研究三維技術(shù)在數(shù)字城市輔助規(guī)劃中的應(yīng)用

■藍(lán)圖

（重慶市勘測(cè)院重慶400020）

研究三維技術(shù)在數(shù)字城市輔助規(guī)劃中的應(yīng)用

■藍(lán)圖

（重慶市勘測(cè)院重慶400020）

三維技術(shù)可以準(zhǔn)確的表達(dá)三維空間信息，對(duì)三維地物信息進(jìn)行提取，并制作真實(shí)的三維模型，在數(shù)字城市輔助規(guī)劃中起到了非常重要的作用。通過(guò)對(duì)三維技術(shù)在數(shù)字城市輔助規(guī)劃中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望可以促進(jìn)我國(guó)數(shù)字城市的規(guī)劃發(fā)展，讓數(shù)字城市的規(guī)劃管理更加科學(xué)。

三維技術(shù) 數(shù)字城市 虛擬仿真技術(shù) 輔助規(guī)劃

近年來(lái)，隨著我國(guó)信息化技術(shù)的發(fā)展，建立數(shù)字城市已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)，傳統(tǒng)的二維規(guī)劃技術(shù)已經(jīng)不能滿足數(shù)字城市的建設(shè)和數(shù)字城市規(guī)劃的要求，需要應(yīng)用大量的三維技術(shù)對(duì)數(shù)字城市進(jìn)行輔助規(guī)劃。三維技術(shù)使人們可以建立起城市的三維模型，并利用動(dòng)態(tài)交互的方式對(duì)城市進(jìn)行全方位的觀察，實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市的動(dòng)態(tài)評(píng)估，促進(jìn)數(shù)字城市的規(guī)劃管理。

1　數(shù)字城市的概述

隨著我國(guó)信息技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化非常迅速，對(duì)我國(guó)的文化、服務(wù)、城市管理等各個(gè)方面都產(chǎn)生了較大的影響，信息化城市已經(jīng)成為了城市發(fā)展的必然趨勢(shì)。信息化城市的具體體現(xiàn)就是建立數(shù)字城市，數(shù)字城市是現(xiàn)實(shí)城市的虛擬對(duì)照體，是利用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)等對(duì)城市地物的基礎(chǔ)信息進(jìn)行采集，將采集到的信息進(jìn)行虛擬仿真，建立起虛擬數(shù)字城市。數(shù)字城市具有現(xiàn)實(shí)城市中的所有功能，并且數(shù)字城市可以對(duì)城市信息進(jìn)行自動(dòng)采集和分析處理，為政府管理部門的決策提供信息依據(jù)，對(duì)城市存在的問(wèn)題進(jìn)行有效處理，為城市公眾提供非常便利的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是現(xiàn)實(shí)城市在虛擬空間中的數(shù)字化重現(xiàn)。

2　利用三維技術(shù)對(duì)數(shù)字城市進(jìn)行建模

在數(shù)字城市進(jìn)行三維建模時(shí)，可以應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)或者三維遙感技術(shù)進(jìn)行輔助建模，數(shù)字城市的三維建模是對(duì)現(xiàn)實(shí)空間定位數(shù)據(jù)的采集，坐標(biāo)采集的準(zhǔn)確性可以增加數(shù)字城市之間的感知關(guān)系，同時(shí)數(shù)字城市的三維建模可以增加其交互操作性，使數(shù)字城市可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。

在對(duì)空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，需要利用GIS技術(shù)、遙感技術(shù)等等，保證可以為城市數(shù)字模型提供更加真實(shí)、詳細(xì)的數(shù)據(jù)。利用三維激光掃描技術(shù)可以準(zhǔn)確的掃描現(xiàn)實(shí)城市的建筑物信息，并可以對(duì)現(xiàn)實(shí)城市的地下信息進(jìn)行收集。進(jìn)行三維建模時(shí)，也可以利用混合測(cè)量系統(tǒng)配合全站儀進(jìn)行測(cè)量。在建模過(guò)程中利用遙感技術(shù)對(duì)城市動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行收集，但是收集完成后需要對(duì)遙感信息進(jìn)行去噪點(diǎn)處理，保證遙感信息質(zhì)量。遙感技術(shù)、GIS技術(shù)等可以對(duì)數(shù)字城市的地形圖和正射影像進(jìn)行繪制，對(duì)數(shù)字城市的規(guī)劃起到輔助作用。

3　利用三維技術(shù)建立虛擬仿真系統(tǒng)

