三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用前景研究

李輝

摘 要：所謂的三維地理信息系統(tǒng)是空間和信息技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的新型概念，其本質(zhì)是一種數(shù)據(jù)形式的表現(xiàn)。而智慧城市概念是指具有智能感應(yīng)和聯(lián)動(dòng)互通特色的城市發(fā)展模型。文章對(duì)于三維地理信息系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要分析，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了其在智慧城市建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用形態(tài)和發(fā)揮的作用。

關(guān)鍵詞：三維地理信息系統(tǒng)；智慧城市；應(yīng)用前景

引言

改革開(kāi)放幾十年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，隨著我國(guó)從農(nóng)業(yè)社會(huì)向著工業(yè)社會(huì)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，我國(guó)進(jìn)入了快速的城市化階段，科技的發(fā)展給人們帶來(lái)豐富多彩的生活體驗(yàn)和工作便利的同時(shí)，同時(shí)給社會(huì)發(fā)展和人們生活帶來(lái)的系列問(wèn)題。三維地理信息系統(tǒng)具有可視化優(yōu)勢(shì)，使其在我國(guó)城市規(guī)劃過(guò)程中的應(yīng)用發(fā)揮了巨大的價(jià)值，給社會(huì)帶來(lái)了的巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 三維地理信息系統(tǒng)的概念

三維地理信息系統(tǒng)的本質(zhì)是一個(gè)工具箱，是容納了收集、轉(zhuǎn)換、保存和顯示的空間數(shù)據(jù)的工具箱。同時(shí)，三維地理信息還有數(shù)據(jù)庫(kù)的作用，是一個(gè)容納了豐富的可被操作和索引的數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)[1]。同時(shí)三維地理信息系統(tǒng)也是一門(mén)科學(xué)技術(shù)，是一門(mén)具有嚴(yán)密的組織機(jī)構(gòu)的科學(xué)技術(shù)，其對(duì)地理信息數(shù)據(jù)強(qiáng)大的收集、存儲(chǔ)和操作能力，給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各界相關(guān)專(zhuān)家的規(guī)劃和決策提供了可靠的依據(jù)。

2 智慧城市建設(shè)過(guò)程中對(duì)于三維地理信息技術(shù)的應(yīng)用情況

2.1 智慧城市中三維地理信息體系結(jié)構(gòu)

2.1.1 三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)層

三維地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)層起到了數(shù)據(jù)庫(kù)的作用，其中容納了豐富的三維地理場(chǎng)景信息。為了優(yōu)化三維地理信息系統(tǒng)模型，提升三維地理場(chǎng)景的通暢度以及加載程度，通常做法是首先對(duì)模型進(jìn)行處理，基于不同層次形成三維地理場(chǎng)景，方便后續(xù)對(duì)三維地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的調(diào)整。

2.1.2 三維地理系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層

三維地理系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層的作用主要是實(shí)現(xiàn)后臺(tái)數(shù)據(jù)調(diào)用、建設(shè)規(guī)劃分析、中心區(qū)域定位等職能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景瀏覽和系統(tǒng)飛行漫游功能。三維地理信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層主要對(duì)應(yīng)的是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能[2]。

2.1.3 三維地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用層

三維地理信息系統(tǒng)應(yīng)用層是用戶(hù)操作的入口，通過(guò)三維地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用層可以實(shí)現(xiàn)對(duì)功能模塊的調(diào)用，同時(shí)可以做到對(duì)三維場(chǎng)景的直接瀏覽，可以直觀(guān)了解建筑在系統(tǒng)中的規(guī)劃過(guò)程，對(duì)于規(guī)劃內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)便捷修改與創(chuàng)新。

2.2 智慧城市建設(shè)中三維地理信息系統(tǒng)應(yīng)用情況

2.2.1 智慧城市產(chǎn)生發(fā)展情況

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)不斷推廣，信息技術(shù)的智能化特征所包含的感知、跟蹤以及定位識(shí)別因素，實(shí)現(xiàn)了信息存儲(chǔ)和傳輸功能，目前這種技術(shù)在我國(guó)的城市建設(shè)和規(guī)劃過(guò)程中發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)該堅(jiān)持以人為本的原則，科技力量的應(yīng)用也不例外，隨著物質(zhì)基礎(chǔ)的不斷提高，人們的意識(shí)形態(tài)發(fā)生了相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，新的形勢(shì)下人們大幅度提高了對(duì)于生活質(zhì)量的要求，在這種情況下智慧城市發(fā)展理念應(yīng)運(yùn)而生，智慧城市發(fā)展理念是社會(huì)信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是未來(lái)城市發(fā)展規(guī)劃的主流趨勢(shì)[3]。智慧城市是以下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)造的一種具有創(chuàng)新性和概念型的新型生態(tài)環(huán)境。城市建設(shè)規(guī)劃中對(duì)于智能技術(shù)的引入，有效發(fā)揮了智能產(chǎn)業(yè)在城市建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中的作用，這種具有高科技特征的便捷的發(fā)展模式是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段之一，堅(jiān)持以人為本的發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)從數(shù)字城市向智慧城市的轉(zhuǎn)變。

