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摘要：目前三维GIS技术已成为地下管线进行科学管理的技术方向，本文基于对三维GIS的深入研究，以skyline为基础平台，采用三层架构体系架构及功能模块化设计，开发出一套功能丰富实用的三维地下管线系统，并对该系统的设计及实现进行了介绍，可为类似管线或其他三维GIS系统设计与开发提供参考。
关键词：三维GIS Skyline 三维管线
一、引言
地下管网是城市的基础，与人们的生活息息相关，有着传输信息、输送能量、用户出行等重要的功能，是城市维持正常运行的基本保障[1]。近年来，随着我国城市化水平不断提高，城市基础设施不断完善，规划和管理逐步规范，土地集约利用也更加得到重视，各种电力、通信电缆等地上架设管线由地上转入地下，地下管线规模日益扩大。由于管线的建设规模不断扩大，使用功能日益复杂，地下空间的开发利用也越发重要，因此，地下管网的规划已成为城市规划管理的重中之重。
如今三维GIS发展迅猛，已成为当前研究的热点，三维GIS是基于三维空间坐标的研究，需要对三维对象及其相关信息进行建模、表示、管理、操作、分析和决策进行研究。由于传统二维管线系统无法直观形象的反映各管线之间的立体空间位置，各大城市开始了对三维管线系统的探索，三维地下管线能够更加直观地反映在交错复杂的条件下各管线之间以及管线与周边地物间的空间位置管线[2]，这是目前管线管理的发展方向。本文采用Skyline作为基础研发平台，开发了一套地下三维管线系统。
二、Skyline平台介绍
目前，三维GIS平台软件有多种类型：国外主流平台有Skyline、Google Earth、World Wind等；国内有SuperMap、EV Globle、CityMaker等。与上述其他平台相比，SkyLine产品系列是一套更加优秀的三维数字地球平台软件。凭借其国际领先的三维数字化显示技术，它可利用海量的遥感航测影像数据、数字高程数据以及其他二三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景。Skyline可以在三维地理信息系统与虚拟现实领域提供从底层引擎到专业应用的全面解决方案，其海量数据处理能力、高级仿真能力效果、数据库驱动、二次开发能力等保持其在同类软件中的领先地位。Skyline产品系列能够为政府部门、企业、专业领域用户提供性能优越、扩展性更好的三维地理信息和虚拟现实应用解决方案，是“数字地球”和“数字城市”建设最佳的基础软件平台之一。
Skyline产品系列已在军事作战指挥、城市规划、城市灾害应急、电子沙盘及地形仿真、电信、遥感测绘、国土、环保、地质、石油化工、房地产、观光旅游等领域获得了广泛的应用。由于它支持海量影像数据、模型数据，并具备流畅的三维浏览体验及三维显示水平，具有对二次开发的良好支持等性能和功能上的优势，本文选择Skyline作为三维管线系统开发的基础平台。
三、系统设计
3.1总体架构设计
本系统建设自下而上可以划分为4个层次，即基础层、数据层、服务层和应用层。总体架构如下图1所示。
1）基础层：是系统运行需要的基础支撑环境，包括基础软件环境、基础硬件环境和网络环境。
2）数据层：为整个平台的运转提供数据支撑，涵盖基础地形数据、三维地理信息数据库、管线专题应用数据库和平台业务数据的数据体系，以及在此基础上形成的数据处理、集成、组织、管理、维护和更新的机制。采用Oracle对象关系型数据库系统及TerraGate数据发布系统，Oracle主要是存储综合管线数据以及三维模型基本信息，TerraGate主要用于发布Skyline地形数据 (MPT)以及三维模型数据(3DML)，以便应用层能够高效的进行访问。
3）服务层：是三维基础平台，包括三维基础软件、三维基础地理信息应用数据请求服务接口和应用集成，为整个平台的运转提供服务支撑[4]。采用Skyline 的组件接口，通过Visual Studio2010 集成开发平台，实现系统业务逻辑，如管线数据生成、展示、分析和操作等功能。
4）应用层：用于完成人机交互和成果输出表达，通过三维基础平台构建的应用系统，依靠基础平台的空间信息服务，开发地下三维管线信息管理、现状成果三维展示、管线抢修应用等功能的应用系统。
观友好，功能使用方便，而且还具有量测管线水平净距和垂直净距、地名定位、显示横纵管线剖面、统计数据和实时开挖等特色功能。该系统将管线资料整理归档，使管线标准统一，便于用户的内部管理及相关部门信息共享。目前，本系统在演示过程中效果良好，能够满足三维管线系统的要求，整个开发过程规范化、系统化，对相关三维GIS管线系统的设计与开发具有较大的参考价值。
参考文献
[1]陈秉政.基于Skyline的三维管线系统的实现[C].现代测绘：第十四届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[A].杭州：上海市测绘学会，江苏省测绘学会，山东省测绘学会等，2012:174~175.
[2]王晓航，宋华，李大海，等.地下管线三维信息测量技术综述及前景展望[J].非开挖技术，2007(2):169-173.
[3]安徽省地下管线探测与数据标准2015:22~24.
[4]裴旭.基于Skyline的机场三维地下管线信息系统开发.测绘工程学报:2015:23~24.
论文作者:马晓霞,郑旭,贺正雄
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/24
标签：管线论文; 数据论文; 基础论文; 系统论文; 地下论文; 平台论文; 功能论文; 《基层建设》2017年第17期论文;