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基于CAD二次开发快速提取管线信息SWMM建模方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710668908.3

(22)申请日 2017.08.08

(71)申请人宁存鑫

地址 310051 浙江省杭州市滨江区迎春东

苑16栋2单元502

(72)发明人宁存鑫　

(51)Int.Cl.

G06F 17/50(2006.01)

(54)发明名称

基于CAD二次开发快速提取管线信息SWMM建

模方法

(57)摘要

本发明基于CAD二次开发实现了将一定格式

下的CAD管网数据快速提取的功能，并可自动转

换到SWMM模型中，可大大减少建模人员的工作

量，在规划、设计以及海绵城市建设效果评估中

皆可得到应用，并且通过某公园的案例验证了该

方法的可行性。权利要求书1页说明书5页附图3页CN 107423520 A 2017.12.01

C N 107423520

1.基与CAD二次开发快速提取管线信息SWMM建模方法，其特征在于使用编程语言根据位置关系建立CAD图纸中管线之间及管线与标注之间的拓扑关系，将标注信息与管线信息进行对应提取，将提取结果可视化并转换为指定的文件格式。

2.根据权利要求1所述的根据位置关系建立CAD图纸中管线之间及管线与标注之间的拓扑关系的方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤1：建立特征对象，作为拓扑关系建立的搜索基点；

步骤2：根据搜索基点以及搜索设定条件搜索管线；

步骤3：根据搜索到的管线更新管线的搜索基点，根据标注的样式特点及搜索设定条件搜索标注信息；

步骤4：循环重复步骤2与步骤3，直到没有新的管线与标注被搜索到。

权　利　要　求　书1/1页CN 107423520 A

基于CAD二次开发快速提取管线信息SWMM建模方法

技术领域

[0001]SWMM作为定量分析城市雨水问题的工具，已在我国雨水规划及设计领域广泛应用。但是如何进行快速建模始终是模型推广的难点。本文通过AUTOCAD自带的VisualLISP语言对DWG格式的排水管网模型进行快速SWMM模型构建，并在某公园进行了建模测试分析。结果表明：该方法易用且准确，可快速准确提取DWG管网数据中的管网数据（管径、标高、坐标等），为SWMM模型在中国的进一步推广应用有重要意义。

[0002]背景技术

SWMM模型由美国环保署（EPA）资助开发的一个免费开源的城市雨洪管理模型，包括水量、水质、LID等多个模块。已被世界各国的研究者广泛接受用于研究雨水问题，在中国也被广泛应用于海绵城市LID评估、排水管网复核、城市面源污染量估算等。并取得一系列的研究成果。

[0003]然而，因为目前我国管网信息化程度较低，绝大部分管网数据以DWG格式存储，SWMM无法直接处理。若使用手工描绘方式进行建模，效率低下且误差很大。所以，SWMM模型应用的核心问题是如何基于已有数据进行快速建模，通过计算机辅助建模可以大大提高建模效率，从而对SWMM模型的应用和推广有重要意义。

[0004]模型及文件结构

SWMM将城市排水管网系统中的水文和水力要素概化为管渠（Link）、节点（Node）和汇水区（Catchment）三种类型。用非线性水库模型模拟地表径流，用圣维南方程演算管网的输送过程，用累积冲刷模型模拟地表径流的污染。SWMM模型主要用于城市区域降雨径流、合流制管道、污水管道和其他排水系统的规划设计、情景分析和方案评估等多个方面。资料详实时也可应用于非城市区域的分析与模拟。

[0005]SWMM的模型文件为INP格式文件，具有按块组织的特定文件格式。每一块都是从一个由中括号括着的关键字开始，关键词后为属性区，模型的各种参数反映了对应的管渠、雨量计、汇水区等的属性

及相互关系。部分关键词如下：

[TITLE] 工程标题

[OPTIONS] 分析选项

[REPORT] 输出报告指令

[FILES] 接口文件选项

[RAINGAGES] 雨量计信息

[HYDROGRAPHS] 用于构造RDII进流量的单位水文过程线数据

[EVAPORATION] 蒸发数据

[TEMPERATURE] 气温和雪融数据

SWMM的INP文件中各节次序任意，并非所有节是必须的。分号（；）用于说明本行中，其后为注释而不是数据。数据项可以显示在行内任意列。各节关键词可以显示为混合小写和大写方式，仅仅前四个字符（加上起始中括号）用于区别关键词。