2.2.2 對(duì)于智慧城市建設(shè)中三維地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的前景展望

第一，在三維地理信息系統(tǒng)中包括兩種影像，分別是通過(guò)航空手段和衛(wèi)星手段收集到的影像，雖然獲取手段不同，但是這兩種信息都具有容量豐富、直觀(guān)具體具有可讀性的特點(diǎn)。

第二，三維地理信息系統(tǒng)主要是通過(guò)三維立體模型對(duì)于城市的地形地貌進(jìn)行的描述，是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用將城市中固定事物進(jìn)行表達(dá)描述，從而呈現(xiàn)出一種直觀(guān)的立體模式。

第三，通過(guò)三維地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對(duì)于城市立體規(guī)劃模型進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，例如通過(guò)增加小的建筑模型等手段，使城市規(guī)劃更加完善美觀(guān)。

第四，三維地理技術(shù)作為對(duì)二維地理技術(shù)的發(fā)展延伸，仍然保留了二維地理信息技術(shù)的很多特征，通過(guò)對(duì)三維地理和二維地理系統(tǒng)的分析和查詢(xún)，二維地理系統(tǒng)為三維地理系統(tǒng)提供了許多必要的數(shù)據(jù)[4]。

在進(jìn)行一個(gè)城市的設(shè)計(jì)和規(guī)劃工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員要站在時(shí)代高度，秉持開(kāi)闊的思維和前瞻性的眼光，這樣規(guī)劃設(shè)計(jì)出的城市才能具有很好的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性。現(xiàn)階段，三維地理信息系統(tǒng)在城市構(gòu)造設(shè)計(jì)上應(yīng)用的最為廣泛，三維地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮著很多功能，具體包括影像功能、瀏覽功能、規(guī)劃和對(duì)比功能等，通過(guò)以上功能的有效發(fā)揮，讓城市規(guī)劃人員直觀(guān)的看到城市規(guī)劃整體場(chǎng)面，基于這些直觀(guān)認(rèn)識(shí)城市規(guī)劃人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的適時(shí)評(píng)估和整改，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)交流和分析研究，為城市設(shè)計(jì)規(guī)劃提供了更加直觀(guān)和科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

2.2.3 三維地理信息系統(tǒng)為智慧城市發(fā)展提供服務(wù)

三維地理信息系統(tǒng)除了對(duì)于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)起著重要的指導(dǎo)作用外，對(duì)于智慧城市發(fā)展的其他層面也發(fā)揮著重要作用。

通過(guò)對(duì)三維技術(shù)的應(yīng)用，可以多角度、立體化的展示城市地貌和建筑物的全貌，給人們提供了直觀(guān)便捷的立體網(wǎng)絡(luò)地圖，極大的方便了人們的出行和生活，同時(shí)三維地理技術(shù)在城市災(zāi)害以及突發(fā)事件的回顧模擬領(lǐng)域有著巨大的用武之地，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于城市地下管線(xiàn)的直觀(guān)透視，讓相關(guān)部門(mén)全面掌握災(zāi)害和事件現(xiàn)場(chǎng)的第一手資料。

2.2.4 三維地理信息技術(shù)在智慧城市消防工作中發(fā)揮的作用

智能消防融合了物聯(lián)網(wǎng)、虛擬技術(shù)以及地理空間服務(wù)等各種技術(shù)，以達(dá)到采集消防數(shù)據(jù)、消防設(shè)備調(diào)控和應(yīng)急救援協(xié)調(diào)的目的。利用三維地理信息技術(shù)，將智慧城市下設(shè)的各種消防泵、報(bào)警器和防火門(mén)等各種設(shè)施進(jìn)行立體直觀(guān)再現(xiàn)，以方便相關(guān)部門(mén)的應(yīng)急消防指揮[5]。通過(guò)對(duì)三維城市環(huán)境的室內(nèi)模擬構(gòu)建，消防部可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑樓層的直觀(guān)查看，通過(guò)熒屏上自動(dòng)的分屏顯示，了解事發(fā)樓層立體結(jié)和樓層平面圖等數(shù)據(jù)信息，從而為作出準(zhǔn)確的消防指揮提供了可靠數(shù)據(jù)，促使消防工作順利完成，以最大限度的保證人們生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家利益。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市信息化發(fā)展不斷深入和成熟，未來(lái)城市發(fā)展壯大的新的契機(jī)就是智慧城市的發(fā)展完善，同時(shí)智慧城市也是未來(lái)城市信息化建設(shè)的主要發(fā)展方向。新興的三維地理信息技術(shù)因其特色和優(yōu)勢(shì)在產(chǎn)生之初就受到了社會(huì)各界關(guān)注，國(guó)家明確提出了三維地理信息技術(shù)在智慧城市信息平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用，目前三維地理信息技術(shù)和智慧城市建設(shè)方面都存在著各自問(wèn)題，在未來(lái)工作中要不斷的進(jìn)行探索和完善。

參考文獻(xiàn)

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