葉桂君

◆摘? 要：目前，隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，地理信息系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個行業(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)展目標之一。城市設(shè)計三維可視化在城市仿真和城市規(guī)劃設(shè)計中有著重要的意義和作用，有助于對城市設(shè)計進行方案分析、評價、比較。本文針對城市設(shè)計中三維可視化關(guān)鍵技術(shù)問題展開研究，結(jié)合實例，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、空間分析研究及布局影響論證等方面的研究與應(yīng)用，有助于國土空間規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展。

◆關(guān)鍵詞：城市設(shè)計;三維可視化;輔助設(shè)計;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)的不斷進步，我國測繪現(xiàn)代化和信息化發(fā)展進入了一個新的階段，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并富有體驗感，當前城市設(shè)計的概念異常火熱，為滿足城市精明增長、精準修補、精細修繕等發(fā)展要求，進一步深化大數(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、生態(tài)等方面的綜合輔助決策功能，我們必須進一步對新技術(shù)的研究應(yīng)用進行投入，以更快、更好的方式應(yīng)用新技術(shù)，提升可視化技術(shù)對國土空間規(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

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

三維可視化運營管控系統(tǒng)是應(yīng)用的核心平臺，基于二、三維地圖引擎，實現(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。平臺共分4個層次，分別為“數(shù)據(jù)層”“業(yè)務(wù)層”“表達層”和“應(yīng)用層”。數(shù)據(jù)層主要進行數(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;表達層主要是平臺的表達形式，包括瀏覽器及手機移動端app;應(yīng)用層主要有三大系統(tǒng)，包括運營管控系統(tǒng)、看景系統(tǒng)及移動應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理

對于大型城市環(huán)境測繪而言，其通過測繪系統(tǒng)得到的應(yīng)用數(shù)據(jù)往往會因此出現(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，測繪技術(shù)人員還可能需要對實際測繪過程所得的大量數(shù)據(jù)資料進行綜合處理以及分析，進而將其綜合用于實際測繪應(yīng)用當中。測繪分析人員在充分利用GIS技術(shù)之后，可以針對測繪數(shù)據(jù)的相關(guān)地理信息建立聯(lián)系，組合成為數(shù)學分析以及模型等。

2.3基于多源信息約束的地質(zhì)體精細化建模

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，實現(xiàn)不同尺度范圍三維地質(zhì)體建模;基于DEM數(shù)據(jù)對地質(zhì)體進行約束，實現(xiàn)三維地質(zhì)體與地上三維模型的無縫銜接;基于地下地理實體外輪廓凸包約束，實現(xiàn)三維地質(zhì)體對管線、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)，實現(xiàn)區(qū)域工程建模的層序統(tǒng)一，約束項目鉆孔數(shù)據(jù)實現(xiàn)項目數(shù)據(jù)精細化建模。建立統(tǒng)一的水平垂直基準，實現(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

平臺方面，在調(diào)研各大三維GIS平臺，總結(jié)其優(yōu)勢與不足的基礎(chǔ)上，研究搭建自主三維GIS平臺，并根據(jù)客戶需求及影旅項目相關(guān)流程和方法，定制景區(qū)可視化管理服務(wù)平臺.建模方面，通過無人機傾斜攝影測量，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平臺中，形成完整的可視化平臺。

3結(jié)束語

城市設(shè)計三維可視化通過三維的方式實現(xiàn)城市級別大場景的漫游瀏覽、多功能信息查詢、設(shè)計方案評選、方案創(chuàng)作及項目評估等功能，輔助城市設(shè)計，為城市決策及適宜性論證提供技術(shù)支撐，提升國土空間規(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)境特點對城市設(shè)計的制約作用;其次針對規(guī)劃需求的城市設(shè)計數(shù)據(jù)標準的建立還需完善細化。

參考文獻

[1]李梅，姜展，姜龍飛，孫振明.三維可視化技術(shù)在智慧礦山領(lǐng)域的研究進展[J].煤炭科學技術(shù)，2021，49（02）：153-162.

[2]劉康.三維可視化技術(shù)在天氣雷達中的應(yīng)用研究[J].電子測試，2019（24）：127-128+126.

[3]易天洋.基于Web的地理信息數(shù)據(jù)三維可視化技術(shù)研究[D].國防科學技術(shù)大學，2015.

[4]牛藝博.基于WebGL的地理信息三維可視化技術(shù)研究[D].蘭州交通大學，2015.

[5]季君，張良.基于三維可視化技術(shù)的“兩沙”海域地理信息管理系統(tǒng)探討[J].海洋開發(fā)與管理，2014，31（11）：66-69.