李濛 何倩 李廣明 王博 李云霞 白楊建

摘要：當(dāng)前，數(shù)字孿生城市已成為各地智慧城市建設(shè)或城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要探索方向。在深入推進(jìn)數(shù)字孿生城市建設(shè)的過程中，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)處理融合、數(shù)據(jù)查詢分析、數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)等提出新的要求，GIS基礎(chǔ)軟件需要不斷修煉“內(nèi)功”，才能支撐構(gòu)建更堅(jiān)實(shí)的時(shí)空數(shù)字底盤。從數(shù)字孿生城市建設(shè)面臨的新要求展開論述，重點(diǎn)介紹了SuperMap三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)在多尺度三維模型構(gòu)建、全方位數(shù)據(jù)深度融合、三維空間計(jì)算與分析、可視化呈現(xiàn)能力等方面的創(chuàng)新進(jìn)展，以及在城市規(guī)劃與管理、數(shù)字園區(qū)運(yùn)維管理、自然資源管理等領(lǐng)域的應(yīng)用，最后總結(jié)了該技術(shù)方法的應(yīng)用價(jià)值和后續(xù)探索方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生城市；三維空間建模；三維空間分析與查詢；多源數(shù)據(jù)融合；可視化呈現(xiàn)；城市規(guī)劃

文章編號(hào) 1673-8985（2023）05-0036-08 中圖分類號(hào) TU984 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

數(shù)字孿生城市是數(shù)字城市的目標(biāo)，也是智慧城市建設(shè)的新高度[1]14。我國自2017年10月提出數(shù)字孿生城市至今，先后經(jīng)歷了2017—2018年的概念培育期、2019年的技術(shù)方案架構(gòu)期、2020年的應(yīng)用場景試點(diǎn)期、2021年的整體性落地建設(shè)探索期，目前正逐步進(jìn)入落地建設(shè)深水期[2]。一方面，國務(wù)院、科技部、住建部、工信部、自然資源部、網(wǎng)信辦及各地方政府先后發(fā)布相關(guān)政策，鼓勵(lì)數(shù)字孿生城市的發(fā)展[3-6]。另一方面，隨著城市化進(jìn)程的加快，交通擁堵、能源短缺、環(huán)境污染等城市問題阻礙著城市居民生活質(zhì)量的提高及社會(huì)的發(fā)展。如何提升城市現(xiàn)代化治理水平，是城市規(guī)劃管理領(lǐng)域一直探索的命題。各地對(duì)“數(shù)字孿生城市”“智慧城市”等規(guī)劃和建設(shè)的需求強(qiáng)烈[7]50。此外，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新型先進(jìn)信息技術(shù)（IT）的發(fā)展，為數(shù)字孿生城市的落地建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐[8]10，[9]19，[10]10。因此，在國家/地方政策、城市建設(shè)需求和全新IT技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，上海、雄安新區(qū)等地積極推動(dòng)數(shù)字孿生城市建設(shè)，其落地效率大幅提升，逐步深入城市全要素表達(dá)、業(yè)務(wù)預(yù)警預(yù)測、場景仿真推演等多個(gè)環(huán)節(jié)[10]3。

數(shù)字孿生城市的實(shí)現(xiàn)需要測繪地理信息、三維建模、物聯(lián)標(biāo)識(shí)感知、可視化渲染，以及云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)支撐 [10]30，[11]49。測繪地理信息技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)城市信息化，提供全時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)與能力支撐。其中，三維地理信息系統(tǒng)（GIS）可通過地理空間感知、地理可視化、地理設(shè)計(jì)、地理決策等地理智慧，整合和分析全時(shí)空城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支撐城市實(shí)景可視化，為城市數(shù)字孿生提供有效的技術(shù)支撐[11]149。但由于新型測繪和三維建模等技術(shù)的飛速發(fā)展，城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的種類愈加豐富、實(shí)時(shí)性越來越強(qiáng)、體量越來越大，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)處理融合、數(shù)據(jù)查詢分析、數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)等方面對(duì)三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)提出新的要求和挑戰(zhàn)[8]30：多源、異構(gòu)、海量城市數(shù)據(jù)的單體化/結(jié)構(gòu)化/語義化表達(dá)及高效存儲(chǔ)；基于新型測繪、物聯(lián)網(wǎng)感知等獲取的城市靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的全方位融合；基于三維空間分析實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行發(fā)展過程的模擬分析；真實(shí)展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界全貌，實(shí)現(xiàn)城市虛擬空間的可視再現(xiàn)。

本文擬從數(shù)字孿生城市建設(shè)面臨的新要求展開論述，重點(diǎn)介紹SuperMap三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)在三維空間建模、海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)管理、三維空間分析與計(jì)算、三維可視化與交互等方面的創(chuàng)新突破，并說明相關(guān)技術(shù)在城市規(guī)劃管理等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，旨在為建設(shè)數(shù)字孿生城市及相關(guān)典型應(yīng)用場景提供三維空間建模和分析的技術(shù)支撐和方法參考。

1 數(shù)字孿生城市建設(shè)新要求

數(shù)字孿生城市致力于通過構(gòu)建城市物理世界、網(wǎng)絡(luò)虛擬空間的一一對(duì)應(yīng)、相互映射、協(xié)同交互的復(fù)雜巨系統(tǒng)，再造一個(gè)與現(xiàn)實(shí)城市匹配、對(duì)應(yīng)的“孿生城市”，以實(shí)現(xiàn)城市全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、城市全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化、城市管理決策協(xié)同化和智能化[1]14。

