[摘要]本文針對(duì)數(shù)字城市建設(shè)應(yīng)用示范，以基于三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件SkyLine開發(fā)的三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)為例，闡述了該三維場景數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字城市；SkyLine；三維規(guī)劃；應(yīng)用示范

1 前言

“數(shù)字城市”是通過綜合運(yùn)用3S（地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS）、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。

三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)基于全球先進(jìn)的三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件skyline開發(fā)，旨在滿足規(guī)劃業(yè)務(wù)的相關(guān)需求，基于將地理信息系統(tǒng)、遙感與虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)集成，將實(shí)景建筑運(yùn)用三維傾斜攝影技術(shù)，在較少人工干預(yù)的情況下建立三維實(shí)景模型，并集成地理信息底圖數(shù)據(jù)和規(guī)劃專題數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地理信息場景，實(shí)現(xiàn)與規(guī)劃業(yè)務(wù)相關(guān)的GIS功能，從而為城市管理提供三維可視化的決策手段。

2 系統(tǒng)平臺(tái)的選取

本系統(tǒng)采用SkyLine系列軟件作為系統(tǒng)的優(yōu)秀三維數(shù)字地球平臺(tái)，它擁有國際領(lǐng)先的三維數(shù)字化顯示技術(shù)，可以利用海量的多源多尺度的遙感影像數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)以及其他二三維數(shù)據(jù)搭建出一個(gè)對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行模擬的三維場景。

具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品覆蓋面廣，囊括了三維場景制作，嵌入式二次開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等整個(gè)流程；

（2）支持多源數(shù)據(jù)接入，其中包括WFS，WMS，GML，KML，Shp，SDE，Oracle，Excel以及3DMX，sketch up等，集成信息方便；

（3）通過流訪問方式可集成多尺度的數(shù)據(jù)量，它制作的三維場景小到城市，大到全球；

（4）三維虛擬漫游運(yùn)行流暢，用戶體驗(yàn)良好；

（5）能夠支持B/S架構(gòu)下建立三維場景，制作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序；

3 三維場景數(shù)據(jù)處理與建立

三維場景是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是所有功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說有著至關(guān)重要的作用，三維場景的質(zhì)量直接體現(xiàn)在漫游效果中，給使用者一個(gè)真實(shí)客觀的場景重現(xiàn)。

本系統(tǒng)三維場景數(shù)據(jù)基于航空影像立體相對(duì)提取，從傾斜影像中提取建筑物的頂部及側(cè)面紋理的技術(shù)流程制作標(biāo)準(zhǔn)模型。即飛機(jī)進(jìn)行航空傾斜影像采集的同時(shí)，由GPS同步記錄傾斜相機(jī)的空間位置，通過對(duì)傾斜影像定向進(jìn)一步確定影像的空間位置及空間姿態(tài)，滿足傾斜影像貼圖要求；傾斜影像定位以機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)制作的DEM、DOM作為傾斜影像定位的輔助數(shù)據(jù)，采用人工干預(yù)的方式得到與模型坐標(biāo)系相同的空間坐標(biāo)信息，對(duì)重點(diǎn)建筑物、臨街建筑物區(qū)域在白模的基礎(chǔ)上進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)細(xì)化、貼圖工作。

3.1建模流程

①在數(shù)字化測圖模塊中恢復(fù)影像立體，在立體的環(huán)境下人工測量建筑物頂部輪廓特征點(diǎn)、線，獲得準(zhǔn)確的二維數(shù)據(jù)。

②在立體的環(huán)境下生產(chǎn)數(shù)據(jù)DEM模型，根據(jù)立體采集的要求對(duì)DEM模型進(jìn)行人工編輯。

③在軟件下以DEM為輔助建筑物高程生成三維模型。

④進(jìn)行移動(dòng)、合并、增加、刪除特征點(diǎn)等操作，使建筑物輪廓更準(zhǔn)確。

⑤人工選擇需要進(jìn)行貼圖的模型，軟件自動(dòng)計(jì)算、選擇相應(yīng)位置的傾斜影像，并使用列表的形式將影像數(shù)據(jù)進(jìn)入甄選狀態(tài)。通過綜合判斷影像位置、偏轉(zhuǎn)角度、建筑及植被遮擋，選擇最合適影像進(jìn)行貼圖。

圖1 三維模型場景效果圖

4 系統(tǒng)功能

圖2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包括基本操作、決策分析、查詢定位、編輯設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)置等，如圖2所示。