发明内容

[0006]建模实现过程

建模是进行SWMM模拟的第一步，基于VisualLISP快速提取管线信息并导入SWMM的过程可分为两部分，一是管线信息的提取，二是信息格式的转换与导出；

3.1 管线信息的提取

管线需提取的信息主要有以下内容：管径、管长、管线两端管内底标高、管线折点坐标、管线上下游与节点的对应关系、节点的坐标、节点内底高程、节点地面标高。为了提取到这些信息，有三个核心问题需要解决，一是建立管线的上下游拓扑关系，二是获取标高信息并与管线及节点对应，三是管径信息与管线的对应[7, 8]。

[0007] 3.3.1建立管线的上下游拓扑关系

为了确定管线的上下游，首先自定义一个名为pck的块，需要用户通过点击下游管线末端插入到管线系统中，管线系统排出口位置即为块的基点。拓扑关系的建立流程可用图1表示：

图1 管线拓扑关系建立流程图

Fig. 1 Flow Chart of Pipelines Topology Establishment

如图2所示为管线拓扑建立的源代码，其中子程序“getnewaddnearobjss”承担着根据搜索点表获取新增管线，并记录信息，同时更新搜索点表的任务；rcgx为管线端点的容差，gxename为管线的线形，gxlayer为管线图层。

图2 主程序源代码

Fig.2 Main Program Source Code

3.1.2 获取标高信息并与管线及节点对应

为了使提取后的标高管径信息能与管线及节点对应，需要合理的数据存储格式。这里使用表来存储数据，节点和管线的数据形式如下：

（节点坐标地面标高井底标高节点编号）

（管线图元名上游节点编号下游节点编号上游管内底标高下游管内底标高管径管线坐标管线编号）

其中节点坐标和管线图元名可用来判断节点或管线是否已存在。

[0008]这里讨论的标高标注形式为浙江样式，如图3所示，此外可实现其他标注形式的信息提取。

图3 井管标注样式示意图

Fig.3 Sketch Map of Well Pipe Dimstyle

标高的提取流程如图4所示：

图4 管线特征标高识别及储存流程图

Fig. 4 Flow Chart of Identification and Storage for Characteristic Elevation of Pipelines

[0009]需注意管线坐标保存时，需以下游节点坐标替换掉管线的下游坐标，以保证管线信息在提取后可以首尾相连，不受容差的影响；并且需使管线坐标按照上游至下游的顺序排列，以保证数据转换成SWMM格式后不至错乱。

[0010]三维管线高程信息可直接根据起终点Z值确定，可省略复杂的标注检索匹配流程[9]。

[0011] 3.1.3 获取管径信息并与管线对应

根据管线中点和设定的容差、图层等因素进行搜索，若搜索到多个标注则选择其中距离最近的那个。另

外也可根据情况加入角度判断，保证标注和管线平行，降低出错几率。[0012] 3.1.4 功能融合

因为提取过程需一次性完成，所以将步骤3融入到步骤2中成为完整的信息提取功能，之后再融入进步骤1的拓扑建立过程之中，即可在拓扑每增加一根管线同时，获得需要的管线、节点的各种信息。

[0013] 3.1.5 可视化排错功能

为了可视化检索提取信息的准确性，增加了标注功能；分图层分颜将管线的中点与其所对应的管内底标高文字基点、管径文字基点连线，即可清楚的看出信息对应关系是否正确。同时标注管线及节点的编号，通过编号及信息连接线的标注进度也可知晓程序的运行情况。

[0014] 3.2 数据的转换与导出

3.2.1 数据导出

将已有节点信息表和已有管线信息表，通过foreach函数导出并增加“\t”作为空格，则可得到规则的信息表格。如图5所示为CAD原数据样式，表1和表2分别为提取出的节点和管段数据。

图5 CAD管线数据

Fig.5 CAD Pipeline Data

表1 节点信息提取

Table 1 Node Information Extraction

表2 管段数据提取

Table 2 Data Extraction from Pipe Sections

本文发布于:2024-09-20 14:51:45，感谢您对本站的认可！

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