三维基础地理信息系统论文

三维基础地理信息系统论文（共10篇）

三维基础地理信息系统论文 篇1

传统的城市规划工作借助二维设计图、效果图来表达设计意图,城市的空间要素主要以线框形式表示。二维地理信息系统技术(GIS)在城市规划设计与分析中已经得到了较深入的应用,它将各种规划数据进行叠加、融合,并运用各种分析工具进行综合的地理分析,成为规划工作的有力工具。但是,在规划设计与分析工作中,多维空间信息需要形象的可视化表达,平面的、二维的模式已经不能完全满足工作需要。

城市三维基础地理信息系统是应用测绘、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、计算机仿真和网络等技术,以数字正射影像图、数字高程模型、城市三维精细模型为基础信息数据建立起来的地理信息系统。它将三维可视化、三维分析的作用提高到了整个地理信息系统的核心地位,不仅具有强大的三维可视化能力,同时具有强大的计算分析能力。因此,面向城市规划,对三维基础地理信息系统进行深度专业应用,对改变传统城市规划模式,促进城市合理规划,实现城市可持续性发展具有重要意义。

1 城市三维基础地理信息系统在城市规划中应用的意义

1.1 为规划提供直观、完整的城市基础地理信息数据资料

三维地理信息系统具有直观性强、信息负荷大、内容丰富、操作简单等特点。利用其独有三维可视化功能,可快速实现城市三维景观的实时再现,实现信息查询、统计、对象的空间分析等功能,为城市相关部门提供基于三维立体景观可视化和空间分析的基础平台,为城市规划提供直观、准确、现势性强的基础资料,提升规划设计、决策和城市管理的水平,服务于城市建设发展。

1.2 提高决策的科学性

为管理部门和相关领导对城市规划、建设、管理的重大问题论证和决策提供详实、准确的分析数据和优化方案。城市总体规划、详细规划、重点工程选址、规划委员会进行规划设计方案评审、棚户区改造、全市建设项目动态管理等都可以利用系统进行整体分析决策,而不需要实地勘察,而且能从系统中获取实地勘察不能获取的信息。

1.3 提高规划工作的可参与性

系统采用仿真技术展示规划设计成果,实现传统设计手段难以达到的形象直观的视觉效果,降低了专业门槛,为非规划专业的人员了解和品评规划成果、参与规划监督提供平台,为公众更深入地理解规划成果,参与规划工作提供了有利条件。

2 徐州市三维基础地理信息系统建设

2.1 系统总体框架

徐州市三维基础地理信息系统系统以0.072m高分辨率数字航空影像为数据源,Uniscope三维可视化软件为基础平台。集成了高分辨率真正射影像、高精度数字高程模型(DEM)、高仿真三维城市模型、城市大比例尺地形图、地下管线等多源数据,采用了数字摄影测量技术、真正射影像制作技术及先进的计算机网络技术,构建了共享型城市基础地理信息服务平台,实现了城市二、三维空间信息的一体化联动。系统的总体框架如图1所示。

2.2 系统数据

系统的数据分为四个层次:

(1)主城区0.072m分辨率真正射影像、DEM来源全市0.6m分辨率快鸟正射影像与高精度DEM叠加生成的三维影像。

(2)城市建筑物、城市部件及部分建筑物内部的精细三维模型。

(3)三维模型属性信息和用于查询定位的矢量数据。

(4)可供系统连接调入使用的徐州市基础地理信息系统数据库和徐州市综合管线数据库。

2.3 系统特点

2.3.1 系统性能

系统采用LINUX服务器搭建系统服务端,中低端性能的普通PC机作为客户端。多台客户端同时运行,客户端的三维场景调入和渲染速度快速、流畅、稳定,实现浏览无角度限制,渲染效率可以达到25帧/s,搜索效率毫秒级响应,可以满足大面积海量城市三维模型的实时、快速浏览。

2.3.2 系统功能

系统提供空间数据、属性信息搜索、距离量测、面积量测、挖填方分析、水淹分析、最短路径分析、剖面分析、日照分析、通视分析、控高分析、定点观察、方案比选等分析功能,提供路径游览、车行、人行、飞行模式等漫游功能,支持将外部CAD制作的规划设计方案进行导入等功能。

2.3.3 数据精度

本系统所用影像为0.072m分辨率真正射影像,模型数据采用数字摄影测量方法制作,模型精度优于0.5m,同时采用实地采集纹理方法获取模型外观贴图,与现状一致度可达到95%(如图2所示)。

综上,高精度的基础数据、高效率的分析工具以及流畅的可视化浏览平台,成为三维基础地理信息系统在各行业应用的有力保证。

3 城市三维基础地理信息系统在城市规划中的应用

城市规划研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的部署。它要预见并合理地确定城市的发展方向、规模和布局,作好环境预测和评价,协调各方面在发展中的关系,统筹安排各项建设[2]。三维基础地理信息系统辅助城市规划设计与管理的主要特点在于系统以三维为展示方式,对各种城市空间信息进行有效地管理与集成,充分地利用地理信息资源,将现实城市与城市规划方案以动态的形式展示给用户,用户可以非常直观地站在整个城市的角度对不同的规划方案进行客观比较,降低了原有规划方案与整个城市相融合时出现的狭隘性,从而在施工建设前发现设计方案不易发现的缺陷,避免了经济损失。同时,基于网络的共享型城市级三维基础地理信息平台,有利于各部门实现信息共享和综合应用,为其他相关部门提供以及展示规划成果,提高工作效率,减少重复建设带来的资金浪费。

3.1 规划编制中的应用

3.1.1 现状调查与资料收集

三维基础地理信息系统可以集成各种来源的规划数据,同时三维场景中三维模型、纹理、航摄影像涵盖的信息量非常大,可以拥有二维地形图无法提供的视角,从中获取实地勘察不能获取的信息。三维分析的功能可以辅助设计者进行场地分析、地形改造和土方计算等工作,足不出户就可以进行踏勘工作,从一定程度上减少实地调查的工作量和成本,提高了工作效率。

3.1.2 规划控制指标建立

在规划编制过程中,明确地块的各种控制指标是一个重要环节,如历史街区的街景、视线通廊、微波通道、机场净空、高压走廊的限制高度等,这也是规划管理部门实施管理工作的依据,对于地块的建筑控制高度、间距、退让距离等二维或三维的控规指标可以将其形态化,并在基础地理信息系统中管理起来,使管理部门对建筑后退红线、控制高度、景观连续性等进行直观、有效的控制。三维城市的现实场景对于建筑形式、色彩研究、建筑风格等一些指导性指标的规划都可发挥作用,为规划编制提供服务。

3.2 规划管理中的应用

城市规划管理是规划部门对城市规划的编制、审批、实施及有关工作的管理。城市规划编制管理中需要组织城市规划的编制,征求并综合协调各方面的意见,进行规划成果的质量把关、申报和管理;城市规划审批管理要对城市规划文件实行分级审批制度;城市规划实施管理要进行建设用地规划管理、建设工程规划管理和规划实施的监督检查管理等。三维基础地理信息平台在规划管理阶段,可以辅助管理者方便的获取各方面规划信息,方案审查中,可以更全面、迅速、直观地了解规划设计、审查设计理念及指标的合理性。

