葉桂君

◆摘? 要：目前，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，地理信息系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中。地理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作已經(jīng)成為眾多企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)之一。城市設(shè)計(jì)三維可視化在城市仿真和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中有著重要的意義和作用，有助于對(duì)城市設(shè)計(jì)進(jìn)行方案分析、評(píng)價(jià)、比較。本文針對(duì)城市設(shè)計(jì)中三維可視化關(guān)鍵技術(shù)問題展開研究，結(jié)合實(shí)例，闡述了關(guān)于快速三維建模、基于三維空間的輔助城市設(shè)計(jì)、空間分析研究及布局影響論證等方面的研究與應(yīng)用，有助于國(guó)土空間規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展。

◆關(guān)鍵詞：城市設(shè)計(jì);三維可視化;輔助設(shè)計(jì);空間分析

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、空間地理信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)測(cè)繪現(xiàn)代化和信息化發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，即從以地圖生產(chǎn)為主的數(shù)字化階段轉(zhuǎn)向以地理信息服務(wù)為主的信息化階段。三維展示的效果也更加真實(shí)并富有體驗(yàn)感，當(dāng)前城市設(shè)計(jì)的概念異常火熱，為滿足城市精明增長(zhǎng)、精準(zhǔn)修補(bǔ)、精細(xì)修繕等發(fā)展要求，進(jìn)一步深化大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用工作，充分發(fā)揮空間資源信息在土地利用、建筑、社會(huì)、生態(tài)等方面的綜合輔助決策功能，我們必須進(jìn)一步對(duì)新技術(shù)的研究應(yīng)用進(jìn)行投入，以更快、更好的方式應(yīng)用新技術(shù)，提升可視化技術(shù)對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃的服務(wù)能力，加快智慧城市建設(shè)。

1地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

①較強(qiáng)的抗干擾性。在傳統(tǒng)的城市測(cè)繪作業(yè)開展過程中，技術(shù)運(yùn)用對(duì)于周圍環(huán)境的要求極高，自然環(huán)境、建筑物等都會(huì)對(duì)測(cè)繪結(jié)果產(chǎn)生很大程度的干擾，影響到結(jié)果的精準(zhǔn)度。尤其是城市位于高山區(qū)域或者測(cè)繪作業(yè)開展處于臺(tái)風(fēng)頻發(fā)期間，測(cè)繪技術(shù)及配套的設(shè)備會(huì)很大程度受到環(huán)境影響，降低測(cè)繪可靠性。而GIS技術(shù)的誕生，憑借技術(shù)強(qiáng)大的抗干擾性，使其在惡劣的自然環(huán)境下仍然可以發(fā)揮理想的測(cè)繪效果，提升測(cè)繪結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。在GIS技術(shù)運(yùn)用過程中，相關(guān)配套設(shè)備中安置有衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這是其具備強(qiáng)大抗干擾性的關(guān)鍵所在;②有效確保測(cè)繪質(zhì)量。將GIS技術(shù)運(yùn)用到城市測(cè)繪工作當(dāng)中，對(duì)比于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)和手段，其具備更高的成效，憑借衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)強(qiáng)大的功能和優(yōu)勢(shì)，GIS技術(shù)運(yùn)用不需要人工進(jìn)行記錄和觀察，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)繪，一方面降低了人工成本的投入力度，大幅提升測(cè)繪效率;另一方面也能有效避免人工觀測(cè)所存在的誤差和隱患，提升了測(cè)繪的質(zhì)量和水平;③GIS技術(shù)在城市測(cè)繪中的運(yùn)用可以為城市規(guī)劃和建設(shè)提供精準(zhǔn)度較高的電子地圖，同時(shí)在城市應(yīng)急管理方面也發(fā)揮出顯著的作用和效果。

2地理信息三維可視化技術(shù)應(yīng)用

2.1管理平臺(tái)的框架設(shè)計(jì)