4.1基本功能

基本操作主要包括GIS基本功能、虛擬漫游功能、多視點(diǎn)定位和編輯、空間定位、導(dǎo)航圖和動(dòng)畫導(dǎo)航等。

4.2決策分析

4.2.1 日照分析

對(duì)城市空間中建筑不同時(shí)間段、不同節(jié)氣的日照情況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬。應(yīng)用日照分析功能，可以觀察到特定建筑物的陰影對(duì)其他建筑物的影響。

4.2.2 通視分析

通視分析是選定特定地點(diǎn)作為視點(diǎn)位置，分析視線所能到達(dá)的范圍，這一功能可以用于分析某一個(gè)或某幾個(gè)建筑物是否會(huì)遮擋其他建筑物。

4.2.3 緩沖區(qū)分析

緩沖區(qū)分析是根據(jù)設(shè)定的緩沖區(qū)（點(diǎn)、線），對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)分析。

4.2.4里面和剖面分析

利用生成沿街立面圖片功能可以在確定街道的起點(diǎn)和終點(diǎn)后，自動(dòng)生成街道立面圖，這一功能對(duì)于輔助城市設(shè)計(jì)、控制街道景觀等非常有意義。除立面生成外，剖面生成的目標(biāo)是能夠?qū)⑷S場景中的建筑、室內(nèi)空間、道路以及地下空間生成剖面圖。

4.2.5淹沒分析

系統(tǒng)能夠?qū)樗蜎]進(jìn)行三維可視化分析。不僅可以根據(jù)水位高度顯示并測量分析淹沒區(qū)域，同時(shí)能對(duì)淹沒進(jìn)行動(dòng)態(tài)現(xiàn)實(shí)。

4.2.6 多方案比較

規(guī)劃審批管理過程中經(jīng)常需要處理多方案比較的問題，系統(tǒng)要具有多方案比較功能，便于將不同的方案放在完全相同的場景中進(jìn)行比較，充分保證方案比較的公正公平。系統(tǒng)使用者可以自由的切換當(dāng)前顯示哪個(gè)方案，也可以切換到雙屏或多屏屏顯示模式，同時(shí)觀察兩個(gè)或多個(gè)方案。

4.3 查詢定位

在三維空間中對(duì)城市空間中的相應(yīng)物體信息能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。在場景中選中建筑物，界面就要彈出這個(gè)建筑物的信息如規(guī)劃建筑的相應(yīng)指標(biāo)建筑物的屬性（如建筑物名稱、層數(shù)、高度、容積率、建筑面積、占地面積、建成時(shí)間等）。

4.4編輯設(shè)計(jì)

能夠根據(jù)規(guī)劃管理需要，設(shè)置并保存觀察場景的視點(diǎn)位置，將最佳的觀察位置和觀察角度保存下來，以縮略圖的形式顯示在特定場景窗口中，單擊特定場景縮略圖，就可以方便的切換到相應(yīng)的場景。

特定場景要支持分組功能，關(guān)于管理有內(nèi)在邏輯關(guān)系的特定場景?？梢罁?jù)特定場景隨時(shí)輸出想要的相關(guān)角度圖片并打印出圖。

4.5 系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置主要包括風(fēng)格選擇、隱藏背景、顯示狀態(tài)信息、顯示比例尺和隱藏導(dǎo)航欄等功能。

圖3 三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)界面

5 結(jié)束語

數(shù)字城市是人類2l世紀(jì)的生存方式，是城市高度信息化、智能化、虛擬化和靈敏化的具體體現(xiàn)。三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)為規(guī)劃的編制與審批、建設(shè)項(xiàng)目的審批提供決策依據(jù)，從而提高規(guī)劃決策的合理性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王明山，羅帥偉，張波等.基于SkyLine的數(shù)字城市空間地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京測繪.2013，（10）：26-29.

[2] 甘迎娟，周偉杰.基于航測的數(shù)字城市三維建模技術(shù)[J].地球.2013，（10）：130-131.

[3] 豐勇.3維數(shù)字城市建模技術(shù)及應(yīng)用探討[J].測繪與空間地理信息.2013，（3）：72-74.