為實(shí)現(xiàn)城市全要素的數(shù)字化表達(dá)，需要綜合利用航天衛(wèi)星攝影、航空攝影、激光雷達(dá)掃描、傾斜攝影、移動(dòng)測量系統(tǒng)和探地雷達(dá)系統(tǒng)等“空—天—地—地下”數(shù)據(jù)采集方法，大規(guī)?？焖佾@取地形、影像、點(diǎn)云、傾斜攝影三維模型、地下管線、地質(zhì)體等不同類型的空間數(shù)據(jù)[12]；利用傳統(tǒng)三維建模軟件和BIM（Building Information Modeling）建模軟件，構(gòu)建建筑白模、城市精細(xì)模型及BIM等數(shù)據(jù)，來表達(dá)建筑物、構(gòu)筑物、地下管線等要素；還要利用三維GIS技術(shù)來高效存儲(chǔ)和表達(dá)海量多源異構(gòu)三維數(shù)據(jù)。但隨著城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的不斷集成應(yīng)用，需要結(jié)合分布式等技術(shù)來提升海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的性能和擴(kuò)展性，并構(gòu)建更加完善的空間模型體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市建筑、交通網(wǎng)絡(luò)等要素及其語義信息的統(tǒng)一表達(dá)，同時(shí)需要建立高效的數(shù)據(jù)組織方式和合理的空間索引機(jī)制，從而支撐海量空間數(shù)據(jù)的快速調(diào)度。

為更準(zhǔn)確全面地呈現(xiàn)和表達(dá)“孿生城市”，需要具有將城市地理空間數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)、空間媒體數(shù)據(jù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等在統(tǒng)一時(shí)空框架下融合的能力[9]37。這不僅需要將不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全方位整合和統(tǒng)一，還需要利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)海量三維空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，提取城市運(yùn)行規(guī)律和趨勢，為城市規(guī)劃決策提供科學(xué)依據(jù)。其中，軌跡數(shù)據(jù)是指通過北斗定位系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等獲取的交通軌跡數(shù)據(jù)、飛機(jī)航線數(shù)據(jù)、人員移動(dòng)數(shù)據(jù)等；空間媒體數(shù)據(jù)是指帶有地理空間位置信息的文本、圖像、視頻等媒體數(shù)據(jù)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)是指人口空間分析等包含地理空間位置信息的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

為優(yōu)化空間要素布局，支撐城市仿真計(jì)算、動(dòng)態(tài)推演和態(tài)勢預(yù)測，需要具備與三維空間數(shù)據(jù)相關(guān)的計(jì)算、分析、查詢能力[9]40，如布爾運(yùn)算、凸包等三維空間數(shù)據(jù)計(jì)算能力，量算、裁剪、可視域分析等基礎(chǔ)的三維空間分析能力，城市生命線的碰撞檢測、基于孿生空間的淹沒分析等面向具體業(yè)務(wù)需求的三維空間分析能力，從而支持城市規(guī)劃管理、應(yīng)急救援管理等領(lǐng)域在數(shù)字世界進(jìn)行方案評(píng)估、分析、優(yōu)化等，以建立更加高效智能的城市現(xiàn)代化治理體系。

為真實(shí)展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界全貌，實(shí)現(xiàn)城市全運(yùn)行狀態(tài)的可視化，需要利用GPU實(shí)時(shí)渲染技術(shù)、OpenGL、WebGL等，開發(fā)高性能、多終端的三維可視化渲染引擎，真實(shí)展現(xiàn)城市樣貌、自然環(huán)境、城市交通等各種場景，以及實(shí)時(shí)瀏覽和探索城市數(shù)字孿生體；還需要集成增強(qiáng)顯示（VR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）等技術(shù)，使決策者和公眾能夠身臨其境地感知城市的運(yùn)行狀況，提高建設(shè)數(shù)字孿生城市的準(zhǔn)確性和公眾參與度。

2 面向數(shù)字孿生城市的三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)

結(jié)合數(shù)字孿生城市及相關(guān)應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際需求，針對(duì)城市全空間對(duì)象統(tǒng)一表達(dá)難、海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)融合難、面向深度應(yīng)用需求的空間分析功能少、城市場景高真實(shí)感可視化難等技術(shù)難題，SuperMap三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)不斷完善，多尺度三維模型構(gòu)建、全空間多源數(shù)據(jù)高效管理、智能三維空間分析與計(jì)算、高保真三維可視化與交互等多項(xiàng)核心技術(shù)不斷創(chuàng)新。

2.1 多尺度三維模型構(gòu)建

城市全要素?cái)?shù)字化表達(dá)的實(shí)質(zhì)是對(duì)城市物理實(shí)體的三維模型表達(dá)[9]29，全域統(tǒng)一的高精度、精細(xì)化時(shí)空基準(zhǔn)框架是關(guān)鍵基礎(chǔ)，即從宏觀到微觀、從室外到室內(nèi)、從地下到地上，通過多細(xì)節(jié)層級(jí)的三維模型實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界到數(shù)字世界的精準(zhǔn)映射[1]14。因此，三維GIS基礎(chǔ)軟件需要具備空天/地表/地下一體化、室內(nèi)室外一體化、宏觀微觀一體化的全空間表達(dá)能力，以實(shí)現(xiàn)城市全要素的數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化、語義化表達(dá)[13]326，[14]，[15]1041，[16]123。其中，城市全要素的結(jié)構(gòu)化和語義化表達(dá)是進(jìn)行三維空間計(jì)算、查詢和分析，以及空間數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)。這要求模型需要描述對(duì)象的幾何特征、拓?fù)潢P(guān)系、語義特性等信息。