3.2.1 基础地理信息服务

三维基础地理信息系统采用面向服务架构体系,数据以服务的形式提供,仅需要简单的插件,既可将数据方便地加入各专业子系统(如CAD),利于数据共享。规划局各处室可以通过局域网连接信息中心三维地理信息数据库和二维基础地理信息数据库、综合管线数据库,进行二、三维数据的叠加显示和查询分析。一方面,城市三维模型及城市影像可以直观、生动地再现城市面貌,便于总体浏览、研究城市格局。另一方面,实现二、三维数据联动,与总体规划、详细规划数据叠加显示、分析,管理者可以对三维场景中的城市地物进行属性查询和叠置分析,方便审批和管理,提高工作效率(如图3、图4所示)。

3.2.2 建设项目审查

城市营建具体的建设项目,都需要规划部门审查建设项目的建设位置(包括具体的控制坐标和标高)和技术条件,如建筑物的密度、层数、体型、立面、色调、风格以及同环境的协调关系等有关设计文件。在方案审查过程中,规划管理者可以通过定点观察、方案比选、日照分析、通视分析、控高分析、三维量测等功能方便地得到周边建筑现状,山体、水域等情况。采用三维基础地理信息系统,可实现多视角三维可视化浏览,并通过各种三维分析功能,方便其确定以上需要了解的信息(如图5所示)。

3.3 公众参与

城市规划涉及的交通、土地利用等很多内容都与公众的生活息息相关,有的甚至涉及到切身利益,城市规划决策带来的城市建设状况和城市面貌的改变也是公众都看得见、摸得着的,尤其是百姓维护自身权益的意识越来越强,一旦出现不合理的情况就会有反馈。因此,城市规划具有广泛的社会性。近年来,无论是重大规划、重要建筑项目,还是小区内改建插建、“一书两证”等审批结果规划部门都事先向社会进行公示,征求公众意见,并把这些意见和建议作为今后调整和修改规划的依据之一,从一个侧面体现了城市规划的可参与性。如何加强沟通,使群众以更直观的方式了解规划成果呢?

3.3.1 城市三维规划公示窗口建立

在现有的规划公示平台下,可以以触摸屏或网络为载体,将规划方案的三维模型放入现实城市三维场景中,并提供日照,距离量测,定点观察,规划方案指标查询的功能,将群众关心的信息,如日照、间距、楼高等,以直观形象的方式展示,让群众看得懂、看明白,及时提出监督意见,更深入地参与到规划工作中来。

3.3.2 实例

在徐州市中心医院科研楼的建设过程中,周围居民认为该项目的建设侵犯了其采光权,在三维场景中,通过模拟冬至日日照情况,以及模拟最底层居民家中视野情况,使居民以更直观的方式了解该项目的建设方案,从而打消了疑虑。图6为2009年12月22日东至日上午11点日照情况。

今后,无论是建筑项目还是城市面貌改造、重大规划,都可以将其做成三维场景,接受公众的监督和品评,从而避免了规划工作的狭隘性,提高了规划的科学性。

3.4 三维辅助决策支持

三维地理信息系统集成了丰富的规划信息(矢量图、文字、图片、视频),运用虚拟现实技术展示规划设计成果,实现传统设计手段难以达到的形象直观的视觉效果,降低了专业门槛,为非规划专业的人员了解和品评规划成果提供了平台,在方案审批过程中,使各方面领导能够全面、迅速、直观地了解规划设计,提高规划决策的效率以及科学性。特别是在信息技术快速发展的今天,三维可视化平台的使用,更是为事务繁忙、把握宏观大局的各级领导提供了一个直观便捷、简单实用、功能丰富的操作平台,利用这个平台,他们对自己的辖区一目了然,可随意浏览感兴趣的地区,从不同的角度欣赏城市的建设与发展,从中发现可能存在的问题,如城市布局的合理性、不同建筑风格的协调性等。就像在现场,他们随时可提出自己的建议与想法,供设计与施工部门参考。

3.4.1 方案优选

在规划方案评审会上,通过将报审方案的三维模型加入平台,与现实城市三维模型进行融合,可以观察设计方案与周边建筑的相互关系。可以模拟车、人、飞机等不同视角进行真实直观的分析。对于不同的设计方案,可以同时载入多个场景进行多角度对比,决策者能够直观地判断方案的合理性以及选择最佳设计方案。图7为两种方案的双屏对比效果,图8为该项目与淮海战役烈士纪念塔之间的体量关系比较,图9为驾车沿解放南路行驶时的景观。

3.4.2 方案实时修改

在评审过程中,对于各方面领导与专家对于方案随时提出的意见,通过三维地理信息系统,可以实时调整建筑的高度、材质、色彩等等,新方案的规划指标包括建筑面积计算、容积率计算、建筑密度计算、绿地率等可以被实时计算出来,使得领导的想法可以立即得到实现,从而提高决策的效率以及科学性(如图10所示)。

3.4.3 小品添加

根据各方面专家在评审过程中提出的意见可以实时添加三维基础图元(球、立方体、圆柱、圆锥、多边形柱体)、建筑、路灯、喷泉、树木、设备设施等进行模拟(如图11所示),供设计与施工部门参考。

4 结语

长久以来,海量城市三维数据生产、可视化以及浏览和分析效率等问题没有得到很好的解决,制约着三维基础地理信息系统的广泛应用。通过徐州市三维基础地理信息系统的建设,基本完成了以高分辨率的航空影像为基础,创建具有高精度空间地理信息、真实仿真、分析效率高、扩展性强、人机交互方便的三维地理信息基础平台。在城市规划工作过程中引入三维地理信息技术,能有力地推动城市设计的科学性、规划的合理性、管理的严密性及决策的正确性。以该系统为基础,可进行更大范围的三维场景建设,更广泛地应用于城市数字化管理的诸多领域,促进城市基础空间信息的共享和利用。将三维基础地理信息系统与各行业专业系统进行扩展和融合,推进更深层次的应用是我们今后努力的方向。

本文的形成得益于徐州市规划局信息中心陈东主任的指导,特此感谢。

摘要：城市三维基础地理信息系统采用了先进的测绘技术、GIS技术、计算机技术,利用高分辨率航空像片,建立大面积城市三维模型数据,同时集成各种专业信息,具有高仿真、高精度、网络化、面向共享的特点。在城市规划工作过程中引入三维地理信息技术,可以有力地推动城市设计的科学性、规划的合理性、管理的严密性及决策的正确性。本文以徐州市三维基础地理信息系统建设为例,结合目前实际工作,探讨了三维基础地理信息系统在城市规划中的应用。

关键词：数字城市,三维基础地理信息系统,城市规划

参考文献

[1]朱庆,林珲.数码城市地理信息系统—虚拟城市环境中的三维城市模型初探[M].武汉:武汉大学出版社,2004.

[2]李德华.城市规划原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3]曾忠平,李宗华,赵中元,卢新海.基于三维GIS的城市规划信息系统研究[J].重庆建筑大学学报,2007,29(5):26～30.

[4]刘增良,陈品祥,贾光军,李扬.虚拟现实技术在城市规划管理中的应用研究与实践[J].测绘通报,2010,(5):45～47.