作者簡介

祁晨，（1982年6月-），男，新疆奎屯人，碩士，地理信息系統(tǒng)工程師，主要從事遙感和地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)字城市項(xiàng)目管理工作。

通訊地址：新疆烏魯木齊市中山路462號(hào)廣場聯(lián)合辦公大廈A-19樓

郵編：830002

郵箱：12602284@qq.com

聯(lián)系電話：185-9917-5558endprint

[摘要]本文針對(duì)數(shù)字城市建設(shè)應(yīng)用示范，以基于三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件SkyLine開發(fā)的三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)為例，闡述了該三維場景數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字城市；SkyLine；三維規(guī)劃；應(yīng)用示范

1 前言

“數(shù)字城市”是通過綜合運(yùn)用3S（地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS）、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。

三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)基于全球先進(jìn)的三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件skyline開發(fā)，旨在滿足規(guī)劃業(yè)務(wù)的相關(guān)需求，基于將地理信息系統(tǒng)、遙感與虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)集成，將實(shí)景建筑運(yùn)用三維傾斜攝影技術(shù)，在較少人工干預(yù)的情況下建立三維實(shí)景模型，并集成地理信息底圖數(shù)據(jù)和規(guī)劃專題數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地理信息場景，實(shí)現(xiàn)與規(guī)劃業(yè)務(wù)相關(guān)的GIS功能，從而為城市管理提供三維可視化的決策手段。

2 系統(tǒng)平臺(tái)的選取

本系統(tǒng)采用SkyLine系列軟件作為系統(tǒng)的優(yōu)秀三維數(shù)字地球平臺(tái)，它擁有國際領(lǐng)先的三維數(shù)字化顯示技術(shù)，可以利用海量的多源多尺度的遙感影像數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)以及其他二三維數(shù)據(jù)搭建出一個(gè)對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行模擬的三維場景。

具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品覆蓋面廣，囊括了三維場景制作，嵌入式二次開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等整個(gè)流程；

（2）支持多源數(shù)據(jù)接入，其中包括WFS，WMS，GML，KML，Shp，SDE，Oracle，Excel以及3DMX，sketch up等，集成信息方便；

（3）通過流訪問方式可集成多尺度的數(shù)據(jù)量，它制作的三維場景小到城市，大到全球；

（4）三維虛擬漫游運(yùn)行流暢，用戶體驗(yàn)良好；

（5）能夠支持B/S架構(gòu)下建立三維場景，制作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序；

3 三維場景數(shù)據(jù)處理與建立

三維場景是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是所有功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說有著至關(guān)重要的作用，三維場景的質(zhì)量直接體現(xiàn)在漫游效果中，給使用者一個(gè)真實(shí)客觀的場景重現(xiàn)。

本系統(tǒng)三維場景數(shù)據(jù)基于航空影像立體相對(duì)提取，從傾斜影像中提取建筑物的頂部及側(cè)面紋理的技術(shù)流程制作標(biāo)準(zhǔn)模型。即飛機(jī)進(jìn)行航空傾斜影像采集的同時(shí)，由GPS同步記錄傾斜相機(jī)的空間位置，通過對(duì)傾斜影像定向進(jìn)一步確定影像的空間位置及空間姿態(tài)，滿足傾斜影像貼圖要求；傾斜影像定位以機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)制作的DEM、DOM作為傾斜影像定位的輔助數(shù)據(jù)，采用人工干預(yù)的方式得到與模型坐標(biāo)系相同的空間坐標(biāo)信息，對(duì)重點(diǎn)建筑物、臨街建筑物區(qū)域在白模的基礎(chǔ)上進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)細(xì)化、貼圖工作。

3.1建模流程

①在數(shù)字化測圖模塊中恢復(fù)影像立體，在立體的環(huán)境下人工測量建筑物頂部輪廓特征點(diǎn)、線，獲得準(zhǔn)確的二維數(shù)據(jù)。

②在立體的環(huán)境下生產(chǎn)數(shù)據(jù)DEM模型，根據(jù)立體采集的要求對(duì)DEM模型進(jìn)行人工編輯。

③在軟件下以DEM為輔助建筑物高程生成三維模型。

④進(jìn)行移動(dòng)、合并、增加、刪除特征點(diǎn)等操作，使建筑物輪廓更準(zhǔn)確。

⑤人工選擇需要進(jìn)行貼圖的模型，軟件自動(dòng)計(jì)算、選擇相應(yīng)位置的傾斜影像，并使用列表的形式將影像數(shù)據(jù)進(jìn)入甄選狀態(tài)。通過綜合判斷影像位置、偏轉(zhuǎn)角度、建筑及植被遮擋，選擇最合適影像進(jìn)行貼圖。