通過在GIS基礎(chǔ)軟件中拓展定義，表達(dá)三維實(shí)體對(duì)象的三維體數(shù)據(jù)模型和表達(dá)道路、管線等三維網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三維網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)不規(guī)則四面體網(wǎng)格（TIM）和體元柵格（Voxel Grid）兩類三維場數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)象、網(wǎng)絡(luò)和場3類空間數(shù)據(jù)概念模型的升維，形成全空間表達(dá)的數(shù)據(jù)模型體系，可支撐城市全空間數(shù)據(jù)的高效管理、計(jì)算和分析。其中，三維體數(shù)據(jù)模型是用于表達(dá)邊界明確、內(nèi)部均值的體狀地物，例如建筑、地質(zhì)體等現(xiàn)實(shí)中存在的對(duì)象或者陰影體等抽象的對(duì)象[16]124，[17]，常采用邊界表示法（Boundary Representation，BR）、實(shí)體幾何構(gòu)造法（Constructive Solid Geometry，CSG）等[13]326來表達(dá)，具有拓?fù)溟]合性、高精度、多細(xì)節(jié)層次（LOD）、實(shí)例化存儲(chǔ)等特性。三維網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型可用于描述對(duì)象之間的連接關(guān)系，是進(jìn)行爆管分析、關(guān)鍵設(shè)施分析、最佳路徑分析等三維網(wǎng)絡(luò)分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。三維場數(shù)據(jù)模型可用于描述空氣污染場、地震場、空中電磁信號(hào)場等空間中連續(xù)的、非均值的空間現(xiàn)象或要素[18]。通過三維體數(shù)據(jù)模型、三維網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型和體元柵格，可表達(dá)城市建筑、地下管線、5G信號(hào)場等城市全空間數(shù)據(jù)（見圖1）。

為實(shí)現(xiàn)各種城市復(fù)雜場景的精細(xì)化、實(shí)時(shí)化、智能化和自動(dòng)化構(gòu)建，提供了規(guī)則化建模、參數(shù)化建模和符號(hào)化建模等能力，可基于點(diǎn)/線/面/拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等城市基礎(chǔ)地理信息實(shí)現(xiàn)大規(guī)模三維模型的快速構(gòu)建。其中，規(guī)則化建模是基于二、三維點(diǎn)/線/面數(shù)據(jù)和拉伸、放樣等規(guī)則建模能力，來快速構(gòu)建建筑等模型對(duì)象。參數(shù)化建模是通過控制體現(xiàn)三維模型幾何特征的變量化參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)批量構(gòu)建建筑白模、巷道、道路等模型對(duì)象[19]。符號(hào)化建模是通過構(gòu)建場景要素三維模型符號(hào)庫，調(diào)用符號(hào)來快速構(gòu)造三維場景，通常是基于二維點(diǎn)/線/面/拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)/線/面/自適應(yīng)管點(diǎn)符號(hào)，來快速構(gòu)建植被、花草、河流、管線等對(duì)象。另外，為滿足大規(guī)模模型數(shù)據(jù)的精細(xì)化、定制化、自動(dòng)化構(gòu)建需求，還提供了豐富的模型運(yùn)算算子（見圖2），通常會(huì)由使用者自主控制場景要素的模型方位、大小、材質(zhì)和紋理等參數(shù)，從而滿足三維模型構(gòu)建過程的交互需求。

城市數(shù)字孿生模型因涉及全生命周期過程，不同物理實(shí)體對(duì)象不論是外觀還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生不確定性變化，需要持續(xù)不斷地迭代更新[15]1044。因此，對(duì)于局部變化大的傾斜攝影三維模型，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的局部動(dòng)態(tài)更新能力，能基于變化信息定向、定點(diǎn)地更新任意范圍的傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)（見圖3）；對(duì)于以對(duì)象化變化為主的城市精細(xì)模型、BIM等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的定向更新能力，能基于變化對(duì)象的包圍盒或標(biāo)識(shí)號(hào)（ID）等信息定向、定點(diǎn)地更新模型數(shù)據(jù)的幾何信息及屬性信息。

2.2 多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的高效管理

構(gòu)建城市數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)有結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化的、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的、地上與地下的、室內(nèi)與室外的、大尺度與精細(xì)化的，實(shí)現(xiàn)“多源”數(shù)據(jù)的精確匹配和深度融合是現(xiàn)實(shí)城市向數(shù)字城市精準(zhǔn)映射的關(guān)鍵[10]28。因此，針對(duì)通過新型基礎(chǔ)測繪技術(shù)、BIM等三維建模技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)獲取的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，提供一種從數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)處理、服務(wù)發(fā)布到多端應(yīng)用的全流程數(shù)據(jù)管理技術(shù)，可將各類場景要素進(jìn)行深度融合，將物聯(lián)感知數(shù)據(jù)與地理實(shí)體建立關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)大范圍城市三維場景完整、精細(xì)的數(shù)字描述，以更好地服務(wù)應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)需求。通過逐頂點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)配準(zhǔn)和數(shù)據(jù)平移、旋轉(zhuǎn)能力，可將多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)系進(jìn)行統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)在地球曲率影響下的數(shù)據(jù)精確匹配。當(dāng)多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)間存在縫隙、重疊、壓蓋等問題時(shí)，可對(duì)BIM數(shù)據(jù)、地形、傾斜攝影三維模型等進(jìn)行壓平、裁剪、挖洞、鑲嵌及設(shè)置緩坡等處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的平滑銜接和紋理自然拼接（見圖4）。

