潘科

[摘要]在城市經(jīng)濟的發(fā)展過程中，由于人類活動密集，無論是城市規(guī)劃、環(huán)境保護，還是災害防治，都是需要及時解決的重要問題，因此，傳統(tǒng)的城市發(fā)展模式已經(jīng)不能夠滿足社會需求，由此引出了城市三維地理信息系統(tǒng)的技術。本文通過對城市三維地理信息系統(tǒng)進行概述，提出了城市三維地理信息系統(tǒng)的技術支撐及系統(tǒng)構架，以期促進數(shù)字城市的建立，更好的推動城市進步。

[關鍵詞]城市發(fā)展 三維地理信息系統(tǒng) 系統(tǒng)應用

[中圖分類號] TU19 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-152-1

當前地理信息系統(tǒng)的應用已經(jīng)滲透到城市發(fā)展的方方面面，對于實現(xiàn)城市信息化建設起到了重要的推動作用，但傳統(tǒng)的GIS技術屬于二維形式，對于空間數(shù)據(jù)的處理也僅限于二維狀態(tài)，由此無法滿足三維場景的處理需求。隨著三維地理信息系統(tǒng)的推出和廣泛發(fā)展，此項技術不斷成熟，應用的范圍也不斷推廣，對于城市發(fā)展中的問題解決起到了良好的幫助作用。

1三維地理信息系統(tǒng)概述

所謂城市三維地理信息系統(tǒng)，主要是指針對城市區(qū)域內的空間對象，采用真三維方法進行描述，實現(xiàn)可視化的分析管理模式的地理信息系統(tǒng)。三維地理信息系統(tǒng)是一套完善的系統(tǒng)，不僅能夠在城市規(guī)劃中實現(xiàn)三維立體的虛擬景觀瀏覽，讓用戶切身感受仿真城市中的一切，同時還能夠實現(xiàn)三維化數(shù)據(jù)管理，如搜集數(shù)據(jù)、檢查質量、轉換坐標、數(shù)據(jù)查詢等，實現(xiàn)所有相關數(shù)據(jù)的無縫轉接。除此之外，三維空間分析和三維場景交互也是三維地理信息系統(tǒng)能夠實現(xiàn)的兩個重要功能，通過三維空間分析，能夠建立相應的三維模型，實現(xiàn)三維空間的分析與操作，而通過三維場景交互，則可以在三維空間中針對場景中的可視化對象進行瀏覽、查詢和操作。

2城市三維地理信息技術支撐

2.1三維可視化建模

通過應用三維可視化建模技術，能夠實現(xiàn)對城市地理信息的準確搜集和數(shù)據(jù)分析，從而保證監(jiān)測城市發(fā)展的可靠性。三維可視化建模主要分為紋理建模和幾何建模兩種情況，而城市三維的可視化功能則主要包括地物可視化和地形可視化兩種。當前，應用最多、最廣的地形可視化技術是基于真實地理數(shù)據(jù)的處理技術，對于此種技術措施的應用，首先應當明確數(shù)字高程模型，選取正確的格式，數(shù)字高程模型的特點表現(xiàn)為能夠根據(jù)觀測點的疏密問題明確地形精度，從而得出相應的數(shù)據(jù)模型，保證地理信息系統(tǒng)的合理應用。就城市地區(qū)的地形而言，由于地少人多，地形起伏較小，由此也就能夠保證地形數(shù)據(jù)的搜集與整理可行性，在很大程度上降低了數(shù)據(jù)模型建立難度。在采用三維可視化技術進行地形觀察時，可以采用數(shù)字高程模型，并適當?shù)臄U大模型中的網(wǎng)格間距，以提升模型的可視化顯示速度，保證數(shù)據(jù)搜集的可行性。