三维基础地理信息系统论文 篇2

基于空间认知的三维地理信息系统研究

从空间信息中更快、更多地获取用户所需信息以辅助完成工作是GIS系统的根本目标.从空间认知的不同模式出发,分析了三维空间可视化的两种趋势;考虑到不同人群认知能力的.差别,对用户进行了具体的分类,结合用户的使用场景与目的并在可视化实现中对比例尺与LOD进行分析,提出了一种适人化三维GIS模型.

作 者：葛磊 武芳 钱海忠 GE Lei WU Fang QIAN Hai-zhong  作者单位：解放军信息工程大学测绘学院,郑州,450052 刊 名：测绘科学  ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)：2007 32(2) 分类号：P208 关键词：空间认知   空间模式   适人化   三维GIS   LOD  

三维基础地理信息系统论文 篇3

【关键词】信息系统；可视化；三维模型

引言

随着系统工程理论和计算机技术的发展，信息管理手段与方法也得到了长足的进步与提高，并在企业管理中发挥了显著的效果，决策者们逐步认识到利用信息管理软件辅助管理、决策是现代化管理的必由之路。因此各式各样的应用软件进入各行各业，大大提高了管理和业务办理效率，为企业的管理节省了大量的人力、物力和时间，也为社会节约了大量的资源。

如今，信息系统已经为人们所依赖，很多业务的办理已经再也离不开信息系统，管理者们的决策更是离不开信息系统的支持，要想做出正确的决策都需要信息系统提供大量的信息数据、统计报表、分析结果等。但目前大多数管理软件对于数据的表达不够形象、具体，而大多领导都是非专业的，要从一大堆专业的数据表格、分析报表中快速获取信息，迅速理解并正确、及时地做出决策是一件十分困难的事情。

因此，利用三维模型技术构建可视化的信息管理系统是非常必要的。所谓可视化，就是在系统中运用图像技术将信息数据转换成形象化的、直观的图形方式展示出来，让用户能够一目了然。

基本思路

实现信息系统中数据信息的图形化表示，首先需要对信息系统所涉及的管理对象进行建模，构建精细化的三维模型，并确定管理对象与三维模型的对应关系，据此关系和业务统计数据调整三维模型的纹理及形态，构建专题模型，达到数据的可视化展示，实现思路主要分为建立模型、数据映射、模型控制三个步骤。

第一步：建立模型

三维模型是物体的三维多边形表示，是利用基本的几何元素（点、线、面、长方体、球体等）通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸等来构建的现实物体的几何形态，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。任何自然界存在的物体都可以用三维模型来表示，可以是现实世界存在的实体，如建筑物、风景、工程设备、交通工具等，也可以是虚构的东西，比如电影、游戏中的人物、场景、资源等。三维模型可以用专门的三维建模工具软件手工制作，也可以按照一定的算法自动生成。作为点、线、面和其它信息数据，三维模型可以以虚拟的方式保存在计算机文件中。

（一）手工绘制三维模型

手工绘制三维模型一般要借助三维图形工具软件，当前比较常见，知名较高的建模工具软件主要有3DMAX，SoftImage，Maya以及AutoCAD等等。它们的共同特点是提供一些基本的几何元素，如点、线、面、立方体、球体等，同时提供一系列几何操作方法，对这些元素进行平移、旋转、拉伸以及布尔运算等来构建复杂的几何图形，一般还内置了许多常用模型构件（树木、房屋、电线杆等等），用户通过选取、拖拉就可以完成比较复杂物体的建模。

（二）参数化自动建模

比较大的物体，比如一个城市、一条公路等，如果采用手工建模，那工程量将是巨大的，采用参数化自动建模将大大缩减建模工作量，所谓参数化建模，就是将比较大实体分解成小模型构件，再将各类构件分解成几何参数（长、宽、高、曲率、曲线方程等）以及颜色、纹理等参数，通过设计或者从已有的设计图纸中获取各类构件参数，由计算机批量创建实体模型。

（三）模型的叠加

将建立好的模型与三维场景（比如高清三维数字地图等）进行叠加、融合，也就是将三维模型构建的物体置于高度仿真的场景中，使三维模型的表现更加真实。模型与场景的叠加需要根据三维模型的坐标、方向、高程等参数信息与场景的坐标、高程等信息进行比对、计算，进行一系列的操作，如对场景地面进行降低或者升高、挖掘或者填补，使模型与场景达到融为一体的视觉效果。

第二步，数据映射

一般信息系统中，业务数据都围绕管理对象发生，比如公路建设管理系统，其中的所有业务数据都是与某个工程实体相关的，将信息系统中管理对象与三维模型或者模型构件进行对应，建立联系，以信息系统管理对象（如工程实体）为桥梁，建立起数据信息与模型的关系，是实现数据信息可视化表示的关键步骤。

因此在建立模型时需要在模型中增加分类、位置或者编号等信息，用以区分每一个模型甚至模型构件。比如公路上的桥梁模型，需要标识每一个桥梁模型的分类（即桥梁）、所在路线、所处的里程桩号等信息；图书馆中的书架模型，需要标识书架所在的房间号、书架的编号、所在层数等等，通过这些标识信息，可以找到确定的某一个或者某个范围内的一批（桥梁或者书架）模型。同时在信息系统数据库或者文件中建立管理对象与模型或者模型部件的关系对应表，比如房地产、公路、铁路等工程建设项目管理系统中，需要建立工程量清单与模型或者部件的对应关系表。通过关系对应表，可以通过工程实体中的项目信息找到对应的工程模型，也可以通过模型找到对应的工程实体，从而建立起模型与业务数据的关联，公路建设工程实体与三维模型的对应关系表示例如下图：

图1：工程对象与模型对应关系示例

第三步，控制模型

绘制的三维模型是物体的设计状态，是静态的，而在信息系统中经常需要表现事物的动态信息或者过程管理信息，比如公路、铁路、房地产等建设信息管理系统，经常需要反映工程的建设进度情况；图书馆管理系统中，需要反映每个书架每本图书的借出、归还状态。因此我们需要根据信息系统中的日常管理数据或者统计分析数据信息以及实体与模型的关系，调整三维模型的贴图、色彩、样式、透明度等控制三维模型的表现形态，达到可视化的数据表现效果。比如，根据图书借、还情况表，将借出的图书调整成透明或者半透明状态；根据工程进度统计表，将完工部分工程对应的模型调整为不透明，将未完成部分对应的模型调整成透明状态，即可形象地表现图书库存情况或者工程的进度状况，从而实现信息数据的三维可视化，

结语

三维基础地理信息系统论文 篇4

在城市规划中应用三维基础地理信息系统, 其内容包括城市测绘、GIS信息系统、GPS定位系统、RS遥感以及网络技术和计算机仿真技术等。在规划过程中, 三维系统应用了诸多系统以数字正射的影像图和数字的高程模型以及城市三维的精细模型作为城市规划的一些基础信息数据, 并与城市的规划、城市土地、城市地下的管线、城市的交信息等充分结合建立的系统就是三维系统。这种系统应用在城市的规划、设计中, 有很多优势不容小觑, 例如系统高精度的空间信息, 还能够对城市的一些大量地理数据进行处理, 应用在城市规划中的效果极为突出, 具有很强的可扩展性能等。也是因为三维系统具备了诸多的优势及特点, 因此, 三位系统在我国城市规划、发展中得以广泛运用, 也为其他行业的应用打下了牢固的基础。

