三维仿真与GIS集成在构建数字城市中的应用论文_乔益龙

三维仿真与GIS集成在构建数字城市中的应用论文_乔益龙

山东海天地理信息工程有限公司 山东烟台 264000

摘要:城市信息化的不断发展,应用三维仿真技术与 GIS 集成构建城市逼真的三维城市显示出了强劲的势头。本文首先说明了数字城市的涵义,然后分析了三维仿真技术及其服务应用,最后探讨了GIS集成在构建数字城市中的应用。

关键词:三维仿真;GIS集成;数字城市;公共服务;城市规划

一、数字城市的涵义

“数字城市”为认识物质城市打开了新的视野,对城市规划、城市建设和城市管理展示出了一系列全新的理念,为调控城市、预测城市、经营城市提供了革命性的手段它是可持续性的、适应性很强的一种方法,是使城市发展改善和调控的强有力的手段,是对传统的城市规划的一个巨大的挑战,为城市的持续性发展提供了强有力的工具。通过“数字城市”能使城市地理、资源、环境、生态、人口、经济、社会等复杂系统数字化、网络化,并虚拟仿真,实现可视化,从而使城市规划具有更高的效率,更丰富的表现手法,更多的信息量,并提高城市建设的时效性,城市管理的有效性,促进城市的可持续发展。

二、三维仿真技术及其服务应用

近年来,随着数字城市概念的提出和快速普及,全国各个城市对建立三维数字城市的需求日渐增加。城市的急剧发展使得城市规划建设已摆在十分显著的位置。

(一)三维仿真规划系统的总体框架

三维规划仿真规划系统总体框架分为三层:数据层、服务层和应用层。其中数据层有三维地理信息系统的全部格式数据,内容包括地形、影像、场景数据等,由City Maker Builder来进行生产维护;服务层是由City Maker Sever进行管理,提供三维场景服务、地形影像、查询分析、矢量数据等服务;最上端为应用层,主要是规划成果的展示和用来辅助规划审批决策。

(二)三维仿真技术在构建数字城市中的服务应用

1、公共服务及便民查询系统

项目开始建设时主要对重点规划项目提供了公众服务,后来在最初的基础上提供更广大范围的公众服务,包括城市多个区域的三维浏览。在规划公示功能上,继续开发符合社会公众服务的新功能,包括:兴趣点查询定位、城市导览、信息发布等。

2、面向政府专网的三维地理信息共享平台

搭建面向政府专网的三维地理信息共享平台,通过三维地理信息共享平台的建设可以为全市各委办局提供三维地理信息服务。该系统以GIS技术为支撑,建立城市基础三维地理信息系统在统一坐标系下对数据共享和交换、互通互联,未来为政府各大职能部门应用系统集成提供支撑平台,实现跨网络、跨系统和跨多元异构数据的信息共享交换与集成整合,实现了城市空间信息展现。

3、建筑资料库管理系统

在三维数字城市的数据基础上,建设建筑资料库,为现状建筑模型添加应急资料信息,包括建筑结构图等图片和文本数据。当发生紧急事件时,通过政务专网的三维地理信息共享平台,可直接访问三维数据,并可调取需要的建筑的应急资料,从而快速获得第一手现场资料,并能够以三维仿真的方式对现场状况进行直观的了解。

建筑资料库的建设,需要对规划竣工的资料成果数据进行规整实现url的访问方式,并在三维地理信息共享平台基础上建设建筑资料库管理系统,实现对建筑资料的录入、查询、统计、管理等功能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

4、城市广告牌辅助管理系统

城市广告牌就是城市的名片。加强城市广告牌的规范管理,对提升城市竞争力、影响力具有重要作用。主要街道上的广告牌要体现城市文化内涵,彰显城市精神,体现城市个性,引领城市未来发展。

通过三维地理信息共享平台,能够把城市的现状建筑以三维数字城市的方式真实再现出来。在此基础上建设城市广告牌管理系统,能够以三维仿真的形式对广告牌进行直观的设置和管理,为城建市政广告管理部门提供新的管理思路和技术手段。