2.2數(shù)據(jù)獲取及管理

對于城市三維地理信息系統(tǒng)的應用，其最終目的在于搜集數(shù)據(jù)，并整理數(shù)據(jù)，為城市各方面的建設與發(fā)展提供條件，就當前三維可視化地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃發(fā)展中的應用情況來看，高程屬性建模及CAD矢量數(shù)據(jù)建模是其中的兩個關鍵因素。在傳統(tǒng)的二維地理信息系統(tǒng)中，已經(jīng)能夠實現(xiàn)大量二維數(shù)據(jù)的搜集與管理，因此，對于三維可視化地理信息系統(tǒng)的應用關鍵在于實現(xiàn)紋理數(shù)據(jù)獲取及三維對象重構，但由于技術的局限性，也使得紋理信息的搜集還需要通過人工方式取得，由此也就在一定程度上增加了任務量，難以保證數(shù)據(jù)獲取的效率。根據(jù)實踐研究表明，通過應用數(shù)字攝影測量方法，也能夠實現(xiàn)三維可視化地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的搜集與整理，并逐漸成為數(shù)據(jù)搜集的主要途徑，此種方法值得推廣。

3城市三維地理信息系統(tǒng)

要想將三維地理信息系統(tǒng)應用到城市的規(guī)劃發(fā)展過程中，形成一套完整的城市三維地理信息系統(tǒng)具有重要意義。

3.1系統(tǒng)構架分析

3.1.1數(shù)據(jù)層

對于城市三維地理信息系統(tǒng)的應用，其系統(tǒng)構架中最為關鍵的就是數(shù)據(jù)層，專門用于數(shù)據(jù)搜集和整理，數(shù)據(jù)層中包含了所有二維地理信息系統(tǒng)所搜集的數(shù)據(jù)，形成了最基礎的數(shù)據(jù)庫，供數(shù)據(jù)的搜索和應用。當前，對于二維地理信息系統(tǒng)的應用已經(jīng)不斷優(yōu)化，通過結合三維地理信息系統(tǒng)形成三維可視化的數(shù)據(jù)庫，從而增加數(shù)據(jù)的加載及瀏覽速度，在對模型進行優(yōu)化護理后，能夠進一步的提升系統(tǒng)運行水平。城市三維地理信息系統(tǒng)的整體架構圖如圖1所示。

3.1.2業(yè)務邏輯層

在此層，主要負責處理三維地理信息系統(tǒng)中的三維場景，對需要研究的數(shù)據(jù)信息進行定位處理，并查詢相應的屬性，建立模型，形成仿真的三維場景，按照需求進行三維測量，然后應用到城市規(guī)劃當中。業(yè)務邏輯層主要負責實現(xiàn)三維地理信息系統(tǒng)的基本功能，以保證三維可視化技術的實現(xiàn)。

3.1.3應用層

此層屬于用戶進入三維地理信息系統(tǒng)的端口，對于三維地理信息系統(tǒng)的應用，應當建立相應的系統(tǒng)客戶端，用戶通過客戶端登陸，登陸系統(tǒng)后能夠直接瀏覽系統(tǒng)內的三維場景，并運用相應的系統(tǒng)功能完成自己的搜索需求。

3.2功能模塊設計

針對城市發(fā)展具體情況所開發(fā)的三維地理信息系統(tǒng)包括以下模塊：三維場景、區(qū)域定位、三維飛行、虛擬景點瀏覽、屬性查詢、三維測量、三維規(guī)劃等，這些模塊屬于三維地理信息系統(tǒng)中較為常見的模塊，用戶通過客戶端登陸均能實現(xiàn)這些功能，從而幫助其完成數(shù)據(jù)的瀏覽與搜索，并為城市規(guī)劃與發(fā)展做出相應的決策。針對各個功能模塊，除了上述模塊外，三維地理信息系統(tǒng)仍在進一步的改進和深處理，在后續(xù)的發(fā)展過程中，除了能夠繼續(xù)實現(xiàn)三維可視化技術外，同時還能夠進一步完善功能模塊，為用戶提供更多的方便。

4結束語

隨著科學技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的二維地理信息系統(tǒng)已經(jīng)逐步被淘汰，取而代之的是能夠為城市規(guī)劃與發(fā)展做出更大貢獻的三維地理信息系統(tǒng)，在未來的發(fā)展過程中，針對三維地理信息系統(tǒng)的功能情況，可以進一步進行改善數(shù)據(jù)模型及系統(tǒng)應用功能，以更好的滿足城市規(guī)劃需求。

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