通過傾斜攝影測量和激光雷達(dá)掃描獲取的傾斜攝影三維模型和點(diǎn)云通常不會(huì)將建筑、地面、樹木等地物區(qū)分出來，無法直接進(jìn)行后續(xù)的分析應(yīng)用，因此需要通過切割、重建、矢量疊加等操作處理，將數(shù)據(jù)中的各類地物構(gòu)建為三維獨(dú)立對(duì)象，并實(shí)現(xiàn)各對(duì)象掛接屬性以及屬性查詢與分析等[20]?；谑噶棵姣B加的虛擬動(dòng)態(tài)單體化是最便捷的單體化方法之一，該方法通過將矢量面（地物邊界）動(dòng)態(tài)疊加到傾斜攝影三維模型和點(diǎn)云表面，可實(shí)現(xiàn)二、三維一體化的可視化表達(dá)與對(duì)象化查詢及分析（見圖5）。另外，如何從點(diǎn)云和傾斜攝影三維模型中快速提取應(yīng)用中所需的地物信息是數(shù)據(jù)處理的重要一環(huán)。通過機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，可對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)或半自動(dòng)化分類（見圖6），基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)可從傾斜攝影三維模型自動(dòng)提取地物輪廓，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云和傾斜攝影三維模型的自動(dòng)化處理[21-22]。

隨著三維GIS在設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)等全生命周期中的深化應(yīng)用，BIM與三維GIS的集成與融合成為新的前沿技術(shù)，也是建設(shè)數(shù)字孿生城市的關(guān)鍵技術(shù)之一[23]。為實(shí)現(xiàn)BIM與GIS的深度高效融合，提出一種BIM-GIS數(shù)據(jù)語義映射技術(shù)，采用GIS基礎(chǔ)軟件與BIM軟件直接通信的技術(shù)方法，基于三維體數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)BIM-GIS數(shù)據(jù)的無中轉(zhuǎn)語義映射，可大幅度提高轉(zhuǎn)換效率，減少幾何信息和語義信息丟失，支持多達(dá)數(shù)十種BIM數(shù)據(jù)格式（見圖7）。此外，通過構(gòu)建多細(xì)節(jié)層次（LOD）模型、三角網(wǎng)簡化等幾何輕量化處理，以及對(duì)屬性的輕量化處理，來減少數(shù)據(jù)量，可提高數(shù)據(jù)查詢、分析和可視化的性能。通過實(shí)例化技術(shù)保留BIM模型中的共享單元，實(shí)現(xiàn)BIM構(gòu)件模型復(fù)用，避免數(shù)據(jù)膨脹。

在大規(guī)模多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理方面，普通文件系統(tǒng)能力有限，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫性能不足、可擴(kuò)展性有限，不能滿足海量數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)和快速入庫的需求，需要采用Hadoop等分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理優(yōu)化；在數(shù)據(jù)計(jì)算和空間分析方面，單機(jī)處理算子不能滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)高效率處理的需求，需要將單機(jī)算子改造為分布式算子，以支持多機(jī)的分布式計(jì)算，還可以采用三維數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理（GPA）工具、算子和服務(wù)，搭建多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理業(yè)務(wù)流（見圖8）。

2.3 三維空間計(jì)算、查詢和分析

面對(duì)不同來源、不同格式空間信息的爆炸式增長，通常需要利用空間分析和空間決策工具，對(duì)空間事物和現(xiàn)象進(jìn)行描述和解釋，從而認(rèn)識(shí)和把握地球和社會(huì)的空間運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以進(jìn)行虛擬、科學(xué)預(yù)測和調(diào)控[24]。要實(shí)現(xiàn)城市綜合治理的科學(xué)化、精細(xì)化和智能化，需要以城市數(shù)字孿生體為基礎(chǔ)，在實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)匯聚與管理的基礎(chǔ)上，對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、查詢和分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市現(xiàn)象的仿真和事件態(tài)勢的推演，從而支撐城市問題預(yù)判、解決預(yù)案生成和事后復(fù)盤分析等。

在數(shù)據(jù)層面，針對(duì)采用三維表面模型來表達(dá)的TIN地形、傾斜攝影三維模型和城市精細(xì)模型，以及采用三維體模型來表達(dá)的BIM數(shù)據(jù)等，提供布爾運(yùn)算、裁剪、鑲嵌、挖洞等多種三維空間運(yùn)算能力。在場景層面，提供包括三維空間量算、三維空間查詢、三維緩沖區(qū)分析、可視域分析、淹沒分析、三維網(wǎng)絡(luò)分析等各種復(fù)雜的分析和查詢能力（見圖9）。此外，GPU加速技術(shù)已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用于圖形與非圖形問題[25]，并且隨著高配置圖形硬件門檻的降低，可以將GPU強(qiáng)大的并行運(yùn)算能力應(yīng)用到三維空間分析和查詢技術(shù)中?；贕PU的三維空間分析和空間查詢技術(shù)不僅可以在三維場景中交互地獲取三維空間分析的結(jié)果，并實(shí)時(shí)渲染及輸出三維體對(duì)象，基于分析結(jié)果（三維體對(duì)象）還能進(jìn)一步進(jìn)行基于GPU的三維空間查詢，并實(shí)時(shí)反饋查詢結(jié)果，可支撐大規(guī)模城市三維場景實(shí)時(shí)、交互的分析需求。

2.4 高保真三維可視化與交互

數(shù)字孿生城市的可視化呈現(xiàn)能力不僅要實(shí)現(xiàn)城市全要素內(nèi)容的直觀呈現(xiàn)（既可以渲染宏大開闊的城市大場景，也可以真實(shí)展示城市局部特征），而且要滿足不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景的可視化需求，實(shí)現(xiàn)空間分析過程的可視化、城市歷史演變和預(yù)測變化的可視化、仿真成果和設(shè)計(jì)效果的可視化、城市監(jiān)管決策過程的可視化等，以有效支撐事件和業(yè)務(wù)的事前、事中、事后的全流程可視化。此外，還要滿足面向公眾的輕量化、普適化、多終端的應(yīng)用可視化需求，通過結(jié)合VR、AR、MR、游戲引擎、室內(nèi)導(dǎo)航等，為公眾提供更具交互性、真實(shí)感、沉浸感的三維可視化體驗(yàn)，從而支撐實(shí)現(xiàn)數(shù)字空間和現(xiàn)實(shí)空間的實(shí)時(shí)交互[9]47。