5、三维视频监控系统

三维视频监控系统是在三维虚拟城市的基础上,在能获取公安、交通、城市应急、市容城管、环保监测和社会等视频监控资源的前提下,使全市监控资源全面覆盖城市市区、道路交通、治安卡口、重点企业、居民社区等区域。利用“无线城市”网络资源,形成有线、无线相结合的视频监控体系,将城市监控联网与报警系统向可视化应急指挥调度发展,在预防犯罪和动态控制中发挥预警、应急联动等作用,便于统一指挥。将城市视频监控信息资源系统与全市人口信息资源系统、全市空间地理信息资源系统相结合,通过直观的三维数据场景和视频数据对照,对现场情况能有更为直观的了解。同时三维平台还支持将视频数据流通过方位矫正后,直接投射在地面高精度的影像数据上,实现静态的高精度影像和动态的视频监控数据的集成叠加显示,从而更为直观地表达现场的情况,并为对于突发事件的应急指挥提供更有力的辅助工具。

6、三维规划评审中心

在规划决策系统的基础上,采用多通道投影技术和屏幕采集技术,开发出多通道的大屏幕版三维规划决策支持系统,并建设一个三维规划评审会议室。在该会议室中可以在三通道的投影大屏幕中进行多方案的建筑比对,为规划方案的评审提供直观真实的科学依据。

三、GIS集成在构建数字城市中的应用

(一)交通管理

随着我国城市化进程的加快,机动车保有量的大幅增加,城市交通问题越来越突出。利用GIS进行停车场规划及管理的方法,可以较大提高停车规划和管理的效率,节约成本。GIS已经应用于机动车污染查询、分析和显示的系统,动态地反映机动车的污染状况,为有关部门制定机动车污染控制决策提供相关的技术支持。城区交通噪声数据也能与GIS有机结合,通过构建的模型对未来城市道路交通噪声的污染状况进行预测。在物流配送、公路客运换乘站选址布局、车辆行驶安全、车辆监控调度和BRT规划与监控等方面GIS也有广泛的应用。

(二)垃圾处理

城市人口的急剧膨胀和城市规模的不断扩张使城市垃圾处理已经成为了一大难题。利用地理信息系统技术可以实现:帮助政府更加合理有效地对填埋厂进行选址;决定垃圾桶的位置;优化大城市生活垃圾中转站的选址过程。由于城市环境问题是由人工物流过程与自然物流循环过程的不协调而产生的,为减少不必要的生活垃圾污染、改善城市生活环境,综合分析和处理城市生活垃圾收运过程中收集、运输、中转和处置等各个阶段和方面,达到资源优化配置和垃圾的高效、经济处理也是地理信息系统的一个主要应用方向。

(三)地下管线

地下管线包括给水、排水、燃气、电信、电力、热力、人防、工业管道等几大类,它是城市基础设施的重要组成部分,它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证。应用地理信息技术,可实现地下管网的规划设计、输配管理、图档管理、抢修辅助决策、用户管理及综合查询、统计等功能。各管同相关部门也可实现在各自部门同时查阅管网信息,提高了管网信息利用效率。目前,基于GIS技术应用比较成熟的系统有:天然气输配管网调度监控系统、供水管网地理信息系统、有线电视管理系统、路灯地理信息系统等。

(四)城市规划

城市规划设计是对城市这一地理空间的规划设计,GIS技术能将空间与属性有机结合,因而逐渐成为城市规划中不可或缺的技术与手段。GIS可以对城市规划局或规划国土局对城市规划方面相关信息的进行管理,实现办公自动化;建立不同的分析模型和辅助决策支持系统,对城市某单一或综合性的规划问题进行综合分析评价,以供城市相关主管部门决策参考。不仅如此,基于GIS还可建立不同的预测模型来展现城市的发展方向及规模。

结语

综上,“数字城市”三维仿真平台和GIS集成技术建成以后,将广泛应用于多个行业多个领域,有力的推动数字城市的发展。也将创造出巨大的社会和经济效益,真正为广大人民群众的日常生活提供更加便利、更加现代化的服务。

参考文献:

[1]朱庆.3维GIS技术进展[J].地理信息世界.2011(02)

[2]张治中,陈鹏霄.数字城市三维地理信息系统在武汉江岸地区的实现[J].长江科学院院报.2008(04)

论文作者:乔益龙

论文发表刊物:《基层建设》2016年22期

论文发表时间:2016/12/12

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

三维仿真与GIS集成在构建数字城市中的应用论文_乔益龙
下载Doc文档

猜你喜欢