圖1 三維模型場景效果圖

4 系統(tǒng)功能

圖2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包括基本操作、決策分析、查詢定位、編輯設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)置等，如圖2所示。

4.1基本功能

基本操作主要包括GIS基本功能、虛擬漫游功能、多視點(diǎn)定位和編輯、空間定位、導(dǎo)航圖和動(dòng)畫導(dǎo)航等。

4.2決策分析

4.2.1 日照分析

對(duì)城市空間中建筑不同時(shí)間段、不同節(jié)氣的日照情況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬。應(yīng)用日照分析功能，可以觀察到特定建筑物的陰影對(duì)其他建筑物的影響。

4.2.2 通視分析

通視分析是選定特定地點(diǎn)作為視點(diǎn)位置，分析視線所能到達(dá)的范圍，這一功能可以用于分析某一個(gè)或某幾個(gè)建筑物是否會(huì)遮擋其他建筑物。

4.2.3 緩沖區(qū)分析

緩沖區(qū)分析是根據(jù)設(shè)定的緩沖區(qū)（點(diǎn)、線），對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)分析。

4.2.4里面和剖面分析

利用生成沿街立面圖片功能可以在確定街道的起點(diǎn)和終點(diǎn)后，自動(dòng)生成街道立面圖，這一功能對(duì)于輔助城市設(shè)計(jì)、控制街道景觀等非常有意義。除立面生成外，剖面生成的目標(biāo)是能夠?qū)⑷S場景中的建筑、室內(nèi)空間、道路以及地下空間生成剖面圖。

4.2.5淹沒分析

系統(tǒng)能夠?qū)樗蜎]進(jìn)行三維可視化分析。不僅可以根據(jù)水位高度顯示并測量分析淹沒區(qū)域，同時(shí)能對(duì)淹沒進(jìn)行動(dòng)態(tài)現(xiàn)實(shí)。

4.2.6 多方案比較

規(guī)劃審批管理過程中經(jīng)常需要處理多方案比較的問題，系統(tǒng)要具有多方案比較功能，便于將不同的方案放在完全相同的場景中進(jìn)行比較，充分保證方案比較的公正公平。系統(tǒng)使用者可以自由的切換當(dāng)前顯示哪個(gè)方案，也可以切換到雙屏或多屏屏顯示模式，同時(shí)觀察兩個(gè)或多個(gè)方案。

4.3 查詢定位

在三維空間中對(duì)城市空間中的相應(yīng)物體信息能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。在場景中選中建筑物，界面就要彈出這個(gè)建筑物的信息如規(guī)劃建筑的相應(yīng)指標(biāo)建筑物的屬性（如建筑物名稱、層數(shù)、高度、容積率、建筑面積、占地面積、建成時(shí)間等）。

4.4編輯設(shè)計(jì)

能夠根據(jù)規(guī)劃管理需要，設(shè)置并保存觀察場景的視點(diǎn)位置，將最佳的觀察位置和觀察角度保存下來，以縮略圖的形式顯示在特定場景窗口中，單擊特定場景縮略圖，就可以方便的切換到相應(yīng)的場景。

特定場景要支持分組功能，關(guān)于管理有內(nèi)在邏輯關(guān)系的特定場景?？梢罁?jù)特定場景隨時(shí)輸出想要的相關(guān)角度圖片并打印出圖。

4.5 系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置主要包括風(fēng)格選擇、隱藏背景、顯示狀態(tài)信息、顯示比例尺和隱藏導(dǎo)航欄等功能。

圖3 三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)界面

5 結(jié)束語

數(shù)字城市是人類2l世紀(jì)的生存方式，是城市高度信息化、智能化、虛擬化和靈敏化的具體體現(xiàn)。三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)為規(guī)劃的編制與審批、建設(shè)項(xiàng)目的審批提供決策依據(jù)，從而提高規(guī)劃決策的合理性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王明山，羅帥偉，張波等.基于SkyLine的數(shù)字城市空間地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京測繪.2013，（10）：26-29.

[2] 甘迎娟，周偉杰.基于航測的數(shù)字城市三維建模技術(shù)[J].地球.2013，（10）：130-131.

[3] 豐勇.3維數(shù)字城市建模技術(shù)及應(yīng)用探討[J].測繪與空間地理信息.2013，（3）：72-74.