2 城市三维地理信息系统在我国城市规划中的应用

2.1 获取三维数据

第一, 获取三维数据必须借助激光雷达系统来完成, 该系统包括了数码相机以及高精度的惯导系统, 还有GPS的定位系统和激光扫描仪, 这些系统能够确保激光雷达的系统具备数字影像。第二, 通常情况下, 进行测量影像时, 其中近景指的是距离不大于100 m的摄影。这种拍摄影像的方法需要围绕同一个地物, 然后从不同的方向开展拍摄, 使之形成的影像能够具有多层度。第三, 设计建筑规划的图纸, 在建筑规划设计图纸里面包含了所有设计、规划的数据信息, 这种数据信息为建筑物的规划提供了参考, 属于基础数据。第四, 利用所规划城市的大比例尺的地形图, 可以获取该城市二维信息, 而这些信息则包含了建筑物各个角点的平面坐标以及平面轮廓。

2.2 构建城市三维模型

构建城市的三维模型常常采取B/S模式, 利用Web服务器实现终端的使用和连接数据发布的服务器, 与此同时, 在浏览器中可以为用户提供一些查询服务和数据浏览的业务等, 应用三维模型主要包括了:第一, 应用服务功能, 这项功能利用了空间网络的三维数据信息端口, 为使用者提供了使用服务。第二, 功能展示, 该功能大多被用来提供良好截面, 并支持三维系统顺利进行三维数据的信息展示, 然后通过多媒体的屏幕展示出三维建模图形。数据浏览系统提供了很多浏览的方式。如:飞行模式、环视以及绕视、步行模式等。三维空间的分析主要是向三维模型提供空间的量算, 量算的内容包括了三维模型的长度、高度和距离。信息的查询能够对规划的建筑物及其属性进行查询, 若输入了建筑物名称就能够对建筑物进行定位, 亦或者进行建筑的选择等, 另外, 也可以为其他的业务提供可扩展端口, 以便各功能的扩展需求。第三, 数据模块。数据模块是通过地形数据的融合软件, 将高程的数据、遥感影像的数据充分融合成为三维模型之后, 再进行压缩处理, 形成MPT。

2.3 创设三维场景

其一是创建城市的三维地形的场景, 采用数字高程模型以及数字正射影像来进行高精度的城市三维场景的建设, DOM数据和DEM都必须使用image格式, 也可以采用GEOTIFE格式。若采用GEOTIFE格式, 那么GEOTIFE压缩比一定要控制为1∶1, 防止影像的精度受到一定的影响。进行数据预处理以及数据编辑的时候, 一般使用遥感的数据处理, 其中处理内容包括了DOM、DEM的坐标和格式的准确切换。其二, 建筑物的三维模型建筑, 按照城市的实际规划需求, 把三维模型的创建划分成标志性的建筑物模型和建筑物的粗略建模。其中, 进行城市标志性的建筑物模型要借助3ds Max的软件, 然后根据实际的需求选择建筑物, 并用数码相机拍摄建筑物, 然后借助3ds Max的软件创建模型, 使其形成3DS格式的模型。此外, 扩展模块可以把格式转换为X格式, 在标志性建筑物模型建立的过程中, 建模纹理可能减少。对于一些建筑物的粗略建模则通常采取Terra Explorer Pro进行创建, 这种创建模型的技术要按照建筑物实际的情况, 然后勾画建筑物大概的轮廓, 再使用图像处理的软件对数码相机所拍到的建筑物纹理进行处理, 然后粘贴, 最后形成三维模型。这种技术可以按照用户要求进行修改模型, 但是采用这种技术建立的模型, 设计不够精确。

3 结语

总而言之, 在城市化发展越来越快速的今天, 三维系统为我国的城市规划、设计工作带来了诸多便捷, 这些新技术的不断发展改善了我国城市规划空间不足的现象, 对我国城市规划、设计具有重大的意义。如今, 信息空间的不断完善, 使我国数字化的城市发展越加明显, 推动了我国社会经济的发展, 进一步改善了人们生活、工作的空间。

参考文献

[1]黄辉.城市三维模型用于城市规划的可行性及对策探讨[J].江西建材, 2015, 11 (8) :46.

三维基础地理信息系统论文 篇5

车载式三维信息采集系统中多坐标系统转换实现

863课题“近景目标三维测量技术”中,扫描仪极坐标系统如何向当地坐标系统转换是系统急需解决的关键问题之一.课题中涉及到多个坐标系统,本文提出一种多坐标系统转换方法,通过建立起多个坐标系统之间的转换关系,最终实现扫描仪坐标系统向当地坐标系统转换.实验结果表明,转换方法可靠,可满足系统精度要求.

作 者：王冬 卢秀山 WANG Dong LU Xiu-shan 作者单位：山东科技大学,地球信息科学与工程学院测绘科学与工程系,山东青岛,266510刊 名：测绘科学 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：32(4)分类号：P232关键词：车载式三维信息采集系统 多坐标系统转换 站心坐标系统 平台坐标系统

三维基础地理信息系统论文 篇6

辽宁电力勘测设计院三维地理信息系统 (GIS) 研究应用工作组经过不懈努力, 于2010年2月18日实现GIS系统在辽宁公司500kV辽中变到500kV沈南变间送电线路前期工程中的应用。这是大尺度、高精度虚拟三维技术在电网建设方面的首次应用。

辽电设计院应用的GIS系统以0.5米的高分辨率遥感影像数据为基础, 可实现在高精度三维真实地形、地貌虚拟环境下的漫游, 并生成路径断面图, 以估算杆塔总量、变电站土方平衡量、选择线路路径等。辽电设计院GIS研究应用工作组有关负责人表示:“GIS系统在送电线路前期工程中的应用, 将大幅度提高工程设计深度和精度, 为工程清单报价提供重要依据, 使选所、选线更加科学合理, 从而节省工程投资。同时, 还将减少大量的野外踏勘工作, 缩短设计周期。”

2010年2月1日, 辽电设计院成立了包含送电、土建、结构、地质、测绘、信息中心、软件开发等专业技术人员在内的GIS研发攻关小组。13日, 他们首先完成了应用服务器和客户端的软、硬件安装及数据服务器遥感图形数据输入, 实现了数据可视化展现。通过春节期间的紧张工作, 攻关小组最终将GIS系统应用到送电线路前期工程中。

三维基础地理信息系统论文 篇7

要加快“数字中国”的建设步伐, 重点是加快“数字城市”建设步伐, 全面完成全国地级城市以及有条件的县级城市的“数字城市”建设, 为构建“智慧中国”奠定基础。近年来, 国内一些高校、科研机构开始着手数字城市的理论研究和系统开发工作, 并取得一定进展。

汾西矿业集团公司为满足自身的经济建设及发展, 开展了汾西矿业集团公司介休地区基础航空摄影, 获取了基础地理信息的遥感资料, 测制了国家基本比例尺地图、影像图和数字化产品, 建立了新时代背景下的介休地区“数字化”三维地理信息系统, 实现了航空摄影—测绘产品—三维地理信息系统一站式的新时代测绘产业链模式。其中, 测绘为数字城市提供基础数据集, 数字城市则高效、全方位地充分利用了测绘数据并在测绘数据的基础上结合其他地理属性信息。