三維可視化運(yùn)營(yíng)管控系統(tǒng)是應(yīng)用的核心平臺(tái)，基于二、三維地圖引擎，實(shí)現(xiàn)人員、車輛、攝像頭等數(shù)據(jù)上圖業(yè)務(wù)應(yīng)用的可視化軟件平臺(tái)。平臺(tái)共分4個(gè)層次，分別為“數(shù)據(jù)層”“業(yè)務(wù)層”“表達(dá)層”和“應(yīng)用層”。數(shù)據(jù)層主要進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用及處理內(nèi)容，包括空間數(shù)據(jù)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)以及第三方接口數(shù)據(jù);業(yè)務(wù)層主要包括web服務(wù)器和二維、三維地圖服務(wù)器等;表達(dá)層主要是平臺(tái)的表達(dá)形式，包括瀏覽器及手機(jī)移動(dòng)端app;應(yīng)用層主要有三大系統(tǒng)，包括運(yùn)營(yíng)管控系統(tǒng)、看景系統(tǒng)及移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理

對(duì)于大型城市環(huán)境測(cè)繪而言，其通過測(cè)繪系統(tǒng)得到的應(yīng)用數(shù)據(jù)往往會(huì)因此出現(xiàn)很大的應(yīng)用差異性，數(shù)據(jù)之間的應(yīng)用屬性也并不一樣。所以，測(cè)繪技術(shù)人員還可能需要對(duì)實(shí)際測(cè)繪過程所得的大量數(shù)據(jù)資料進(jìn)行綜合處理以及分析，進(jìn)而將其綜合用于實(shí)際測(cè)繪應(yīng)用當(dāng)中。測(cè)繪分析人員在充分利用GIS技術(shù)之后，可以針對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的相關(guān)地理信息建立聯(lián)系，組合成為數(shù)學(xué)分析以及模型等。

2.3基于多源信息約束的地質(zhì)體精細(xì)化建模

基于鉆孔數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地質(zhì)體模型，顧及尖滅系數(shù)、距離反比參數(shù)以及地質(zhì)變化規(guī)律等因素，實(shí)現(xiàn)不同尺度范圍三維地質(zhì)體建模;基于DEM數(shù)據(jù)對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行約束，實(shí)現(xiàn)三維地質(zhì)體與地上三維模型的無縫銜接;基于地下地理實(shí)體外輪廓凸包約束，實(shí)現(xiàn)三維地質(zhì)體對(duì)管線、管廊數(shù)據(jù)以及地下構(gòu)筑物的避讓;基于區(qū)域路網(wǎng)控制性鉆孔數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域工程建模的層序統(tǒng)一，約束項(xiàng)目鉆孔數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)精細(xì)化建模。建立統(tǒng)一的水平垂直基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)地上、地表、地下多源數(shù)據(jù)的一體化三維融合及展示，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊范圍內(nèi)地上模型、地表影像、地質(zhì)體模型和地下構(gòu)筑物的一體化展示和分析。

2.4技術(shù)路線

平臺(tái)方面，在調(diào)研各大三維GIS平臺(tái)，總結(jié)其優(yōu)勢(shì)與不足的基礎(chǔ)上，研究搭建自主三維GIS平臺(tái)，并根據(jù)客戶需求及影旅項(xiàng)目相關(guān)流程和方法，定制景區(qū)可視化管理服務(wù)平臺(tái).建模方面，通過無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量，獲取景區(qū)三維空間模型，研究快速修模及單體化方法.最后，將三維模型加載到GIS平臺(tái)中，形成完整的可視化平臺(tái)。

3結(jié)束語(yǔ)

城市設(shè)計(jì)三維可視化通過三維的方式實(shí)現(xiàn)城市級(jí)別大場(chǎng)景的漫游瀏覽、多功能信息查詢、設(shè)計(jì)方案評(píng)選、方案創(chuàng)作及項(xiàng)目評(píng)估等功能，輔助城市設(shè)計(jì)，為城市決策及適宜性論證提供技術(shù)支撐，提升國(guó)土空間規(guī)劃的水平，有助于城市建設(shè)與發(fā)展。但還有一些需要解決的問題，首先可視化效果還有待提高，還需充分考慮城市地段環(huán)境特點(diǎn)對(duì)城市設(shè)計(jì)的制約作用;其次針對(duì)規(guī)劃需求的城市設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立還需完善細(xì)化。

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