作者簡介

祁晨，（1982年6月-），男，新疆奎屯人，碩士，地理信息系統(tǒng)工程師，主要從事遙感和地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)字城市項(xiàng)目管理工作。

通訊地址：新疆烏魯木齊市中山路462號(hào)廣場聯(lián)合辦公大廈A-19樓

郵編：830002

郵箱：12602284@qq.com

聯(lián)系電話：185-9917-5558endprint

[摘要]本文針對(duì)數(shù)字城市建設(shè)應(yīng)用示范，以基于三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件SkyLine開發(fā)的三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)為例，闡述了該三維場景數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字城市；SkyLine；三維規(guī)劃；應(yīng)用示范

1 前言

“數(shù)字城市”是通過綜合運(yùn)用3S（地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS）、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。

三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)基于全球先進(jìn)的三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件skyline開發(fā)，旨在滿足規(guī)劃業(yè)務(wù)的相關(guān)需求，基于將地理信息系統(tǒng)、遙感與虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)集成，將實(shí)景建筑運(yùn)用三維傾斜攝影技術(shù)，在較少人工干預(yù)的情況下建立三維實(shí)景模型，并集成地理信息底圖數(shù)據(jù)和規(guī)劃專題數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地理信息場景，實(shí)現(xiàn)與規(guī)劃業(yè)務(wù)相關(guān)的GIS功能，從而為城市管理提供三維可視化的決策手段。

2 系統(tǒng)平臺(tái)的選取

本系統(tǒng)采用SkyLine系列軟件作為系統(tǒng)的優(yōu)秀三維數(shù)字地球平臺(tái)，它擁有國際領(lǐng)先的三維數(shù)字化顯示技術(shù)，可以利用海量的多源多尺度的遙感影像數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)以及其他二三維數(shù)據(jù)搭建出一個(gè)對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行模擬的三維場景。

具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品覆蓋面廣，囊括了三維場景制作，嵌入式二次開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等整個(gè)流程；

（2）支持多源數(shù)據(jù)接入，其中包括WFS，WMS，GML，KML，Shp，SDE，Oracle，Excel以及3DMX，sketch up等，集成信息方便；

（3）通過流訪問方式可集成多尺度的數(shù)據(jù)量，它制作的三維場景小到城市，大到全球；

（4）三維虛擬漫游運(yùn)行流暢，用戶體驗(yàn)良好；

（5）能夠支持B/S架構(gòu)下建立三維場景，制作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序；

3 三維場景數(shù)據(jù)處理與建立

三維場景是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是所有功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說有著至關(guān)重要的作用，三維場景的質(zhì)量直接體現(xiàn)在漫游效果中，給使用者一個(gè)真實(shí)客觀的場景重現(xiàn)。

本系統(tǒng)三維場景數(shù)據(jù)基于航空影像立體相對(duì)提取，從傾斜影像中提取建筑物的頂部及側(cè)面紋理的技術(shù)流程制作標(biāo)準(zhǔn)模型。即飛機(jī)進(jìn)行航空傾斜影像采集的同時(shí)，由GPS同步記錄傾斜相機(jī)的空間位置，通過對(duì)傾斜影像定向進(jìn)一步確定影像的空間位置及空間姿態(tài)，滿足傾斜影像貼圖要求；傾斜影像定位以機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)制作的DEM、DOM作為傾斜影像定位的輔助數(shù)據(jù)，采用人工干預(yù)的方式得到與模型坐標(biāo)系相同的空間坐標(biāo)信息，對(duì)重點(diǎn)建筑物、臨街建筑物區(qū)域在白模的基礎(chǔ)上進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)細(xì)化、貼圖工作。

3.1建模流程

①在數(shù)字化測圖模塊中恢復(fù)影像立體，在立體的環(huán)境下人工測量建筑物頂部輪廓特征點(diǎn)、線，獲得準(zhǔn)確的二維數(shù)據(jù)。

②在立體的環(huán)境下生產(chǎn)數(shù)據(jù)DEM模型，根據(jù)立體采集的要求對(duì)DEM模型進(jìn)行人工編輯。

③在軟件下以DEM為輔助建筑物高程生成三維模型。

④進(jìn)行移動(dòng)、合并、增加、刪除特征點(diǎn)等操作，使建筑物輪廓更準(zhǔn)確。

⑤人工選擇需要進(jìn)行貼圖的模型，軟件自動(dòng)計(jì)算、選擇相應(yīng)位置的傾斜影像，并使用列表的形式將影像數(shù)據(jù)進(jìn)入甄選狀態(tài)。通過綜合判斷影像位置、偏轉(zhuǎn)角度、建筑及植被遮擋，選擇最合適影像進(jìn)行貼圖。

