童麗閨++劉艷軍

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.009

摘 要：伴隨新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，城市綜合管廊規(guī)模日益龐大，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)信息化管理顯得尤為重要。為更好展現(xiàn)管廊空間分布情況，從綜合管廊三維可視化的角度出發(fā)，該文運(yùn)用HTML5、WebGL、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)集2.5DGIS、3DGIS于一體的綜合管廊三維地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有三維瀏覽、管線查詢(xún)、斷面分析等功能，能夠?yàn)槌鞘芯C合管廊規(guī)劃、施工提供極具價(jià)值的輔助決策信息。

關(guān)鍵詞：綜合管廊 HTML5 虛擬現(xiàn)實(shí) GIS

中圖分類(lèi)號(hào)：TU96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0009-02

城市綜合管廊亦稱(chēng)共同溝，是指在城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃?xì)獾仁姓芫€的公共隧道，是一種現(xiàn)代化、科學(xué)化、集約化的城市基礎(chǔ)設(shè)施[1]。綜合管廊中管線、管廊設(shè)施分布縱橫交錯(cuò)、錯(cuò)綜復(fù)雜，僅僅用二維的平面圖來(lái)描述綜合管廊是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要將綜合管廊進(jìn)行三維可視化，通過(guò)二維和三維有效集成方式，對(duì)綜合管廊進(jìn)行有效、統(tǒng)一的管理。

1 采用的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 基于HTML5和WebGL技術(shù)構(gòu)建2.5D場(chǎng)景

三維GIS雖然更好展現(xiàn)三維瀏覽可視化成果，也能進(jìn)行空間分析，但由于數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)處理速度慢，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度也慢。HTML5與WebGL的出現(xiàn)為3D WebGIS創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇[2]。通過(guò)HTML5技術(shù)將三維與GIS相結(jié)合，主要是利用WebGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)JavaScript代碼即可實(shí)現(xiàn)2.5D場(chǎng)景的展示，操作者能夠方便的從各種角度查看地圖，由于產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量小，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度則快些，可以實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的快速瀏覽。

該文克服綜合管廊條帶狀的三維瀏覽難題，基于HTML5Web

GL技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，構(gòu)建快速、高效的綜合管廊2.5D場(chǎng)景，具有實(shí)現(xiàn)跨瀏覽器、跨平臺(tái)的兼容性，通過(guò)特定角度渲染、分片輸出，解決了傳統(tǒng)三維數(shù)據(jù)量大和加載速度慢的問(wèn)題。

1.2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建3D場(chǎng)景

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR）技術(shù)是指利用人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口、多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及電子、機(jī)械、視聽(tīng)等高新技術(shù)， 模擬人在特定環(huán)境中的視、聽(tīng)、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)。交互性是指參與者利用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)等感官功能及對(duì)話、頭部運(yùn)動(dòng)、眼睛移動(dòng)、轉(zhuǎn)身、拾取和放置等人類(lèi)自然技能，對(duì)虛擬實(shí)體進(jìn)行交互考察與操作的過(guò)程[3]。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性，可從任意角度瀏覽、實(shí)時(shí)互動(dòng)的角度出發(fā)，構(gòu)建綜合管廊3D場(chǎng)景，具有很強(qiáng)的真實(shí)性和靈活性。

2 綜合管廊三維地理信息系統(tǒng)

2.1 三維瀏覽

系統(tǒng)耦合2.5維場(chǎng)景和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，既能從地上往地下看廊體的整體分布情況，也能以第一人稱(chēng)的形式進(jìn)入到管廊內(nèi)部進(jìn)行行走，達(dá)到仿真模擬的效果。實(shí)現(xiàn)綜合管廊二三維一體化，既可以在綜合管廊中任意漫游，保證三維瀏覽的速度，又能通過(guò)“洋蔥皮”分圖層的形式，靈活加載綜合管廊及其附屬設(shè)施各圖層場(chǎng)景。

2.2 管線查詢(xún)

系統(tǒng)可查詢(xún)管廊內(nèi)部的各類(lèi)管網(wǎng)及附屬設(shè)施的分布情況，直觀查詢(xún)每一段管廊內(nèi)部每層支架，每類(lèi)管線的具體屬性及位置信息，通過(guò)輸入查詢(xún)條件查看符合要求的所有管線。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)查找并定位滿(mǎn)足條件的管線所在的廊體和支架的位置，并在圖上高亮顯示。

2.3 斷面分析

系統(tǒng)提供管廊斷面分析功能，可以從多個(gè)角度展示廊體內(nèi)管網(wǎng)及附屬設(shè)施之間的橫縱斷面圖，查看相關(guān)設(shè)施之間的間距及布局情況。從橫斷面圖上可以清晰查看每層支架的間距以及放置的管線截面管徑；從縱斷面圖上查看支架、管線、附屬設(shè)施、各通風(fēng)孔之間的縱向間距，見(jiàn)圖1。

3 結(jié)語(yǔ)

該文設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合2.5D GIS和3D GIS的綜合管廊三維地理信息系統(tǒng)，克服了三維GIS數(shù)據(jù)量較大，處理成本較高、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較慢的不足，結(jié)合HTML5和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，具有跨瀏覽器、跨平臺(tái)的兼容性，任意角度瀏覽等特性，是一種良好、可靠的解決方案，從而為相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)部門(mén)和施工單位提供逼真的、可視化的三維分析工具。

參考文獻(xiàn)

[1] 白海龍.城市綜合管廊發(fā)展趨勢(shì)研究[J].中國(guó)市政工程，2015（12）：78-81.

[2] 王德生.基于HTML5和WebGL的3DWebGIS構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)[J].福建電腦，2013（11）：12-13.

[3] 張敬宗.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高層建筑火災(zāi)應(yīng)急系統(tǒng)的研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2009（2）：88-90.endprint