賈佳

摘 要：目前在城市發(fā)展的過程中對(duì)地下空間進(jìn)行規(guī)劃也屬于城市開發(fā)中的重要內(nèi)容，而在實(shí)際中為了確保在對(duì)城市地下空間的合理規(guī)劃就必須要從多角度進(jìn)行考慮并采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來對(duì)其進(jìn)行綜合性的劃分，以此來保證地下空間布局的科學(xué)性及合理性。而現(xiàn)今三維GIS集成技術(shù)的應(yīng)用在極大程度上輔助了地下空間規(guī)劃工作的進(jìn)行，其可以根據(jù)地下空間規(guī)劃的需求來進(jìn)行輔助及三維建模，并未地下空間規(guī)劃工作提供了集中管理的效果，因此也使得規(guī)劃水平得到提升。

關(guān)鍵詞：三維；GIS集成技術(shù)；地下空間

在城市發(fā)展的過程中通過地下空間規(guī)劃可以有效的提高土地利用率，這樣可以構(gòu)建更為完善的交通體系并擴(kuò)大城市的空間容量，而在規(guī)劃設(shè)計(jì)中必須要考慮開發(fā)區(qū)域的發(fā)展情況、地上建筑、地理環(huán)境等因素，而這對(duì)規(guī)劃及設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。為此則需要采取科學(xué)技術(shù)來對(duì)城市地下空間進(jìn)行合理的劃分，目前三維GIS集成技術(shù)已經(jīng)逐漸在地下空間規(guī)劃中被應(yīng)用及推廣，通過其技術(shù)支持可以構(gòu)建起符合實(shí)際地理特征的空間框架，以下則對(duì)三維GIS集成技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了深入分析。

一、城市地下空間規(guī)劃的三維建模要點(diǎn)分析

通常城市結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，這也使得其其包含了大量的規(guī)劃信息，為此在進(jìn)行地理空間規(guī)劃中必須要對(duì)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面統(tǒng)一的收集及管理，以此來保證可以根據(jù)城市地下空間的特征來進(jìn)行相應(yīng)的建?；顒?dòng)工作，因此在利用三維GIS集成技術(shù)進(jìn)行三維建模時(shí)需要注意以下要點(diǎn)。

第一，GIS數(shù)據(jù)自動(dòng)建模，此種技術(shù)是基于二維GIS技術(shù)的一種建模方法，其在實(shí)際的應(yīng)用中具有較高的效率，相應(yīng)的在實(shí)際中的使用成本較低，但是整體的精細(xì)度較差；第二，利用專業(yè)軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，目前在三維實(shí)體建模中，其主要應(yīng)用的軟件有3DsMAX、Sketchup，此種三維建模技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中可以很良好的表現(xiàn)出地下空間建筑物的特征，并且還可以對(duì)地下空間的布局進(jìn)行詳細(xì)的表達(dá)、恢復(fù)與重建，但是此種技術(shù)方法在實(shí)際的應(yīng)用中成本較高且耗時(shí)較長(zhǎng)；第三，DEM遙感影像建模技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中可以更好的恢復(fù)及重現(xiàn)地表建筑物的特征，因此在地下空間規(guī)劃中的應(yīng)用可以為其提供相應(yīng)的模擬依據(jù)；第四，利用激光掃描儀構(gòu)建地物精細(xì)三維模型，精確真實(shí)程度較高，但建模費(fèi)用較高。

二、城市地下空間規(guī)劃的三維建模方法分析

1、地下綜合管線建模

地下綜合管線數(shù)據(jù)種類繁多、變動(dòng)頻發(fā)、數(shù)量巨大、空間關(guān)系縱橫交錯(cuò)，采用人工建模方法存在效率低下、精度降低、代價(jià)較高等問題。考慮地下管線注重空間位置而不注重展示效果的實(shí)際，本文采用面向?qū)ο蟮氖噶繑?shù)據(jù)自動(dòng)建模方法。該方法采用面向?qū)ο蟮姆绞綄⒏黝惞芫€數(shù)據(jù)分解為多個(gè)小部件，并對(duì)組件進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，加入技術(shù)參數(shù)、空間位置、耦合關(guān)系等屬性信息。管線數(shù)據(jù)分解為各類管點(diǎn)設(shè)施和管線段。根據(jù)管線種類、亞級(jí)類別、附屬物不同，可以分為諸如雨水井、污水井、雨污合流井、電力井、彎頭等多種類型管點(diǎn)，三維模型根據(jù)各種類型管點(diǎn)的實(shí)際情況，建立不同種類管點(diǎn)的模型，并根據(jù)實(shí)際外觀選擇模型材質(zhì)和貼圖，形成不同種類的管點(diǎn)小部件，并構(gòu)建若干個(gè)高精度三維組件式小部件模型來表達(dá)各種管點(diǎn)。將它們和相應(yīng)的模型實(shí)體存儲(chǔ)在相應(yīng)的管線拓?fù)浔砗蛢?nèi)部關(guān)系表中，形成內(nèi)連的基礎(chǔ)信息。管線段由管點(diǎn)連接而成，在數(shù)據(jù)庫構(gòu)建時(shí)，為管線段建立管點(diǎn)拓?fù)潢P(guān)系，管線段具有管徑變化特性，因此，需要根據(jù)不同的管徑大小構(gòu)建不同大小的模型。在管線三維建模時(shí)，根據(jù)管徑的大小及管線具有的方管、圓管、排管、綜合管溝等多種形狀特性，利用管線起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的位置信息，為管線段自動(dòng)構(gòu)建相應(yīng)管徑大小的模型，并根據(jù)實(shí)際管線材質(zhì)，為模型選擇不同的材質(zhì)和貼圖，形成管線段模型。最后，根據(jù)管線的具體特性將多個(gè)小部件模型組裝到一起，形成完整的管線三維模型。