1 技术路线

1.1 总体技术路线

首先完成矿区E级GPS控制网建立, 再以低空无人机航空摄影方式获取矿区全要素数字地形图 (DLG) 、数字正射影像 (DOM) 、数字地形模型 (DEM) 、城市三维景观模型等空间定位的基本信息数据, 利用Visual Studio.Net作为开发工具、C#作为开发语言, 对当前最先进的虚拟现实三维GIS平台Skyline进行二次开发, 建立介休地区“数字化”三维地理信息系统平台。总的技术路线流程如图1所示。

1.2 技术依据

平面坐标系统采用1980西安坐标系。高程基准采用1985国家高程基准。为了保证汾西矿业集团公司介休地区“数字化”三维地理信息系统构建工程建立在国家统一的测绘基准和测绘系统上, 其成果符合国家测绘产品标准化、规范化的要求, 生产作业执行的有关国家技术标准和规范主要有:《数字城市地理空间信息公共平台技术规范》 (CH/Z 9001-2007) ;《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图航空摄影规范》 (GB/T 6962-2005) ;《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图航空摄影测量外业规范》 (GB/T 7931-2008) ;《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图航空摄影测量内业规范》 (GB/T 7930-2008) ;《城市基础地理信息系统技术规范》 (CJJ 100) ;《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图图式》 (GB/T 20257.1-2007) ;《1∶5 000、1∶10 000地形图图式》 (GB/T 20257.2-2006) ;《全球定位系统 (GPS) 测量规范》 (GB/T 18314-2009) ;《城市三维建模技术规范》 (CJJ_预标准) 。

2 关键技术

2.1 基础地理信息数据获取

近些年来, 低空无人机测绘航空摄影系统实现了低空航空摄影所获取高分辨率影像数据, 经众多科技人员和生产单位的研究与生产实践[5,6,7], 证实这种技术方式能满足区域大比例尺DOM、DEM、DLG数字产品快速生产的需求。采用无人机低空航摄系统进行区域基础地理信息数据获取时, 应注意以下几个方面。

1) 航空摄影影像应清晰、层次丰富、反差适中、彩色色调柔和鲜艳、均匀, 相同地物的色彩基本一致。太阳高度角的选择应保证阴影不大于2倍。

2) 航摄像片平面控制点和平高控制点相对邻近基础控制点的平面位置中误差应不超过地物点平面位置中误差的1/5;高程控制点和平高控制点相对邻近基础控制点的高程中误差应不大于1/10等高距。

3) 外业调绘采用先室内判读、立体测图, 后野外检核和调查, 再室内修改和补充调绘的方法。严格依据实际地形地貌地物, 走到、看到、量到、问清、绘准, 判读准确, 描绘清楚, 符号运用恰当, 各种注记准确无误。

2.2 三维建模技术

三维建模采用的软件是美国欧特克公司的三维建模软件3 ds max 2012, 建模方式为建筑物外表面的几何结构建模, 用模型和贴图表现大量的实体几何结构。

根据测区1∶1 000地形图和1∶5 000地形图进行模型大小及位置定位, 将CAD电子图导入3ds max, 在线划图的基础上对建筑物、道路、街块等重新描绘, 最后再利用描好的轮廓线立体建模。

三维模型包括地形模型、建筑模型、交通设施模型、绿化模型以及其他模型等, 各类模型按照表现细节的不同可分为LOD1、LOD2、LOD3、LOD4四个细节层次, 按照表1的规定确定。

其中, 对不同细节层次地形模型的规定如下: (1) 地形模型LOD1应为反映地形起伏特征的几何模型。 (2) 地形模型LOD2应为反映地形起伏特征和地表影像的模型。 (3) 地形模型LOD3应为反映地形起伏特征、地表形态及其影像的模型。 (4) 地形模型LOD4应为逼真反映地形起伏特征和地表形态的模型。

3 成果评价

3.1 三维模型评价

建筑模型均为精细模型, 其基底轮廓线使用1∶1 000比例尺地形图中建筑物的基底轮廓线直接生成, 并与地形图保持一致。其立体屋顶、凹凸的阳台、一楼突出门厅等几何结构均用几何实体表现, 能精确反映建筑的立面、屋顶结构形式等细节。

精细模型使用的纹理材质均与建筑外观保持一致, 可实际反映出纹理的实际图案、颜色、透明度等, 可区别出砖、木头、玻璃等不同质地。纹理中没有包含建模物体以外的物体。

标准模型中使用的纹理的图案、颜色等均与建筑外观一致。可准确表现建筑物的几何实体结构, 部分实体结构被忽略但不影响建筑物的真实性。小区居民楼一些小的角顶、凹凸的阳台, 一楼突出的门厅等几何结构采用贴图表现。

3.2 三维地理信息系统评价

介休地区“数字化”三维地理信息系统采用网页形式打开, 经测试该系统在IE8或IE9浏览器中均可正常打开。系统采用流处理方式加载场景模型, 经过反复测试, 场景模型的块流出宽度为1 200 m左右, 在视点小于3 500 m时显示场景模型, 模型由远到近时显示不同精度的纹理, 当视点小于100 m时显示最清晰的纹理。

系统可实现360°全方位自由漫游, 可通过鼠标滚轮实现前进后退和旋转视角, 也可通过键盘快捷键来控制漫游。系统在正常使用时会占用大量电脑资源, 但不会有系统崩溃等内存溢出问题, 可正常持久运行。

系统界面及部分场景如图2、图3所示。

4 结语

数字化是一种先进的生产力, 如“数字北京”“数字太原”“数字奥运”等都会提升整体的城市形象及国家形象, 汾西矿业集团公司介休地区数字化标志着汾西矿业集团公司新时代的形象, 标志着汾西矿业集团公司的精神文明和物质文明的建设走在了信息化时代的前端。在当前阶段所实现的介休地区“数字化”三维地理信息系统, 可作为企业内员工和社会各界人士对汾西矿业集团公司进行了解的平台和汾西矿业集团公司对外的企业名片, 为企业的管理和发展提供了革命性的手段。

但是, 现有成果仍然有很多不足之处, 应做更进一步的研究工作, 具体如下。

1) 在现有成果的基础上, 加入各种地面监控等硬件设备的实时信息, 建立一个完善的三维地面监管系统。

2) 并入煤炭集团下属各煤矿企业的地面、地下三维系统, 最终建立一个包括地面信息、煤层、巷道、井下运输、供电、通风、防尘、避灾路线、抗灾路线、生产调度、监测监控、安全管理、设备管理等信息层的三维空间信息管理平台。

3) 结合地下管线、规划、土地、绿化、道路、环境、经济、开发、房地产、人口、商业、工矿企业、电讯、电力等所关心的信息, 建立数据库, 进而建立各种信息管理系统和监控与决策系统, 如综合市情系统, 企业规划系统、配电管理系统、土地管理系统等等。

参考文献

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[4]叶建设, 李学军, 王林旭, 等.数字城市应用研究与关键技术[J].系统仿真学报, 2006, 18 (增刊1) :147-153.

[5]王志豪, 刘萍.无人机航摄系统大比例尺测图试验分析[J].测绘通报.2011 (7) :18-20.