一方面，通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)多層次實(shí)時(shí)渲染呈現(xiàn)城市數(shù)字孿生體的能力（見圖10）?；赪ebGL/WebGPU圖形可視化渲染技術(shù)研發(fā)了Web3D渲染引擎，支持多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)、三維空間分析和查詢，通過粒子系統(tǒng)、基于物理渲染的材質(zhì)（PBR）、卷簾效果以及環(huán)境光遮蔽、屏幕空間反射、泛光、景深等多種后處理特效，實(shí)現(xiàn)在瀏覽器里高真實(shí)感地展示大規(guī)模三維場景，并提供豐富的應(yīng)用程序接口（API），提升用戶的Web開發(fā)及終端訪問體驗(yàn)，滿足各種在線業(yè)務(wù)系統(tǒng)的定制化需求。通過三維GIS與UE/Unity等游戲引擎的深度融合，將GIS基礎(chǔ)軟件的數(shù)據(jù)管理調(diào)度、三維空間分析和查詢等能力與游戲引擎的高真實(shí)感場景表現(xiàn)能力緊密結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)物理世界全貌的真實(shí)展現(xiàn)及基于此的空間分析計(jì)算，能有效支撐對(duì)渲染要求高的電子沙盤、規(guī)劃展覽等應(yīng)用?；赩R技術(shù)，可模擬與現(xiàn)實(shí)世界相差無幾的虛擬世界，提供更具沉浸感、交互性的三維體驗(yàn)；基于AR技術(shù)，可將虛擬的數(shù)字化信息與真實(shí)世界相互疊加，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“增強(qiáng)”；基于MR技術(shù)，可將現(xiàn)實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境相互混合，實(shí)現(xiàn)物理對(duì)象和數(shù)字對(duì)象在可視化環(huán)境中的共存及實(shí)時(shí)互動(dòng)。

另一方面，面向數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度較高的三維場景實(shí)時(shí)繪制需求，通過高效的數(shù)據(jù)組織方法將多源異構(gòu)數(shù)據(jù)有效地管理起來，并根據(jù)數(shù)據(jù)的地理分布建立合理的空間索引機(jī)制，進(jìn)而快速調(diào)度和查詢大規(guī)模三維場景中任意范圍的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)海量三維數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高效可視化[26]。目前，針對(duì)使用場景不同，可采用四叉樹、八叉樹、R樹等對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間劃分，通過LOD、實(shí)例化及金字塔數(shù)據(jù)組織等多種技術(shù)手段，形成高效的數(shù)據(jù)輸入/輸出機(jī)制、數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制、可見性判斷算法等，以實(shí)現(xiàn)海量三維空間數(shù)據(jù)的高效渲染；還可通過頂層重建、幾何壓縮、紋理壓縮等技術(shù)手段來縮減數(shù)據(jù)量大小，提升海量數(shù)據(jù)傳輸和加載速度，進(jìn)一步提升用戶的三維可視化體驗(yàn)。

此外，為實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)三維數(shù)據(jù)共享與多端應(yīng)用，提出一種空間三維模型瓦片數(shù)據(jù)格式及配套的服務(wù)接口[27-28]，通過將傾斜攝影三維模型、點(diǎn)云、BIM、二/三維矢量、建筑白模、地質(zhì)體、三維場等不同來源、不同格式的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自定義二進(jìn)制格式的瓦片數(shù)據(jù)，可以規(guī)避后續(xù)處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的繁瑣步驟，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)在移動(dòng)端、桌面端、Web端、游戲引擎等多端的共享與互操作。

3 典型應(yīng)用場景

3.1 服務(wù)城市規(guī)劃與管理

數(shù)字孿生城市是城市建設(shè)發(fā)展運(yùn)營中的切實(shí)要求，在構(gòu)建地上地下一體化，反映城市運(yùn)行發(fā)展?fàn)顟B(tài)，為城市規(guī)劃與管理提供支撐等方面發(fā)揮著越來越重要的作用[7]51。通過多尺度三維模型構(gòu)建技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字孿生模型的快速構(gòu)建，并基于多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)高效管理技術(shù)，集成融合城市多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，包含地理矢量數(shù)據(jù)、點(diǎn)云、傾斜攝影三維模型、城市精模數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及城市各業(yè)務(wù)涉及的物聯(lián)感知信息和城市綜合信息等資源，可實(shí)現(xiàn)對(duì)城市宏觀、中觀、微觀場景的數(shù)字化表達(dá)，對(duì)空氣質(zhì)量、交通和建筑設(shè)計(jì)等進(jìn)行更真實(shí)的模擬?；谌S空間查詢、紅線檢測、控高分析、天際線分析、日照分析等能力，識(shí)別城市運(yùn)行規(guī)律，使得規(guī)劃者可以評(píng)估不同規(guī)劃管理方案的影響，并優(yōu)化城市布局和資源配置，為改善和優(yōu)化城市規(guī)劃和管理提供有效的引導(dǎo)（見圖11）?；赩R/AR/MR交互技術(shù)，構(gòu)建交互式可視化環(huán)境，有助于公眾參與城市規(guī)劃和管理決策；基于Web3D引擎和游戲引擎等，實(shí)現(xiàn)三維高保真可視化，形象全面地展示城市全貌、方案設(shè)計(jì)、建設(shè)過程、運(yùn)行情況等，可提升城市規(guī)劃和管理過程中的多方參與效率。

