湘茜 馬瑞 楊喆
成果概況
方舟平臺(tái)( 3DGIS-Ark)是長(zhǎng)江空間信息技術(shù)工程有限公司(武漢)自主研發(fā)的二三維一體化GIS平臺(tái)。平臺(tái)采用了B/S與C/S雙架構(gòu)體系,可高效集成海量的影像、高程、矢量、三維建筑物模型、傾斜攝影、激光點(diǎn)云、BIM、視頻、文本等多源數(shù)據(jù),提供多源數(shù)據(jù)全方位的可視化管理、信息查詢、專業(yè)模型分析等服務(wù),提供了一系列COM組件,可根據(jù)用戶需求輕松實(shí)現(xiàn)專業(yè)定制化應(yīng)用。方舟平臺(tái)已廣泛應(yīng)用于數(shù)字水利水電工程、流域規(guī)劃與管理、數(shù)字地下管網(wǎng)、智慧國(guó)土、智慧城市等領(lǐng)域。
方舟平臺(tái)以WebGL、OpenGL為底層基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了三維封裝層(優(yōu)化的OSG技術(shù)),三維數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、GIS服務(wù)層、控件服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層。
平臺(tái)由八大子系統(tǒng)組成,分別為三維地形地貌生成子系統(tǒng)(方舟TerrBuilder)、三維模型數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(方舟DataCompos-er)、地形地貌編輯子系統(tǒng)(方舟TerrEditor)、BIM數(shù)據(jù)處理與集成子系統(tǒng)(方舟BimData)、三維激光點(diǎn)云處理與分析子系統(tǒng)(方舟PCL)、數(shù)據(jù)加解密子系統(tǒng)(方舟DataCipher)、三維地理信息集成瀏覽與分析子系統(tǒng)(方舟Explorer)和城市三維地下綜合管網(wǎng)管理子系統(tǒng)(方舟Pipe)。平臺(tái)產(chǎn)品系列構(gòu)成了一套集信息加工、處理、集成、發(fā)布、應(yīng)用的全鏈條體系。
技術(shù)創(chuàng)新
(1)海量多元數(shù)據(jù)有效集成:平臺(tái)支持線劃數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)(BIM、3DMax、DWG、激光點(diǎn)云、傾斜攝影等)、文本、視頻等海量、多類型數(shù)據(jù)的集成。
(2)數(shù)據(jù)管理一體化:平臺(tái)采用動(dòng)態(tài)交互的可視化手段,實(shí)現(xiàn)了地上地下一體化、室內(nèi)室外一體化、宏觀微觀一體化、二維三維一體化的數(shù)據(jù)管理與全空間任意瀏覽。
(3)數(shù)據(jù)加載動(dòng)態(tài)化:平臺(tái)可實(shí)時(shí)加載與調(diào)整不同分辨率、不同時(shí)相的地形、影像數(shù)據(jù)。
(4)三維場(chǎng)景無(wú)縫融合:平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了三維建筑物模型與三維地形的自動(dòng)無(wú)縫鑲嵌。
(5)室內(nèi)碰撞漫游:平臺(tái)通過(guò)實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)和快速碰撞響應(yīng),實(shí)現(xiàn)了支持海量空間數(shù)據(jù)的室內(nèi)碰撞漫游。
(6)平臺(tái)三維模型可剖分:平臺(tái)可對(duì)三維模型進(jìn)行剖分,用于地形斷面繪制分析、斷面三維立體切割等。
(7)專業(yè)分析模型集成:平臺(tái)可將專業(yè)數(shù)學(xué)模型與已有的基礎(chǔ)空間分析功能進(jìn)行深度集成。
(8)平臺(tái)數(shù)據(jù)具有開(kāi)放性:平臺(tái)基于插件的工作機(jī)制,可完成多種類型的數(shù)據(jù)交換。
(9)平臺(tái)提供跨平臺(tái)、跨語(yǔ)言的二次開(kāi)發(fā)SDK,可快速實(shí)現(xiàn)相關(guān)行業(yè)定制化應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
推廣應(yīng)用
(1)以三峽為核心的水庫(kù)群投運(yùn)后防洪形勢(shì)展示系統(tǒng)