數(shù)字城市是在網(wǎng)絡(luò)中建立現(xiàn)實(shí)城市的數(shù)字模型，使人們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更加直觀的感受現(xiàn)實(shí)城市，所以需要相應(yīng)的交互系統(tǒng)以及交互方式對(duì)數(shù)字城市進(jìn)行審視。這就需要建立三維虛擬仿真平臺(tái)，在平臺(tái)上添加數(shù)字城市數(shù)據(jù)庫(kù)，并把數(shù)字城市的三維建模轉(zhuǎn)移到該平臺(tái)上，網(wǎng)絡(luò)用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)訪問(wèn)數(shù)字城市。在建立仿真系統(tǒng)時(shí)，需要將數(shù)字城市相關(guān)的三維信息全部輸入到模擬仿真系統(tǒng)中，為系統(tǒng)提供數(shù)字城市的相關(guān)數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)輸入完成后，規(guī)劃人員就可以在任意角度對(duì)數(shù)字城市進(jìn)行觀察，以便對(duì)數(shù)字城市的周邊環(huán)境進(jìn)行協(xié)調(diào)和比較，而且實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字城市的理性分析。在數(shù)字城市規(guī)劃領(lǐng)域中，三維虛擬仿真技術(shù)可以讓人們獲得更加直觀的感受，并且利用三維分析系統(tǒng)可以對(duì)大量的集成數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析，為城市規(guī)劃工作者提供城市規(guī)劃的虛擬化和智能化平臺(tái)，有效促進(jìn)我國(guó)數(shù)字城市規(guī)劃的發(fā)展。

4　三維技術(shù)在數(shù)字城市輔助規(guī)劃中的應(yīng)用

4.1數(shù)字城市三維地形的表達(dá)

在對(duì)數(shù)字城市的三維地形進(jìn)行表達(dá)時(shí)，可以直接利用等高線轉(zhuǎn)換成網(wǎng)格數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)字城市的相關(guān)高程模型進(jìn)行表達(dá)。在對(duì)三維地形進(jìn)行可視化顯示時(shí)，可以利用DEM直接對(duì)數(shù)字地形進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)字城市的圖像紋理準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換到虛擬系統(tǒng)中，直接生成地形，對(duì)數(shù)字城市的規(guī)劃起到輔助作用。另外為了保證數(shù)字城市規(guī)劃的準(zhǔn)確性，需要對(duì)相關(guān)的數(shù)字模型進(jìn)行層次細(xì)化，為了保證細(xì)化清晰度，要利用三維動(dòng)態(tài)分析技術(shù)對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，保證數(shù)字城市模型規(guī)劃精度。

4.2數(shù)字城市相關(guān)數(shù)據(jù)的處理

通過(guò)三維技術(shù)對(duì)城市圖像進(jìn)行航拍，并利用激光點(diǎn)云對(duì)數(shù)字城市三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保證數(shù)字城市的紋理貼圖符合實(shí)際情況，并利用去噪和剔除等相關(guān)處理方法，可以生成精度非常高的數(shù)字城市DEM數(shù)據(jù)，將DEM數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)字城市信息系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市的三維重現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字城市的輔助規(guī)劃。利用三維技術(shù)對(duì)數(shù)字城市模擬平臺(tái)得出的矢量數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)以及影像數(shù)據(jù)放置在三維模型中進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市數(shù)據(jù)的三維場(chǎng)景顯示，有利于規(guī)劃決策部門相關(guān)決策的制定，并在決策制定過(guò)程中起到輔助作用。

4.3數(shù)字城市規(guī)劃信息的動(dòng)態(tài)分析查詢

利用三維技術(shù)可以對(duì)數(shù)字城市的規(guī)劃信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)查詢分析，網(wǎng)絡(luò)用戶可以在數(shù)字城市模擬平臺(tái)上對(duì)規(guī)劃信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)查詢，清晰的得知規(guī)劃區(qū)域具體的信息情況，保證數(shù)字城市規(guī)劃的準(zhǔn)確性。

4.4對(duì)數(shù)字城市規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行在線仿真規(guī)劃

我國(guó)很多的城市規(guī)劃企業(yè)都建立了在線規(guī)劃網(wǎng)站，網(wǎng)站的建立可以使所有市民通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)觀察到數(shù)字城市的規(guī)劃效果。傳統(tǒng)的規(guī)劃企業(yè)一般利用二維系統(tǒng)對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃，不能有效觀察數(shù)字城市規(guī)劃后的效果，但是利用三維技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三維規(guī)劃，并且可以提前顯示出規(guī)劃效果，讓所有的互聯(lián)網(wǎng)用戶都可以觀察到規(guī)劃效果，并對(duì)規(guī)劃方案提出相關(guān)的建議和意見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字城市的在線輔助規(guī)劃，保證有效的規(guī)劃效果。在進(jìn)行在線仿真規(guī)劃時(shí)，可以利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)規(guī)劃文件進(jìn)行調(diào)取，并將文件制式轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制文件，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)二進(jìn)制文件進(jìn)行分析計(jì)算，確保各項(xiàng)規(guī)劃內(nèi)容可以實(shí)時(shí)顯示，有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市的在線規(guī)劃。

5　結(jié)論

利用三維技術(shù)對(duì)數(shù)字城市進(jìn)行輔助規(guī)劃，可以為城市規(guī)劃決策提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也可以方便規(guī)劃人員對(duì)不同的規(guī)劃方案進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃方案的最優(yōu)化。三維技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市的在線規(guī)劃功能，保證了數(shù)字城市規(guī)劃的可視性。通過(guò)對(duì)三維技術(shù)在數(shù)字城市輔助規(guī)劃中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望可以為我國(guó)城市規(guī)劃提供更加全面的技術(shù)支持。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～286～1