3.2 支撐數(shù)字園區(qū)運(yùn)維管理

在數(shù)字孿生城市這一先行概念的引導(dǎo)下，“數(shù)字孿生園區(qū)”理念也進(jìn)入公眾視野。數(shù)字孿生園區(qū)是數(shù)字孿生城市的重要表現(xiàn)形態(tài)，其體系結(jié)構(gòu)與發(fā)展模式是數(shù)字孿生城市在一個(gè)小區(qū)域范圍內(nèi)的縮影，既反映了數(shù)字孿生城市的主要體系模式與發(fā)展特征，又具備了不同于數(shù)字孿生城市發(fā)展模式的獨(dú)特性[8]85。通過合理布局供水、供電、供氣、通信、道路等配套設(shè)施，將3D GIS與BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)結(jié)合，可加強(qiáng)園區(qū)各類資源的整合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)信息的及時(shí)感知、傳遞和處理，提升數(shù)字園區(qū)的建設(shè)、運(yùn)營、服務(wù)和管理能力。例如，面向數(shù)字園區(qū)運(yùn)維與管理（見圖12），通過多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)高效管理技術(shù)，能整合園區(qū)各領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)地形、影像、二維點(diǎn)線面數(shù)據(jù)、三維點(diǎn)線面數(shù)據(jù)、BIM、傾斜攝影三維模型、城市精細(xì)模型、IoT數(shù)據(jù)、人口、規(guī)劃項(xiàng)目數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的匯聚、融合、入庫與更新，從而提供權(quán)威、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底圖；通過裁剪、屬性查詢、量算、通視分析等功能，實(shí)現(xiàn)園區(qū)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分層展示、園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的可視化巡查瀏覽、園區(qū)設(shè)備的快速定位和屬性信息查詢等，有效支撐了對(duì)園區(qū)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、安防、能耗等管理領(lǐng)域關(guān)鍵指標(biāo)的綜合監(jiān)測分析；基于VR/AR/MR交互技術(shù)、Web3D引擎和游戲引擎等，能以多視角、多維度的方式實(shí)現(xiàn)園區(qū)各類型數(shù)據(jù)資源的真實(shí)呈現(xiàn)，不僅能宏觀呈現(xiàn)園區(qū)特色、產(chǎn)業(yè)布局、交通優(yōu)勢，還能對(duì)園區(qū)內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)的數(shù)量、地理空間分布、規(guī)模、供水、能耗等信息進(jìn)行可視化監(jiān)測，并且通過集成視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等還能對(duì)園區(qū)的環(huán)境溫濕度、空氣質(zhì)量等進(jìn)行可視化監(jiān)測，有效提升數(shù)字孿生園區(qū)在企業(yè)能耗監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)管等方面的運(yùn)維管理效率。

3.3 服務(wù)自然資源智慧管理

城市自然資源是數(shù)字孿生城市建設(shè)的空間基底[8]29?；跀?shù)字孿生技術(shù)和三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)的自然資源管理，在時(shí)空信息可視化的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)實(shí)空間和數(shù)字空間的深度交互和映射聯(lián)系，能滿足自然資源二、三維一體化的綜合管理需求，實(shí)現(xiàn)自然資源全要素的數(shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)的實(shí)時(shí)化和可視化、自然資源管理決策的協(xié)同化和智能化，有效提升自然資源調(diào)查監(jiān)測、國土空間保護(hù)與合理利用、礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)等綜合管理效能。例如，在自然資源調(diào)查監(jiān)測方面，利用全空間表達(dá)的數(shù)據(jù)模型體系可以構(gòu)建數(shù)字孿生國土空間，直觀表達(dá)地形、地貌、地物等數(shù)據(jù)，從而反映自然地理格局和自然資源狀況；利用多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)高效管理技術(shù)可以將三維地形、專題地圖層、城市精細(xì)模型等數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建全要素三維可視化場景，實(shí)現(xiàn)土地、礦藏、水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂等分布在地下、地表和地上等不同維度的多種空間自然資源的精細(xì)化管理；利用地形坡度坡向分析、淹沒分析、三維空間查詢、量測等能力，可以直觀地分析、測量和查詢各種自然資源分布情況，為宜農(nóng)資源分級(jí)、耕地等級(jí)調(diào)查、森林病蟲害監(jiān)測、林草濕地監(jiān)測評(píng)價(jià)等提供科學(xué)決策依據(jù)；基于Web3D引擎和游戲引擎等，實(shí)現(xiàn)三維高保真可視化，能生動(dòng)、形象地再現(xiàn)地形地貌，直觀、立體、真實(shí)展示特定范圍的山、水、林、田、湖、草、沙等重點(diǎn)自然資源分布情況，更加直觀地對(duì)河流、森林、草原、濕地、灘涂等所有自然生態(tài)空間進(jìn)行清晰界定，從而有效提升自然資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測的效率。

4 結(jié)語

本文從數(shù)字孿生城市建設(shè)新要求出發(fā)，闡述了面向要求的SuperMap三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)在多尺度三維模型構(gòu)建、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)高效管理、三維空間分析與計(jì)算、三維可視化與交互等方面的創(chuàng)新。通過典型應(yīng)用場景說明了該技術(shù)能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃管理、數(shù)字園區(qū)運(yùn)營管理、自然資源智慧管理等應(yīng)用提供技術(shù)支撐。例如，全空間數(shù)據(jù)模型體系可支撐實(shí)現(xiàn)城市、園區(qū)以及自然資源等全要素的數(shù)字化表達(dá)；多源異構(gòu)數(shù)據(jù)高效管理技術(shù)能支撐實(shí)現(xiàn)城市、園區(qū)、自然資源的各類數(shù)據(jù)的匯聚、融合、更新；智能三維空間分析與計(jì)算能力可為城市規(guī)劃管理、園區(qū)運(yùn)維管理、自然資源管理過程中各類問題的分析判斷提供科學(xué)決策依據(jù)；高保真三維可視化與交互技術(shù)可支撐實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃管理、園區(qū)運(yùn)維管理、自然資源管理的全流程可視化。