圖1 三維模型場景效果圖

4 系統(tǒng)功能

圖2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包括基本操作、決策分析、查詢定位、編輯設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)置等，如圖2所示。

4.1基本功能

基本操作主要包括GIS基本功能、虛擬漫游功能、多視點(diǎn)定位和編輯、空間定位、導(dǎo)航圖和動(dòng)畫導(dǎo)航等。

4.2決策分析

4.2.1 日照分析

對(duì)城市空間中建筑不同時(shí)間段、不同節(jié)氣的日照情況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬。應(yīng)用日照分析功能，可以觀察到特定建筑物的陰影對(duì)其他建筑物的影響。

4.2.2 通視分析

通視分析是選定特定地點(diǎn)作為視點(diǎn)位置，分析視線所能到達(dá)的范圍，這一功能可以用于分析某一個(gè)或某幾個(gè)建筑物是否會(huì)遮擋其他建筑物。

4.2.3 緩沖區(qū)分析

緩沖區(qū)分析是根據(jù)設(shè)定的緩沖區(qū)（點(diǎn)、線），對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)分析。

4.2.4里面和剖面分析

利用生成沿街立面圖片功能可以在確定街道的起點(diǎn)和終點(diǎn)后，自動(dòng)生成街道立面圖，這一功能對(duì)于輔助城市設(shè)計(jì)、控制街道景觀等非常有意義。除立面生成外，剖面生成的目標(biāo)是能夠?qū)⑷S場景中的建筑、室內(nèi)空間、道路以及地下空間生成剖面圖。

4.2.5淹沒分析

系統(tǒng)能夠?qū)樗蜎]進(jìn)行三維可視化分析。不僅可以根據(jù)水位高度顯示并測量分析淹沒區(qū)域，同時(shí)能對(duì)淹沒進(jìn)行動(dòng)態(tài)現(xiàn)實(shí)。

4.2.6 多方案比較

規(guī)劃審批管理過程中經(jīng)常需要處理多方案比較的問題，系統(tǒng)要具有多方案比較功能，便于將不同的方案放在完全相同的場景中進(jìn)行比較，充分保證方案比較的公正公平。系統(tǒng)使用者可以自由的切換當(dāng)前顯示哪個(gè)方案，也可以切換到雙屏或多屏屏顯示模式，同時(shí)觀察兩個(gè)或多個(gè)方案。

4.3 查詢定位

在三維空間中對(duì)城市空間中的相應(yīng)物體信息能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。在場景中選中建筑物，界面就要彈出這個(gè)建筑物的信息如規(guī)劃建筑的相應(yīng)指標(biāo)建筑物的屬性（如建筑物名稱、層數(shù)、高度、容積率、建筑面積、占地面積、建成時(shí)間等）。

4.4編輯設(shè)計(jì)

能夠根據(jù)規(guī)劃管理需要，設(shè)置并保存觀察場景的視點(diǎn)位置，將最佳的觀察位置和觀察角度保存下來，以縮略圖的形式顯示在特定場景窗口中，單擊特定場景縮略圖，就可以方便的切換到相應(yīng)的場景。

特定場景要支持分組功能，關(guān)于管理有內(nèi)在邏輯關(guān)系的特定場景?？梢罁?jù)特定場景隨時(shí)輸出想要的相關(guān)角度圖片并打印出圖。

4.5 系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置主要包括風(fēng)格選擇、隱藏背景、顯示狀態(tài)信息、顯示比例尺和隱藏導(dǎo)航欄等功能。

圖3 三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)界面

5 結(jié)束語

數(shù)字城市是人類2l世紀(jì)的生存方式，是城市高度信息化、智能化、虛擬化和靈敏化的具體體現(xiàn)。三維規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)為規(guī)劃的編制與審批、建設(shè)項(xiàng)目的審批提供決策依據(jù)，從而提高規(guī)劃決策的合理性和準(zhǔn)確性。

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作者簡介

祁晨，（1982年6月-），男，新疆奎屯人，碩士，地理信息系統(tǒng)工程師，主要從事遙感和地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)字城市項(xiàng)目管理工作。

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