地理信息三维可视化技术研究

叶桂君

◆摘  要：目前，随着科学技术的迅猛发展，地理信息系统广泛应用于各个行业领域中。地理信息系统的建设工作已经成为众多企业的发展目标之一。城市设计三维可视化在城市仿真和城市规划设计中有着重要的意义和作用，有助于对城市设计进行方案分析、评价、比较。本文针对城市设计中三维可视化关键技术问题展开研究，结合实例，阐述了关于快速三维建模、基于三维空间的辅助城市设计、空间分析研究及布局影响论证等方面的研究与应用，有助于国土空间规划的可持续发展。

◆关键词：城市设计;三维可视化;辅助设计;空间分析

随着互联网、大数据、空间地理信息技术的不断进步，我国测绘现代化和信息化发展进入了一个新的阶段，即从以地图生产为主的数字化阶段转向以地理信息服务为主的信息化阶段。三维展示的效果也更加真实并富有体验感，当前城市设计的概念异常火热，为满足城市精明增长、精准修补、精细修缮等发展要求，进一步深化大数据分析应用工作，充分发挥空间资源信息在土地利用、建筑、社会、生态等方面的综合辅助决策功能，我们必须进一步对新技术的研究应用进行投入，以更快、更好的方式应用新技术，提升可视化技术对国土空间规划的服务能力，加快智慧城市建设。

1地理信息系统的应用优势

①较强的抗干扰性。在传统的城市测绘作业开展过程中，技术运用对于周围环境的要求极高，自然环境、建筑物等都会对测绘结果产生很大程度的干扰，影响到结果的精准度。尤其是城市位于高山区域或者测绘作业开展处于台风频发期间，测绘技术及配套的设备会很大程度受到环境影响，降低测绘可靠性。而GIS技术的诞生，凭借技术强大的抗干扰性，使其在恶劣的自然环境下仍然可以发挥理想的测绘效果，提升测绘结果的可靠性和准确性。在GIS技术运用过程中，相关配套设备中安置有卫星监测系统，这是其具备强大抗干扰性的关键所在;②有效确保测绘质量。将GIS技术运用到城市测绘工作当中，对比于传统的测绘技术和手段，其具备更高的成效，凭借卫星监测系统强大的功能和优势，GIS技术运用不需要人工进行记录和观察，系统会自动进行监测和测绘，一方面降低了人工成本的投入力度，大幅提升测绘效率;另一方面也能有效避免人工观测所存在的误差和隐患，提升了测绘的质量和水平;③GIS技术在城市测绘中的运用可以为城市规划和建设提供精准度较高的电子地图，同时在城市应急管理方面也发挥出显著的作用和效果。

2地理信息三维可视化技术应用

2.1管理平台的框架设计

三维可视化运营管控系统是应用的核心平台，基于二、三维地图引擎，实现人员、车辆、摄像头等数据上图业务应用的可视化软件平台。平台共分4个层次，分别为“数据层”“业务层”“表达层”和“应用层”。数据层主要进行数据调用及处理内容，包括空间数据、资产数据、人员数据、车辆数据以及第三方接口数据;业务层主要包括web服务器和二维、三维地图服务器等;表达层主要是平台的表达形式，包括浏览器及手机移动端app;应用层主要有三大系统，包括运营管控系统、看景系统及移动应用系统。

2.2数据的转换处理

对于大型城市环境测绘而言，其通过测绘系统得到的应用数据往往会因此出现很大的应用差异性，数据之间的应用属性也并不一样。所以，测绘技术人员还可能需要对实际测绘过程所得的大量数据资料进行综合处理以及分析，进而将其综合用于实际测绘应用当中。测绘分析人员在充分利用GIS技术之后，可以针对测绘数据的相关地理信息建立联系，组合成为数学分析以及模型等。

2.3基于多源信息约束的地质体精细化建模

基于钻孔数据构建三维地质体模型，顾及尖灭系数、距离反比参数以及地质变化规律等因素，实现不同尺度范围三维地质体建模;基于DEM数据对地质体进行约束，实现三维地质体与地上三维模型的无缝衔接;基于地下地理实体外轮廓凸包约束，实现三维地质体对管线、管廊数据以及地下构筑物的避让;基于区域路网控制性钻孔数据，实现区域工程建模的层序统一，约束项目钻孔数据实现项目数据精细化建模。建立统一的水平垂直基准，实现地上、地表、地下多源数据的一体化三维融合及展示，实现区块范围内地上模型、地表影像、地质体模型和地下构筑物的一体化展示和分析。

2.4技术路线

平台方面，在调研各大三维GIS平台，总结其优势与不足的基础上，研究搭建自主三维GIS平臺，并根据客户需求及影旅项目相关流程和方法，定制景区可视化管理服务平台.建模方面，通过无人机倾斜摄影测量，获取景区三维空间模型，研究快速修模及单体化方法.最后，将三维模型加载到GIS平台中，形成完整的可视化平台。

3结束语

城市设计三维可视化通过三维的方式实现城市级别大场景的漫游浏览、多功能信息查询、设计方案评选、方案创作及项目评估等功能，辅助城市设计，为城市决策及适宜性论证提供技术支撑，提升国土空间规划的水平，有助于城市建设与发展。但还有一些需要解决的问题，首先可视化效果还有待提高，还需充分考虑城市地段环境特点对城市设计的制约作用;其次针对规划需求的城市设计数据标准的建立还需完善细化。

参考文献

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