[6]杨瑞奇, 孙健, 张勇.基于无人机数字航摄系统的快速测绘[J].遥感信息.2010 (3) :108-111.

三维城市规划信息系统建设研究 篇8

城市规划一直是对三维可视化技术需求最为迫切的领域之一, 随着“数字城市”建设的深入发展和科学技术的不断进步, 城市规划对城市空间信息化应用的需求越来越高, 传统的二维数字地图已经不能满足现阶段城市规划及管理的需求。因此各地都把建设三维城市规划信息系统作为提高城市规划及管理水平的重大战略措施。

1 相关技术研究现状

当前, 一个三维“数字城市”建设的热潮已经悄然兴起, 北京、上海、武汉、重庆、哈尔滨等城市相继提出了三维“数字城市”建设规划, 目前已经开始应用于规划方案展示、三维报建、项目宣传、招商引资等工作中, 并且发挥了重要的作用。

沈阳市于2008年开展了此技术的研究, 通过三年的探索与研究目前已建设完成了近100平方公里现状与规划重点地区的三维模型, 该系统也逐步在一些规划项目中得到了应用。随着三维模型建设范围的不断括大, 该系统在规划设计、规划管理中的应用将会发挥出更重要的作用。

2 系统建设现阶段的主要问题

近年来, 三维数字城市的建设在我国发展十分迅速, 各个城市已由研究阶段开始进入了实施阶段。尽管许多城市都积极开展了城市三维信息平台及相关数据库的建设工作, 但目前仍然有很多问题有待解决, 主要有以下几个方面:

2.1 三维数字城市系统的理论框架

目前二维地理信息系统的理论框架比较完善, 但是对于三维数字城市系统的理论框架研究各城市尚未形成一致的意见, 缺乏完整统一的理论基础。

2.2 数据的标准化

数据标准化是信息系统建设、应用及维护的根本, 是数据生产和共享的前提, 目前各地还缺乏统一的数据标准。

2.3 数据的采集与处理

系统数据的来源多种多样, 来自社会各个领域各个部门, 并且以多种的数据格式存在。数据来源的多元异构性使得数据融合的操作非常困难, 也增大了数据处理的复杂度。

2.4 城市三维数据的更新与维护问题

城市建设直接导致城市空间数据的变化, 因此城市三维数据的更新不仅需要技术手段, 更需要从管理手段方面着手, 建立更新维护的工作机制。

3 系统建设内容

3.1 系统研究内容

三维城市规划信息系统主要是建立一个城市空间信息与规划信息高效集成的城市三维模拟平台, 将城市地理、地籍、规划、人口、经济、社会等复杂信息以该系统为载体, 并虚拟仿真, 实现可视化。提供在三维可视化环境中的信息查询、统计和分析, 为各级领导决策提供支持。它是“数字城市”建设的基础框架, 通过该系统的建立, 能更好满足城市建设发展的需要, 提高城市规划管理信息化的水平以及规划局各项工作的效率, 更好地为城市建设服务, 为领导决策服务。

3.2 系统关键问题解决办法

3.2.1 建立系统总体框架结构

通过对国内其他城市相关系统的考察, 同时结合自身的工作特点确立沈阳三维城市规划信息系统的理论框架 (如图1) 。系统主要包括数据库、系统功能、系统应用三个部分。

3.2.2 制定系统标准化体系

三维城市规划信息系统的建设是一项涉及面广、技术新, 工作量大的系统工程, 在系统建设过程中, 必须采用分步实施、稳步推进的策略。在分步建设的过程中, 必须有统一的规范和标准, 才能保证系统的一致性。系统标准化体系在整个系统的建设中起着决定性作用, 它决定了整个系统的应用前景、后续拓展以及与其他系统的兼容性。系统标准主要包括两个方面:

1) 数据标准

系统标准化体系的核心是数据的标准化和规范化, 数据标准包括数据分类与编码标准、数据生产规范、数据质量控制标准。

2) 业务应用标准

业务应用标准是贯穿规划部门所有业务、各种数据以及业务流程的规范和约束, 是在系统建设基础上所形成的业务规则和管理标准。

3.2.3 规范数据采集与处理流程

针对数据采集与处理的各个环节都制定相应的规范, 包括收集和整理特定比例尺的测绘资料;野外实地调绘各类地物空间与属性信息;采集相关地物的纹理影像;现状立面拍摄等都要有相关标准控制。

3.2.4 建立城市三维数据的更新与维护机制

城市的改造与建设都将对系统数据产生影响, 系统三维数据的维护与更新需要与项目的建设审批和验收紧密结合, 需要建审和验收部门及时反馈项目信息和资料, 这样才能保持该系统的现势性。

3.3 系统主要功能

本系统主要是为规划审批、领导决策、规划方案设计提供辅助作用, 系统的主要功能分为四部分:

3.3.1 实现城市空间漫游

沈阳三维城市规划信息系统中的三维数据包括现状三维数据和规划三维数据, 所有的三维数据都要严格遵照地形图、现状照片、规划条件, 并按照真实尺度进行制作。因此在该系统中可以真地实感受城市空间, 全方位、多角度在场景中漫游, 真实地看到规划方案建成效果。这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。运用该系统可以快速导出效果图和动画视频文件, 解决以往表现手段的弊端, 这一功能将是对传统表现手段的一次革新。

3.3.2 规划分析

运用该系统可对多个方案进行多屏对比分析, 可以从不同角度、不同的方位同时观察多个规划方案, 比较不同方案对城市景观、周边建筑的影响, 以直观的方式评估各个方案的优缺点。

3.3.3 辅助规划管理与决策

运用该系统规划师与规划管理者在有准确坐标的三维城市空间中, 论证规划、景观与建筑设计方案的可行性, 通过对方案建成前后进行描绘, 这样就可以减少甚至杜绝实际建成效果与设计意图偏差很大的情况。

3.3.4 完善城市规划信息系统

通过该系统可以把城市所有的三维数据统一的整合起来, 并且把城市的信息以三维数据为载体加载到该系统中, 同时该系统支持信息的快速查找功能。

3.3.5 展示规划成果与城市形象

系统建成后可以在规划展示馆及互联网向市民展示城市建设的成果和公示重大城市建设项目, 本系统将成为展示城市形象和宣传城市的重要窗口。

4 系统在城市规划中应用实践

该系统提供了准确的城市空间信息, 包括现状建筑、规划建筑、道路系统、绿化等信息。因此我们可以利用该系统进行项目现状调研、现状情况分析、分析规划方案对周边环境的影响等。目前该系统已在城市规划、景观设计、交通规划、辅助审批、规划展示馆等工作中得到极大的应用。

案例一:太原街地区战略规划与城市设计 (现状与规划方案对比)

案例二:金廊沿线绿化景观规划 (改造前后对比)

案例三:沈阳市城市规划展示馆数字沙盘影院 (展示城市建设成果)

5 结语

三维城市规划信息系统的建设将会大大提高规划项目的评估质量, 提供了全新的城市规划、建设和管理的调控手段, 使沈阳城市的规划与建设具有更高的效率。该系统将为认识城市打开了新的视野, 经济效益和社会效益潜力巨大, 必将大大地加速城市科技和城市文明的进程, 推动城市的发展。该系统的建设是一项长期的工作, 需要大量的人力、物力和财力的投入, 随着系统的不断完善, 怎样将该系统广泛的应用于城市其他部门中成为下一阶段新的挑战。

参考文献

[1]李成名, 王纪周, 马照婷.数字城市三维地理空间框架原理与方法[M].科学出版社, 2008.

