据，以便于用户按照状态查询、浏览数据。

模型实体数据表用于记录唯一标识模型的文件索引信息，记录的信息包括模型的名称、类型、相对于ftp跟目录的路径、创建时间；模型文件索引表作为模型实体数据表的子表，存储某一模型不同时期的文件索引记录，记录的信息包括：

文件的名称（以上传日期为后缀）、模型实体ID、现势性状态编码、文件相对于模型实体文件的相对路径、上传时间。

建筑项目说明信息表用于存储与模型对应的工程描述信息，记录的信息包括：

建筑名称、建设单位、设计单位、设计负责人、施工单位、监理单位、竣工日期、模型文件编号。

综合经济技术指标表用于存储模型对应建筑项目的经济技术指标信息，记录内容包括：

规划建设净用地面积、规划总建筑面积、地上计入容积率的建筑面积、住宅建筑面积、公寓建筑面积、公寓建筑面积占总住宅建筑面积比率、用户数、非住宅建筑面积等信息。

图7关系库逻辑结构

5.2.FTP服务

FTP协议是专门被用来规定计算机之间进行文件传输的标准和规则，它使得人们能够通过不同类型的计算机，使用不同类型的操作系统，对不同类型的文件进行相互传递。

FTP是TCP/IP网络上两台计算机传送文件的协议，是通过Internet把文件从客户机复制到服务器上的一种途径。

FTP客户机可以给服务器发出命令来下载文件、上传文件、创建或改变服务器上的目录。

由于FTP协议的传输速度比较快，我们在进行模型文件的上传、下载、管理时用FTP来实现。

5.2.1Serv-U

Serv-U是当前众多的FTP服务器软件之一。

通过使用Serv-U，用户能够将任何一台PC设置成一个FTP服务器，这样，用户或其他使用者就能够使用FTP协议，通过在同一网络上的任何一台PC与FTP服务器连接，进行文件或目录的复制、移动、创建、删除等。

Serv-UFTPServer，是一种被广泛运用的FTP服务器端软件，支持3x/9x/ME/NT/2K等全Windows系列。

可以设定多个FTP服务器、限定登录用户的权限、登录主目录及空间大小等，功能非常完备。

它具有非常完备的安全特性，支持SSlFTP传输，支持在多个Serv-U和FTP客户端通过SSL加密连接保护您的数据安全等。

为了更好的支持模型文件在客户机和服务器之间进行上传、下载，选用Serv-UFTPServer作为FTP服务，对模型文件库进行管理。

6.功能设计

6.1.模型上传

6.1.1模型实体创建

如果用户要上传的模型文件在数据库中没有记录存在，则提示用户创建模型实体，用户通过输入模型名称并选择模型类型创建模型实体；若数据库中存在同名的模型实体，则提示用户不能创建同名的模型实体。

6.1.2模型文件上传

模型文件包含Max格式导出的X格式文件、skyline入库打包文件、Jpg格式效果图（含总平图）、CAD格式的总平图多个子文件夹，子文件夹中又嵌套文件夹。

在模型文件上传过程中，需要先判断给定FTP服务url是否存在，若存在则读取本地模型文件夹中的所有目录信息，采用递归的方式创建子目录并上传相应目录下的文件。

当模型文件中的所有子目录中的文件上传完毕后关闭FTP访问。

6.2.模型文件下载

模型文件的下载包括其文件夹下所有子目录及其文件，下载过程中首先通过信息库中记录的模型文件存储路径，遍历FTP服务器端模型文件中的所有目录信息，通过递归的方式逐个遍历子目录，同时在客户端创建与之一致的目录，并将服务器端的文件现在的本地对应的目录下。

待所有文件下载完毕后，关闭FTP服务及文件读取流。

6.3.查询

基于关系库中记录的模型文件目录信息实现模型文件的查询与检索，可以按照模型类型、模型文件的名称、上传日期、建筑名称、建设单位、设计单位等信息进行查询，同时支持简单查询与联合查询。

6.4.统计

在模型查询的基础上，对不同名称、类型、上传时间、建筑名称、建设单位等信息进行统计与汇总。

6.5.模型文件浏览

用户在系统中可以浏览模型文件对应的描述信息，包括建筑名称、建设单位、设计单位、设计负责人、施工单位、监理单位、竣工日期等信息，还可以通过FTP服务url在资源管理器中浏览模型文件的详细信息。

图8模型文件浏览

6.6.删除

用户可对已存在的模型文件进行删除操作，执行该操作后，目标文件及其所有子目录将从FTP服务器中被删除。