后續(xù)需進(jìn)一步發(fā)展和完善三維GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)，不斷結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，融合BIM引擎、游戲引擎等，使三維空間建模、多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)管理、三維空間分析計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)向更智能化的方向演進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的智能化感知和分析，從而推動(dòng)實(shí)現(xiàn)城市模擬仿真推演、智慧城市自我優(yōu)化運(yùn)行等能力。

參考文獻(xiàn) References

[1]李德仁. 數(shù)字孿生城市，智慧城市建設(shè)的新高度[J]. 中國勘察設(shè)計(jì)，2020（10）：13-14.

LI Deren. Digital twin city， new height of smart city construction[J]. China Engineering Consulting， 2020（10）： 13-14.

[2]中國信息通信研究院. 數(shù)字孿生城市研究報(bào)告（2021年）[R]. 2021.

China Academy of Information and Communica-tions Technology. Digital twin cities research report （2021）[R]. 2021.

[3]新華網(wǎng). 中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要[EB/OL]. （2021-03-13）[2023-08-16]. http：//www.xinhuanet.com/fortunepro/2021-03/13/c_1127205564.htm.

Xinghua Net. The outline of the 14th Five-Year Plan （2021-2025） for national economic and social development and the long-range objectives through the year 2035[EB/OL]. （2021-03-13） [2023-08-16]. http：//www.xinhuanet.com/fortunepro/2021-03/13/c_1127205564.htm.

[4]中華人民共和國中央人民政府. 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知：國發(fā)〔2021〕29號(hào)[EB/OL]. （2022-01-12）[2023-08-16]. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-01/12/content_5667817.htm.

The Central People's Government of the People's Republic of China. Notice of the 14th five-year digital economy development plan issued by the state council[EB/OL]. （2022-01-12） [2023-08-16]. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-01/12/content_5667817.htm.

[5]中華人民共和國科技部，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 科技部 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)《“十四五”城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》的通知：國科發(fā)社〔2022〕320號(hào)[EB/OL]. （2022-12-06）[2023-08-16]. https：//www.most.gov.cn/xxgk/xinxifenlei/fdzdgknr/fgzc/gfxwj/gfxwj2022/202212/t20221206_183776.html.

Ministry of Science and Technology of the People's Republic of China， Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China. Notice of The "14th Five-Year Plan" Special Plan for Urbanization and Urban?Development Science and Technology Innovation issued by the Ministry of Science and Technology and the Ministry of Housing and Urban-Rural Development[EB/OL]. （2022-12-06） [2023-08-16]. https：//www.most.gov.cn/xxgk/xinxifenlei/fdzdgknr/fgzc/gfxwj/gfxwj2022/202212/t20221206_183776.html.

[6]中華人民共和國自然資源部. 自然資源部辦公廳關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國建設(shè)的通知：自然資辦發(fā)〔2022〕7號(hào)[EB/OL]. （2022-02-24）[2023-08-16]. http：//gi.mnr.gov.cn/202202/t20220225_2729401.html.

Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China. Notice of the general office of the ministry of natural resources on comprehensively promoting real-scene 3D construction of China[EB/OL]. （2022-02-24） [2023-08-16]. http：//gi.mnr.gov.cn/202202/t20220225_2729401.html.

[7]鮑巧玲，楊滔，黃奇晴，等. 數(shù)字孿生城市導(dǎo)向下的智慧規(guī)建管規(guī)則體系構(gòu)建——以雄安新區(qū)規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺(tái)為例[J]. 城市發(fā)展研究，2021，28（8）：50-55，106.

BAO Qiaoling， YANG Tao， HUANG Qiqing， et al. The construction of smart planning， construction and management rule system guided by digital twin city： with the BIM planning， construction and management platform of Xiong'an New Area as an example[J]. Urban Development Studies， 2021， 28（8）： 50-55， 106.

[8]中國信息通信研究院. 數(shù)字孿生城市研究報(bào)告（2019年）[R]. 2019.

China Academy of Information and Communica-tions Technology. Digital twin cities research report （2019）[R]. 2019.

[9]中國信息通信研究院. 數(shù)字孿生城市研究報(bào)告（2020年）[R]. 2020.

China Academy of Information and Communica-tions Technology. Digital twin cities research report （2020）[R]. 2020.

[10]中國信息通信研究院. 數(shù)字孿生城市研究報(bào)告（2022年）[R]. 2022.

China Academy of Information and Communica-tions Technology. Digital twin cities research report （2022）[R]. 2022.

[11]張新長，李少英，周啟鳴，等. 建設(shè)數(shù)字孿生城市的邏輯與創(chuàng)新思考[J]. 測繪科學(xué)，2021，46（3）：147-152，168.

ZHANG Xinchang， LI Shaoying， ZHOU Qiming， et al. The rationale and innovative thinking of building digital twin city[J]. Science of Surveying and Mapping， 2021， 46（3）： 147-152， 168.

[12]顧建祥，楊必勝，董震，等. 面向數(shù)字孿生城市的智能化全息測繪[J]. 測繪通報(bào)，2020（6）：134-140.

GU Jianxiang， YANG Bisheng， DONG Zhen， et al. Intelligent perfect-information surveying and?mapping for digital twin cities[J]. Bulletin of Surveying and Mapping， 2020（6）： 134-140.

