基于Skyline的城市规划管理系统设计探究

柴 博

（陕西地建土地勘测规划设计院有限责任公司，陕西西安 710075）

1 系统分析

1.1 区域需求

在此系统内，对遥感技术、三维技术以及地理信息技术同城市规划管理实现融合，构建多技术和一体化城市规划管理的平台。此系统最终的用户是城市规划的领域专家以及城市的规划管理相关部门人员。为了对二维化规划的信息成果实现有效应用，且以三维的场景效果对规划工作提供依据，系统需要具备二维、三维一体化的功能。

此系统将规划项目作为逻辑单元部分，呈现出独立性的业务特点，在每个项目内具备多个类型方案内容，且每个方案内，规划性的图层以及三维化的场景都在其中呈现，所有的软件功能在每一个规划的方案中都可以实现应用。使用系统期间，要求实现对项目方案达到有效管理的目的，需要数据流程尽量与规划管理的业务处理中数据流程保持一致。

1.2 系统的开发平台实施分析

对系统进行研发的过程中，需要的支撑环境和平台主要包括Skyline的开发平台、GIS的开发平台类型以及OSG的开放化图形库、数据库的管理系统等。在系统开发过程中，使用C#语言，此编程语言直接面向对象，不仅保留了C、C++语言的强大功能，还对一些复杂的特性实现去除，如去除了宏和模板，且不允许多重继承的要求。

系统性能目标如表1所示。

表1 系统性能的目标

2 系统总体架构的设计分析

2.1 整体体系结构组成

此系统运行期间，支撑的数据较多，主要包括DEM的高程、DOM的正射影像、三维的模型、shape的图层和纹理图片等数据类型。系统内包含较多模块，三维模块占据主体，功能可以划分为二维地图的管理、三维城市的规划管理两个模块。

（1）二维。

二维地图的模块实现对传统系统中GIS的功能有效保留，且此系统对二维、三维功能实现了结合，达到二维地图与三维场景衔接与互动的目的。在此二维地图的模块内，针对二维化规划的成果数据实施展示，便于其他人员对相关数据进行更新。二维地图为三维的场景的产生提供依据，使用中用户能够借助二维图对区域实现任意选择，查看对应的区域三维场景。

（2）三维。

三维的GIS是系统的核心部分，此部分要求能够展示与漫游三维模型，针对城市的规划实现三维场景条件下空间条件的分析，如日照、视线等。在此分析功能的实现中，主要借助逻辑层内三维空间的分析模型。

城市的规划过程呈现动态化特点，应对方案场景进行调整与修改，需要为方案设计人员提供模型交互和控制的接口功能。对规划成果进行输出的过程中，可通过多媒体相关设备对其相关成果实现全面性和直观化的展示效果。

2.2 系统数据文件的体系结构分析

在三维城市的建设中，会产生和用到大量数据文件，数据文件涉及的范围十分广泛，如地形构建、模型导入等，还包括全局性项目的文件以及方案文件等。

2.3 性能设计

为了确保系统稳定有效运行，需要系统具备良好性能，因此在设计中应做好对系统性能目标的确定和设计。在此系统性能设计中，主要围绕安全性、正确性和可靠性等方面进行目标制定，且依据此类目标对系统实施开发。

3 系统功能的结构设计和功能实现

3.1 二、三维联动

对主程序内分别进行skyline的三维化窗口以及arcgis的地图窗口嵌入，使用此类窗口后，能够以统一形式实现相关配置文件的读取。在操作和使用此类窗口期间，针对相应文件可以采取“写”操作的功能做好相关信息的记录工作，借助另一窗口内“读操作”的功能，做好对相关写入信息的读取和阅读。配置文件包括的信息较多，如观察点位置的坐标以及高度等相关信息。

在二维数据相关的操作中，主要以数据库为基础，借助二维化GIS的功能，通过Mapcontrol对shp的文件实现调用，通过C#语言对名称、坐标等相应匹配的程序实施编写处理，构建一种二维化、三维化信息衔接与互动机制，使二维和三维实现GIS的联动效果。

3.2 三维功能

系统中主要包括基础化操作、规划辅助分析、对规划方案的审批、成果展示4个部分。基础操作部分主要对二维图层进行管理，对三维化的场景实现漫游，对三维化的空间进行查询、统计等。在规划辅助分析部分，主要对相关指标、控高、日照和通视进行分析。在规划方案的审批部分，主要根据实际情况对模型实施调整，对方案进行对比，并实现对方案的合理管理。在成果展示部分，主要以录制漫游路径、多媒体动态效果、图片图案等方式实现展示。

（1）系统主界面。

系统界面内，左上方位置的功能设置能够对二维操作、三维操作实施切换；正上方的区域内，能够对系统各个不同的功能依据实际需求进行合理选择；窗口左侧区域范围主要涉及工具箱、图层管理的列表等相关内容；窗体的中央区域范围主要对图形进行显示和呈现。

（2）三维场景的漫游和场景缩放处理。

借助程序的功能对鼠标状态转变成漫游模式类型，此时以鼠标左键进行移动操作，就能够完成浏览位置的调整，以中键点击能够调整和改变视角的高度，或借助键盘上下、左右键对场景实现漫游。此漫游功能便于用户对整体的地表、地物实现身临其境体验，通过点击地物信息，使用户能够快速漫游到选择的地物，且可对漫游路径提前设置，依据漫游路径对三维的场景进行直观感受。使用鼠标能够对三维的场景实现放缩处理，便于对重点的地物仔细观察和整提场景的概览。

（3）空间分析。

在空间分析中主要借助面积测算和空间的量测等手段对空间数据内隐含的信息进行提取，提供城市规划管理决策依据。以鼠标点击操作，点击第一点位置，得知其坐标、高度等相关信息，再对下一点实施点击，能够去除此点位置的坐标、高度等相关信息。使用水平测量功能时，在完成下一步的操作中高度值的获取后，与上一步得到高度值的情况进行对比分析，若下一步点位置的高度超过了上一步点的位置实际高度，需要进行高度值的赋给处理，否则相反处理。借助递归循环的对比处理方法，将全部点的高度情况和状态通过一个水平面内实现有效变换与体现。测量空间的过程中，通过三维坐标对两点的空间距离实施计算；测算面积时，基于系列点实际坐标判断是否自交，自交则无法计算面积。

（4）通视分析。

借助辅助规划的模块，以指定点对区域的范围内通视面积实现测算，判断点对点是否通视，展示通视的分析效果，便于城市的规划管理人员掌握通视情况，对规划起到辅助作用。

在实际操作中，以鼠标点击两点，获取两点间实际的空间线，且在地形上实现投影，再划分为若干等份，结合等分点位置具体地形高度以及建筑高度的总和，将起点、终点的高度与空间线各空间的高度进行对比，判断是否通视。

（5）控高分析。

通过对控高进行分析，便于城市的规划人员协调空间需求和高层建筑物空间布局的关系。鼠标对点单击能够获取此点坐标，将其作为控高的中心点，借助参数面板获取控高的高度以及半径参数，以坐标点信息查询的数据库获取区域中建筑物的属性高度，再以循环比较获取地面内点的半径范围全部建筑高度，与提供的控高参数进行对比，并显示超过控高面的相关建筑。

4 结语

综上所述，借助信息科技技术能够有效提升城市规划管理的水平，文章基于Skyline来对城市规划管理系统进行设计，详细介绍各个方面的功能，为相关工作的研发和使用具提供参考。