[2]宋小冬, 叶嘉安, 钮心毅.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].2版.科学出版社, 2010.

[3]詹庆明.城市规划中的空间地理信息与决策支持[M].武汉大学出版社, 2009.

三维基础地理信息系统论文 篇9

当前科学技术迅速发展,很多先进的技术被应用到我们的工作当做,提高了我们的工作生产效率。在公安系统中,地理信息系统就得到了越来越普遍的应用,并发挥出关键的功效。在公安业务的开展中,地理信息系统多被应用于指挥工作的开展以及巡逻任务的完成,除此之外,刑事案件侦破,人口调查,治安管理,维持交通、警署保卫工作以及反对恐怖组织等工作也对地理信息系统有了越来越多的需要,通过将这些工作开展的相关讯息附加在该系统中,能够提升公安部门的工作效率以及工作所取得的效果[1]。传统的警用地理信息系统都是建立在二维平面矢量地图和影像地图的基础上,已经越来越不能满足公安系统的信息化的要求。这是由于二维地理信息系统从根本上来说是作用在抽象符号基础上的,它本身有着不易改变的不足,无法带给人们真实的感觉[2]。二维地理信息系统把周边的生活环境及一切事物都通过抽象符号转换成简易的二维模式,这样一来它一定是无法满足三维事物的展现需求。而三维地理信息系统对真实环境的体现更加的写实,更加可以带给我们真正的感官体验,它通过立体的形式为我们带来现实的三维空间,更加有利于工作的开展[3]。三维警用地理信息管理系统(3DPGgis)是在计算机上实现三维地理信息与人口、场所、案事件等公安业务数据库信息有机结合的管理系统。

2 研究主要内容及关键技术

2.1 研究主要内容

研究如何将APl技术应用到系统当中,选择B/S的架构方式构造公安三维地理信息系统。使得这种系统可以将实际的环境通过三维的形式更加生动写实的展示出来,且将所得信息输入合并到之前的二维系统内,同时结合公安业务开展的实际需要进行新功能的研发。

2.2 关键技术

2.2.1 三维地形数据集构成

通常情况下,三维地形数据集是指包含数字高程模型(DEM)的地形数据集。3DMAX中的三维地形数据集是一种融合遥感影像、数字高程模型以及各种矢量地图的数据集,是进行三维场景浏览的基础数据,需要利用Arc Gis系列软件中的TB软件来创建。TB是创建可在产品中TE Pr0显示的带精确地理坐标、具有照片实景效果的三维地形数据集(*.mpt)的软件。该软件能够实现不同分辨率、不同格式的遥感影像、数字高程模型以及各种矢量地理数据的融合与叠加,迅速方便地创建海量三维地形数据集[4]。利用TB创建三维地形数据集的流程图如图1所示:

新建工程影像融合生成影像金字塔影像预处理生成三维地形数据三维地形构建流程ARCGIS。

Arc Gis产品中的TG是用于网络发布三维地形数据(*.mpt或*.tbp)的软件,为地形可视化提供了一种强大的网络数据服务器技术。即使在低带宽的情况下也能够进行最优化,实时传送3D地理地形数据,支持同时向多客户传送三维地球数据。通过TE Pr0与其连接,TG能够实现将具有地理坐标的三维地形数据集发布在基于网络的应用程序中[5]。同时,TG是基于网络无缝可变带宽的,不受连通性的中断而影响。当地形数据以低分辨率被用户所接收,用户就能够开始进行三维显示,而不用等到所有的数据集都传输完毕。这项技术的突破为用户展示了无缝的三维图像[6]。

2.2.2 三维建筑模型优化处理

LOD是被应用在三维模型当中的一种先进的技术,它能够在保持三维影像质量不受改变的情况下,将一些无关的景物进行排查忽略,这样一来三维影像所显示的画面更加简洁,能够有效提升绘制算法的开展效率。这一项技术能够针对一个事物构造很多模型,这些模型精细程度不同,结合起来观察能够得到更好的效果。在远距离观察一个事物的时候,就选择构造精细程度比较低的模型来开展下一步的绘制工作;在近距离观察一个事物的时候,就选择构造精细度程度比较高的模型来开展下一步的绘制工作。

很明显,通过该项技术在系统当中的应用可以更好的精简复杂的场景。这样不仅可以确保原有的场景质量不受改变,同时还可以提升场景的绘制速率,使得地理信息系统的实时性得到完善[7,8]。

3 系统功能概述

3.1 三维地图操作模块

该模块中主要提供地图的显示控制操作(如图层的显示控制、地图的缩放等),地图量算、二三维地图切换等功能。

3.2 三口一房管理模块

三口一房管理主要指对常住人口、暂住人口、重点对象和出租房屋户的管理。数据信息实时自动比对进入虚拟房间,可通过平台地图逐级进入“房间”,房间内的人口分别以常口、暂口、人户分离、重点高危对象和出租房屋户等不同类型显示,实现了“以图管房”、“以房管人”和“以房找人”。

3.3 警力部署模块

在三维地图上可以清晰看到派出所、警务室、卡口查报站的分布,在浏览网站时,可以明确区警力部署;网吧、旅馆及重点部位的标注。

系统给出了派出所精确的三维地理信息,用于标志所管辖的区域及联系方式。对于公众而言,可以快速找到本区域所管辖派出所,给老百姓带来及大的方便。同时一旦出现突发事件给相关部门决策带来极大的方便,提供大量空间数据信息,这是二维地理信息系统无法比拟的。

3.4 预案模块

采用GIS技术综合案件发展的时序特征和空间变化特征,制作案件动态演变预案,对于作战指挥起到辅佐作用如:进攻路线,警车,控制区,消防设备,疏散路线……等等。

3.5 警情分析模块

警情分析用来对接到的报警信息进行分析,主要功能包括:阶段报警数量专题分析;警情类别分析;警情“三高”(高发案时间、高发案地区、高发案类型)分析;警力投向与刑事发案对比叠加分析;按派出所辖区统计;按案发时间统计等功能。

3.6 后台模块化管理

后台管理维护模块主要是为管理人员提供系统维护和管理上的支持。主要功能包括对系统用户的管理、地图平台的维护、数据更新管理、系统日志管理、性能监控和数据的备份及还原等。

除此以外,API接口开放和系统二次开发系统开放主要的API接口,便于三维警用地理信息系统后期的二次开发和扩展。由于目前社会经济和公安业务飞速发展,因此要求系统应具有良好的动态性与可扩展性,通过开放API接口,进行二次来发,并能够依据实际工作情况作一定程度的动态修改、扩充和调整,并保证调整前后应用过渡的平稳性,能以零编码实现扩展[9]。

API是一组作为应用程序呼叫某个功能与服务的函数。程序设计师可依据API函数撰写程序,让操作系统或某个程序激活某个程序以执行特定的功能,本系统开放基于Web浏览器的API接口。采用通用的Java Script脚本函数接口,方便进行基于三维地图的二次开发,预留接口与其他系统结合,如:三台合一系统、GPS系统等。