[13]李清泉，李德仁. 三維空間數(shù)據(jù)模型集成的概念框架研究[J]. 測繪學(xué)報(bào)，1998，27（4）：325-330.

LI Qingquan， LI Deren. Research on the conceptual frame of the integration of 3D spatial data model[J]. Acta Geodaetica et Cartgraphica Sinica， 1998， 27（4）： 325-330.

[14]朱慶. 三維GIS技術(shù)進(jìn)展[J]. 地理信息世界，2011，9（2）：25-27，33.

ZHU Qing. Technical progress of three dimensional GIS[J]. Geomatics World， 2011， 9（2）： 25-27， 33.

[15]朱慶，張利國，丁雨淋，等. 從實(shí)景三維建模到數(shù)字孿生建模[J]. 測繪學(xué)報(bào)，2022，51（6）：1040-1049.

ZHU Qing， ZHANG Liguo， DING Yulin， et al. From real 3D modeling to digital twin modeling[J]. Acta Geodaetica et Cartgraphica Sinica， 2022， 51（6）： 1040-1049.

[16]蔡文文，馮振華，周芹，等. 面向數(shù)字化城市設(shè)計(jì)的三維GIS關(guān)鍵技術(shù)[J]. 地理信息世界，2019，26（3）：122-127.

CAI Wenwen， FENG Zhenhua， ZHOU Qin， et al. Key technologies of the three dimensional geographic information system （3D GIS） for digital city design[J]. Geomatics World， 2019， 26（3）： 122-127.

[17]蔡文文，王少華，鐘耳順，等. BIM與SuperMap GIS數(shù)據(jù)集成技術(shù)[J]. 地理信息世界，2018，25（1）：120-124，129.

CAI Wenwen， WANG Shaohua， ZHONG Ershun， et al. Data integration technology of BIM and SuperMap GIS[J]. Geomatics World， 2018， 25（1）： 120-124， 129.

[18]宋關(guān)福，鐘耳順，周芹，等. 通用三維GIS場數(shù)據(jù)模型研究與實(shí)踐[J]. 測繪地理信息，2020，45（2）：1-7.

SONG Guanfu， ZHONG Ershun， ZHOU Qin， et al. Research and practice on general 3D field data model in GIS[J]. Journal of Geomatics， 2020， 45（2）： 1-7.

[19]湯圣君，張葉廷，許偉平，等. 三維GIS中的參數(shù)化建模方法[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2014，39（9）：1086-1090，1097.

TANG Shengjun， ZHANG Yeting， XU Weiping， et al. Parametric modeling method in three-dimensional GIS[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University， 2014， 39（9）： 1086-1090， 1097.

[20]王勇，郝曉燕，李穎. 基于傾斜攝影的三維模型單體化方法研究[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2018，54（3）：178-183.

WANG Yong， HAO Xiaoyan， LI Ying. Study of method for achieving 3D model to be single based on oblique photogrammetry image[J]. Computer Engineering and Applications， 2018， 54（3）： 178-183.

[21]王文娜，張弓，吳侃，等. 三維建筑模型單體化的深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J]. 測繪通報(bào)，2022，549（12）：14-18，23.

WANG Wenna， ZHANG Gong， WU Kan， et al. Realize building monomerization of 3D model based on deep learning[J]. Bulletin of Surveying and Mapping， 2022， 549（12）： 14-18， 23.

[22]景莊偉，管海燕，臧玉府，等. 基于深度學(xué)習(xí)的點(diǎn)云語義分割研究綜述[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索，2021，15（1）：1-26.

JING Zhuangwei， GUAN Haiyan， ZANG Yufu， et al. Survey of point cloud semantic segmentation based on deep learning[J]. Journal of Frontiers of Computer Science and Technology， 2021， 15（1）： 1-26.

[23]武鵬飛，劉玉身，譚毅，等. GIS與BIM融合的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J]. 測繪與空間地理信息，2019，42（1）：1-6.

WU Pengfei， LIU Yushen， TAN Yi， et al. Advances and trends of integration between GIS and BIM[J]. Geomatics & Spatial Information Technology， 2019， 42（1）： 1-6.

[24]劉耀林. 從空間分析到空間決策的思考[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2007（11）：1050-1055.

LIU Yaolin. Thinking from spatial analysis to spatial decision making[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University， 2007（11）： 1050-1055.

[25]翟巍. 三維GIS中大規(guī)模場景數(shù)據(jù)獲取、組織及調(diào)度方法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 大連：大連理工大學(xué)，2003.

ZHAI Wei. Research and implementation of large scale scene data acquisition， organization and scheduling in 3D GIS[D]. Dalian： Dalian University of Technology， 2003.

[26]宋關(guān)福，鐘耳順，吳志峰，等. 新一代GIS基礎(chǔ)軟件的四大關(guān)鍵技術(shù)[J]. 測繪地理信息，2019，44（1）：1-8.

SONG Guanfu， ZHONG Ershun， WU Zhifeng， et al. Four key technologies of the next generation GIS platform[J]. Journal of Geomatics， 2019， 44（1）： 1-8.

[27]中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì). 空間三維模型數(shù)據(jù)格式：T/CAGIS 1—2019[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2019.

China Association for Geospatial Industry and Sciences. Data format for spatial 3D model： T/CAGIS 1—2019[S]. Beijing： Standards Press of China， 2019.

[28]中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì). 空間三維模型數(shù)據(jù)服務(wù)接口：T/CAGIS 2—2020[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2020.

China Association for Geospatial Industry and Sciences. Service API for spatial 3D model data： T/CAGIS 2—2020[S]. Beijing： Standards Press of China， 2020.