以方舟為三維地理信息平臺(tái),以長(zhǎng)江流域水利工程等專題數(shù)據(jù)、三峽庫(kù)區(qū)專題數(shù)據(jù)、航空、航天遙感及基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)成果為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),構(gòu)建了長(zhǎng)江流域數(shù)字沙盤(pán)。在此基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)構(gòu)建了防洪形勢(shì)展示系統(tǒng)。 系統(tǒng)可在三維交互式的環(huán)境中直觀地展現(xiàn)長(zhǎng)江流域地形地貌、水系等基礎(chǔ)地理信息與重點(diǎn)水利工程、水雨情等水利專題信息,還可通過(guò)開(kāi)發(fā)的多個(gè)互動(dòng)演示功能模塊來(lái)展現(xiàn)長(zhǎng)江防洪體系的歷史、現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展,同時(shí),利用現(xiàn)有防汛設(shè)施條件,對(duì)1954年、1998年大洪水進(jìn)行洪水推演模擬,切實(shí)增強(qiáng)長(zhǎng)江流域洪水應(yīng)急反應(yīng)能力與提高風(fēng)險(xiǎn)管理水平。
( 2)小浪底庫(kù)區(qū)及樞紐區(qū)三維地理信息管理系統(tǒng)
充分利用3DGIS、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù),結(jié)合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合和三維可視化等技術(shù),開(kāi)發(fā)了小浪底庫(kù)區(qū)及樞紐區(qū)三維地理信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)在三維交互式數(shù)字地圖環(huán)境中直觀地展現(xiàn)小浪底庫(kù)區(qū)地形、地貌、水系、道路等基礎(chǔ)信息,集成了庫(kù)區(qū)滑坡信息、庫(kù)周地質(zhì)災(zāi)害信息、地震監(jiān)測(cè)信息、水文信息及泥沙監(jiān)測(cè)等信息,實(shí)現(xiàn)了二維空間的單(監(jiān)測(cè))點(diǎn)和單(視準(zhǔn))線分析,以及三維空間中觀測(cè)斷面和整體(整個(gè)建筑物)的綜合分析,立體展示監(jiān)測(cè)成果,便于庫(kù)區(qū)管理者準(zhǔn)確掌握小浪底水利樞紐庫(kù)區(qū)周邊狀況,為全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字小浪底奠定了基礎(chǔ)。
(3)蘭州大學(xué)數(shù)字校及地下管線信息管理系統(tǒng)
融合二三維GIS、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),以三維地理信息平臺(tái)一方舟為基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)了蘭州大學(xué)數(shù)字校園及地下管線信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)形象直觀地展示了地下管線的空間排布及其周?chē)鷧^(qū)域的地理環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下管線的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析,以及參數(shù)化建模等功能,提供了安卓和IOS主流手機(jī)端的GPS定位、管線查詢展示等功能,并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)地下管線進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題地下管線存在的安全問(wèn)題,為地下管線資源的統(tǒng)籌利用和科學(xué)布局、管線占用審批等工作提供了科學(xué)、準(zhǔn)確、直觀的參考。
(4)糯扎渡水電站三維地理信息管理系統(tǒng)
充分利用三維可視化技術(shù),結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代高新技術(shù),在構(gòu)建水利水電三維地理信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了糯扎渡水電站三維地理信息管理系統(tǒng),為初步實(shí)現(xiàn)數(shù)字糯扎渡奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)可再現(xiàn)糯扎渡樞紐工程實(shí)景實(shí)貌,支持便捷的地形分析、量算,提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、輸出等功能,管理人員可在三維場(chǎng)景中快速掌握庫(kù)區(qū)環(huán)境,快速查詢大壩安全監(jiān)測(cè)信息,信息管理方式實(shí)現(xiàn)了由二維向三維的提升,為提高糯扎渡水電站管理工作效率提供了技術(shù)支撐。