4 系统特点

4.1 核心价值

1)以图强基:加强了基层民警对管理对象的信息掌握度,实现了公安基础工作可视化管理。

2)以图指挥:以更科学、更直观的方式指挥警力调度,辅助领导决策。

3)以图预警:通过对案(事)件的时间和空间分析,判断案情的发展趋势,科学制定工作措施,指导基层打防控。

4)以图作战:直观的三维地图上实现警力资源的最佳配置和部署,制作更灵活、更直观、更准确的作战方案。

5)以图预案:利用三维电子地图制定重大活动保卫预案以及对重要警卫线路进行管理。

4.2 平台共享

三维警用地理信息系统在开始设计的时候,就是一个通用的、共享的系统,可以服务于公共安全的其他部门,减少资源浪费,避免重复建设。

5 结论

三维警用地理信息系统作为集实有人口管理、场所管理、案(事)件管理、指挥调度、监控管理、机构辖区管理和公共资源管理等多种功能于一身的信息化高科技载体,将在不断开发应用中日趋完善、成熟,在实践中不断丰富“基础信息化、信息基础化”的深刻内涵,真正实现在情报信息主导下公安基层基础工作的新跨越。

摘要：目前公安已建成了多个基于二维地理信息系统业务的应用管理系统,如实有人口信息管理系统、应急联动系统、社会治安反恐系统等,然而二维在表现形式上缺失了三维空间信息。主要研究基于GML(Geography Markup Language)三维地理空间数据在公安业务实践中应用,同时也阐述如何得出三维空间相关数据和主要的技术,同时结合公安部门业务实践所需对其功能设计及其特点进行介绍。

关键词：公安,二维地理信息系统,三维空间信息,GML,空间数据

参考文献

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[8]孙美玲,李永树.GIS环境下空间数据多尺度特征及其关键问题探讨[J].四川测绘,2002(4).

三维基础地理信息系统论文 篇10

河南黄河治黄防汛工作的主要信息通信手段目前以河南黄河通信专网为主, 少量公网租用为辅, 由微波、一点多址微波、无线接入系统、移动通信、程控交换、部分光缆、卫星通信等多种通信手段组成的综合通信网, 是河南治黄防汛工作的主要通信手段, 也是全河通信网的重要组成部分, 担负着为防汛、抢险、水调、视频会议、电子政务、防洪工程信息化等等各项治黄业务提供信息数据传输的重任, 多年来为黄河防汛指挥调度及日常治黄工作提供专项信息通信服务。基本形成了省、市、县三级信息通信综合网络, 覆盖了河南境内6个市级河务局、28个县级河务局以及沿河两岸重要险工、险段及涵闸300余处。

对于河南通信网络资源的整体管理而言, 基本上还停留在手工管理为主、计算机管理为辅的水平上, 而且有关通信资源管理各自为政, 没有有机结合、统一管理;线路设计、网络优化也采用人工测绘和图纸管理的方式。如何加强河南黄河通信资源和设备的管理, 提高管理水平, 更好地为黄河防汛提供有效的通信支撑, 成为黄河通信事业的迫切课题。

二、三维地理信息系统的选型

Skyline软件是利用航空影像、卫星遥感数据、高程数据和其它的二维或三维模型等信息源, 包括GIS数据集层等创建的一个交互式环境。它能够允许用户快速的融合数据、更新数据库, 并且有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术。Skyline软件系列产品为网络和非网络环境提供了一个三维交互世界的窗口。以下的工作流程能够指导你在本地或网络环境下进行基本数据生成, 数据传输, 数据可视化和数据分析等。产品能够分离开或根据用户需求进行用户化的特殊定制。因此, 选用Skyline的三维GIS平台, 能更好的实现黄河通信资源管理, 并具有很好的升级扩展能力。

三、项目的研究内容

1、首先搭建一套基于Skyline的三维地理信息平台, 使用卫星影像、高程数据等基础地理信息数据对河南黄河全河段进行建模。2、根据我局信息传输网、交换网络的实际情况, 对微波站点、通信线路、交换站点等通信资源进行基础地理信息的采集、分类。3、根据通信资源的不同类别, 在三维GIS平台上进行批量建模, 实现河南黄河通信资源的可视化管理, 更好的为黄河防汛提供通信保障能力。

通过对河南黄河通信资源基础地理信息的采集、整理、分类, 以Skyline的三维地理信息系统为平台, 建成一套河南黄河通信资源三维GIS模型, 以便实现通信资源的可视化管理, 为黄河防汛通信保障提供更为方便有效的管理手段。

四、项目建设目的

根据当前黄河通信网络资源管理的实际需求, 采用Skyline的三维地理信息平台, 建立河南黄河通信的传输资源、交换资源的三维GIS模型, 实现以下目标:

1、真实、直观地再现微波站点、通信线路、信息交换站点、地表信息和建筑物等的三维景观。

2、可以实时浏览、检索、查询各个信息点的基本信息, 管理整个河南黄河通信设施的庞大基础数据, 包含设备信息, 无线覆盖范围, 有线线路路径, 以及地理信息等数据。

3、为决策者提供多种分析处理工具并生成各种专题图纸, 以便决策者进行分析、决策。

五、项目功能需求

1、三维GIS的基本功能:可以对地图进行无级放大、缩小, 通过图层控制可在地图上新建、删除基本点、线、面、建筑物等实体模型, 并进行标识和属性设置, 可以控制各类模型的叠放顺序、显示隐藏状态、显示风格, 可以根据需要输出专题图纸。真实再现通信网所在环境以及线路、微波、交换站点的分布情况, 通过三维自由飞行, 实现三维景观浏览, 使通信管理、施工、维护人员可以直观了解通信网现状。

2、为通信网规划、设计人员提供依据:根据三维GI S系统提供的丰富数据, 建立准确的模型, 应用科学的计算方法可以辅助通信网的规划设计, 为通信线路的设计施工和通信网络的优化提供依据。例如, 微波站点的选址, 微波天线的选型、挂高及方向, 设备的功率, 光缆的路由等, 在线路规划中可以自动生成最佳路由图。

3、故障管理:以三维GIS系统为平台, 可以清晰的看到网络运行状态, 根据通信网拓扑关系, 进行通信故障影响范围分析, 通过界定故障点的物理位置, 找出故障点上、下游的所有受影响的线路及站点, 为检修人员提供精确的位置信息, 使通信恢复更为快捷和容易。

4、其他功能:实现通信资料的统一管理和信息共享, 提高对黄河防汛的通信保障能力。在“公专结合、优势互补”的原则上, 为实现与公网更好的合作共享提供便于查看更加直观的资料。

六、结束语

三维地理信息系统在黄河通信管理上的应用具有重要作用, 根据三维GIS技术, 对河南黄河通信网的物理和逻辑资源进行科学合理的管理, 实现对通信网组织和优化, 为决策者和管理部门提供大量的数据分析和专题图纸。随着黄河通信专网的建设, 三维GIS技术的发展, 三维地理信息系统在黄河上将会有更好的应用。

摘要：随着河南黄河通信专网的建设, 网络规模不断扩大, 借助三维地理信息数据进行网络规划、优化和管理已变得越来越重要。本文主要介绍三维地理信息系统在河南黄河通信专网规划、优化和维护中的应用。