2、地下建構(gòu)筑物建模方法

地下建構(gòu)筑物一般指地下空間中除地下管線以外的其他人工建設(shè)的設(shè)施，主要類型包括人防工程設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下公共服務(wù)設(shè)施，以及地下防災(zāi)設(shè)施、地下生產(chǎn)儲(chǔ)藏設(shè)施等。對(duì)于地下室、地鐵線路、人防工程設(shè)施等對(duì)模型的精細(xì)化程度要求不高的地下建構(gòu)筑物，采用面向?qū)ο蟮氖噶繑?shù)據(jù)自動(dòng)建模方法。將實(shí)體分為底面、頂面、內(nèi)墻、外墻、柱、樓梯等多個(gè)部件，各個(gè)部件再根據(jù)復(fù)雜程度分解為多個(gè)小的部件，由小部件形成三維渲染的基本單元，根據(jù)部件的長(zhǎng)度和高度信息，構(gòu)建三維模型，并針對(duì)不同的用地性質(zhì)，選擇不同的紋理進(jìn)行渲染。對(duì)于地下空間建筑物規(guī)劃數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀建筑物數(shù)據(jù)、地鐵站點(diǎn)等對(duì)模型外觀、內(nèi)部構(gòu)造精細(xì)化程度要求較高的數(shù)據(jù)建模，則利用MultiGenCreator、3DsMAX、Sketchup等專業(yè)軟件建模，進(jìn)而逼真地表示建筑物的外觀和內(nèi)部形態(tài)，展示更加精細(xì)、準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)信息。

3、地質(zhì)環(huán)境建模

地質(zhì)環(huán)境三維模型主要是針對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行建模，本文采用連續(xù)層狀地質(zhì)體來表達(dá)，層狀地質(zhì)體表達(dá)方法又可分為兩類，即基于面模型的和基于體模型的表達(dá)方法。面模型表達(dá)地質(zhì)的空間輪廓，體模型可以表達(dá)地質(zhì)的內(nèi)部整體。本文根據(jù)工程勘察所獲取的鉆孔數(shù)據(jù)，采用離散光滑插值方法進(jìn)行插值，進(jìn)而形成由三角單元組合而成的地層面，然后將地層面作為地質(zhì)體模型的邊界，并將模型體劃分成四面體形成地質(zhì)體，最終形成地質(zhì)三維模型。

三、輔助規(guī)劃分析

三維GIS核心功能之一就是實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體的立體空間分析，發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)之后的更多信息。地下空間規(guī)劃不同于地上規(guī)劃，地下空間的建設(shè)需要開挖，單一專項(xiàng)建設(shè)的滯后都有可能導(dǎo)致重復(fù)開挖，耗費(fèi)更多的資源。因此，地下空間規(guī)劃更應(yīng)統(tǒng)籌各個(gè)專項(xiàng)的總體科學(xué)合理性，綜合分析，提高規(guī)劃的合理水平，降低資源消耗。本文以重點(diǎn)地區(qū)地下空間規(guī)劃為例，綜合地下建構(gòu)筑物、地下綜合管線、地鐵、地質(zhì)環(huán)境等多類數(shù)據(jù)，建立輔助規(guī)劃決策支持系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃方案對(duì)比分析、截面分析、碰撞分析和規(guī)劃進(jìn)程跟蹤等多種分析功能。例如道路截面相關(guān)的道路、地下綜合管線、地下通道、地下建構(gòu)筑物、地鐵、地下人防等的空間分布情況等，直觀展示每塊地物的位置、用地性質(zhì)、高度、長(zhǎng)度、埋深等。規(guī)劃進(jìn)程跟蹤可以對(duì)現(xiàn)狀、規(guī)劃和建設(shè)各個(gè)階段的發(fā)展情景進(jìn)行三維模擬展示，直觀地表達(dá)城市區(qū)域的發(fā)展變化過程。

結(jié)語：

通過上文分析可以看出在現(xiàn)今城市地下空間規(guī)劃中三維GIS集成技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到了良好的發(fā)展及推廣，但是從其實(shí)際情況來看仍有極大的進(jìn)步空間。本文利用三維GIS技術(shù)，提出了面向地下空間綜合規(guī)劃的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了相關(guān)數(shù)據(jù)的綜合管理方法，論述了多種建模方式相結(jié)合的三維建模方法，并建設(shè)了輔助規(guī)劃系統(tǒng)，為城市地下空間科學(xué)合理的規(guī)劃提供輔助決策支持。

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