城市三维地理信息系统的建设及应用研究
边增允
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边增允,. 城市三维地理信息系统的建设及应用研究[J]. 地理研究进展,2021.7. DOI:10.12721/ccn.2021.157062.
摘要: 随着科学技术的进步,城市在建设和发展过程中开始向数字化城市方向转变,数字城市发展是城市未来发展的必然趋势。构建城市三维地理信息系统对城市的规划和管理工作具有重要的意义,城市三维地理信息系统是在二维地理信息系统的基础上进行创新和优化,融合了GIS分析功能,对城市景观、建筑物进行三维场景的模拟,三维地理信息系统具有广阔的发展空间,对构建数字城市具有重要的作用,因此,相关部门应该加强城市三维地理信息系统的研究,不断总结技术应用经验,完善三维地理信息系统建设,对促进城市建设和发展,构建智能化城市管理体系具有重要的现实意义。文章关于城市三维地理信息系统的相关内容进行分析,介绍了技术的应用和建设情况,仅供参考。
关键词: 城市;三维地理信息系统;建设;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157062
基金资助:

前言:数字化和智能化城市建设是城市未来发展的必然趋势,在新时代背景下,在城市的规划和建设中有效的融入数字技术、网络技术和地理信息技术,多种技术的融合可以优化城市管理体系[1],提高管理水平。地理信息系统通过多年的应用和实践得到了创新和发展,二维的数据呈现模式已经无法满足城市建设和发展的要求,随着三维空间数据的出现,可以给用户提供更加直观和立体的观感[2],通过三维场景的研究和分析制定更加科学合理的规划和决策[3]。随着三维地理信息系统技术的成熟和发展,能够解决二维系统无法解决的问题,在城市建设和规划中打破了传统技术的限制和束缚,并在城市建设多个领域发挥着不可替代的作用,三维地理信息系统已经被当代人们接受和认可,应用范围也越来越广。

1城市三维地理信息系统的建设

1.1三维地理信息系统的概述

城市三维地理信息系统具有直观性和全方位特点,给用户提供真实的感受,信息系统融合了多种技术和手段,包括网络技术、遥感技术、多媒体技术和仿真高科技技术等等,运用城市三维地理信息系统可以对城市的基础设施和其他功能机制进行有效的数据采集,构建动态城市管理体系,完善城市技术服务系统,给城市的建设和规划提供重要的技术支持和保障,使人们的生产和生活进入新的局面。随着城市的发展,三维地理信息系统的表达能力和信息处理能力也越来越强,在面对复杂的城市系统问题时,可以帮助工作人员构建全局观念,通过数据分析制定科学合理的城市发展规划,对数字城市建设具有一定的促进作用。

1.2城市三维地理信息系统的构成

城市三维地理信息系统是对城市的空间区域信息进行可视化和三维描述,具有数据收集、处理和分析功能,该系统涵盖了很多其他领域的科学和技术,构建城市虚拟三维景观,让用户更加直观的感知真实和全面的城市信息。具体功能有对城市三维数据的收集、检查、转换坐标、数据的提取和数据的无缝转换等等。另外,还能进行城市场景的交互,建立三维空间,给公户提供直观的查询、浏览和选择服务。除此之外,还可以对城市三维场景中的地形模型和几何特征进行分析,利用三维空间换算得出想要的类型数据。

1.3三维地理信息体统的数据构成

三维地理信息体统的数据类型分为几种,主要有二维基础数据、三维场景数据、三维城市模型和影像数据。

(1)二维基础数据主要的作用是实现系统的二维三维联动查询和分析,为地理信息系统提供全面的基础信息。

(2)在三维精细的场景中可以设置一些小的模型,具有美化和丰富数据的效果,比如路灯、座椅和垃圾箱等等。

(3)三维城市模型是对城市中的地理物质的三维模拟,利用计算机技术对固定的物体进行三维表达,比如水系、植被、建筑物和交通等等。

(4)三维地理信息系统中的影像数据包括航空摄影、卫星影像,影像信息具有很多特点,比如信息丰富、直观性强、连续性优良等等,一般用于构建三维城市地形的工作中。

1.4三维城市模型的获取

空间测量系统是获取三维城市模型的重要手段,该系统融合了激光雷达技术、全球定位系统、导航系统等等,是多种顶尖技术的融合,运用高速的激光扫描技术,对被监测物体进行高效的数据采集和扫描,获取该物体的三维坐标数据,对城市三维数据信息的获取提供了技术支持。优势特别明显,信息获取更加快捷和高效,信息的精准度也能满足城市数字化建设的要求,同时可以实现全天候的信息获取,不间断的工作,信息获取的种类也更加丰富和全面。

2城市三维地理信息系统架构

城市三维地理信息系统主要分为三个主要层次,分别是数据层、应用层和业务逻辑层。详情见图1:

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图1(城市三维地理信息系统的架构示意图)

(1)数据层主要包括基础的二维数据、影像数据、城市三维数据等等,数据类型和内容丰富,数据的浏览和加载速度很快,为用户提供了三维地理信息的技术服务平台。

(2)业务逻辑层主要负责信息属性的查询、区域的定位和规划分析等工作,方便后台数据的调用和获取。

(3)应用层是系统与用户的联系接口,用户通过系统可以直接的进行三维场景的浏览和数据的调用。

3三维地理信息系统在城市规划中的应用

3.1对比规划方案

城市规划工作中会有很多规划方案,三维地理信息系统可以将这些方案进行科学的对比,以便选择合适的方案进行规划和使用。城市规划方案在系统中可以设定固定的对比单元,通过接口将方案导入到三维场景中,通过对比的方式使用户更加直观的了解方案与实际场景的差异。综合考量三维场景中的环境、生态和其他领域的数据,通过分析社会、经济综合效应来选择合适的规划方案进行使用。

3.2建筑物日照分析

城市建筑的日照问题引发的矛盾越来越多,公民具有采光权,所以在城市的规划工作中,加强日照分析具有一定的现实意义,解决城市规划的日照问题能够保障公民的合法权益,同时也能促使建筑施工更加科学合理。城市三维地理信息系统具有日照分析功能,用户通过输入想要分析的建筑物,并且模拟该建筑物一天接受日照的时间和范围,更加直观的了解该建筑物的日照情况。

结论:随着城市的规模扩大和经济的发展,城市三维地理信息系统在城市的规划和建设中发挥着重要的作用,该系统具有很多特点,为用户提供更加直观和高效的仿真模拟图形,三维数字模型在城市的资源分配和建设规划中发挥着不可替代的作用,相关部门和技术人员应该加强技术的研究和创新,更加高效的应用在城市的建设和发展中,对构建数字和智能化城市具有重要的影响。

参考文献:

[1] 陆学东. 浅谈三维地理信息系统在数字城市建设中的应用及发展[J]. 建筑工程技术与设计,2017(33):2098-2098.

[2]陈丽. 论城市三维地理信息系统的建设及应用[J]. 城市建设理论研究(电子版),2011(32).

[3]汪旻琦. 城市三维地理信息系统建设与应用研究[J]. 甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,23(6):46-49.

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