基于二維三維一體化管理的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)平臺(tái)研究

苗雨

摘 要：目前中央商務(wù)區(qū)范圍內(nèi)地形圖、地下管線、DOM等基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)采用單機(jī)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一，缺乏空間分析能力，針對(duì)以上不足，開發(fā)建設(shè)二維三維一體化管理的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)平臺(tái)，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)格式和坐標(biāo)系統(tǒng)，完成了全區(qū)域三維建模，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)瀏覽、共享、統(tǒng)計(jì)、三維空間分析等功能，為科學(xué)決策提供輔助工具。

關(guān)鍵詞：二維三維一體化；基礎(chǔ)測(cè)繪；三維建模；城規(guī)和土規(guī)地類互譯技術(shù)

1 概述

江北新區(qū)中央商務(wù)區(qū)位于江北新區(qū)核心區(qū)，面積25.4平方公里。目前中央商務(wù)區(qū)范圍內(nèi)地形圖、管線、DOM等數(shù)據(jù)單機(jī)存儲(chǔ)，外出辦事不能實(shí)時(shí)查看、統(tǒng)計(jì)、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，不能實(shí)時(shí)、有效共享數(shù)據(jù)。坐標(biāo)系統(tǒng)不一致，規(guī)劃數(shù)據(jù)、地形、管線數(shù)據(jù)大部分為南京92地方坐標(biāo)系、少部分為2008南京地方坐標(biāo)系，土地?cái)?shù)據(jù)為西安80坐標(biāo)系，數(shù)據(jù)不能無縫融合。二維數(shù)據(jù)只能展示基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)的平面效果，無法直觀、形象地展示地下管線、BIM等數(shù)據(jù)，無法用地形圖模擬實(shí)際地形的高低起伏。

二維三維一體化管理的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)平臺(tái)具備對(duì)1：1000地形圖和管線圖、DOM數(shù)據(jù)、建設(shè)項(xiàng)目分布數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式整理，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的基礎(chǔ)功能，同時(shí)能實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，對(duì)地形、地下管線、BIM數(shù)據(jù)進(jìn)行三維可視化，采用BIM建模的建筑還可以進(jìn)入房間，查看建設(shè)進(jìn)展情況。

2 2D基礎(chǔ)測(cè)繪管理平臺(tái)的不足

目前2D基礎(chǔ)測(cè)繪管理平臺(tái)利用二維圖形來表現(xiàn)地形、地下管線等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、包含的信息量較少，大部分?jǐn)?shù)據(jù)是CAD格式，空間分析和統(tǒng)計(jì)功能比較薄弱。同時(shí)還存在以下幾點(diǎn)不足：

一是用二維圖形表現(xiàn)地下管線，只能展示其位置、走向、埋深數(shù)據(jù)，不能直觀展示埋深以及與相鄰管線的關(guān)系，不能較好指導(dǎo)管線施工。

二是建設(shè)項(xiàng)目用二維圖形表現(xiàn)，只能展示其位置、大小以及部分與周邊地塊關(guān)系，無法直觀表現(xiàn)立體效果及建筑間的視線遮擋情況，不能展示項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)展情況，不能開展視域分析。

三是因?yàn)樽鴺?biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一，無法將地形圖、地下管線、BIM數(shù)據(jù)、建設(shè)項(xiàng)目分布數(shù)據(jù)、土地?cái)?shù)據(jù)疊加到航片圖上，無法直觀了解相關(guān)情況[1-2]。

3 二維三維一體化管理的優(yōu)勢(shì)

二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)，統(tǒng)一了坐標(biāo)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)格式，具備實(shí)時(shí)更新和數(shù)據(jù)共享功能，既具有二維空間分析功能，也有三維空間分析功能，并使分析結(jié)果更具可讀性，為科學(xué)決策提供了輔助工具[3-4]，具有以下的優(yōu)勢(shì)：

一是二維三維一體化管理可以實(shí)現(xiàn)地形坡度、坡向分析，通視分析、道路縱斷面分析、場(chǎng)地填挖分析。

二是綜合分析城市規(guī)劃、土地、拆遷、建設(shè)項(xiàng)目分布、招商等信息，經(jīng)過空間疊加計(jì)算，科學(xué)合理確定新項(xiàng)目選址。

三是運(yùn)用BIM技術(shù)，直觀形象展示在建項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)展情況。

4 二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)

目前中央商務(wù)區(qū)二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)基本建成?；贏rcServer、H5技術(shù)、BIM等技術(shù)建設(shè)的二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)主要使用了以下關(guān)鍵技術(shù)：

一是三維建模技術(shù)，即采用傾斜攝影測(cè)量采集外業(yè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行空三數(shù)據(jù)加密，再依據(jù)空三加密的成果，采用三維建模軟件進(jìn)行全區(qū)域三維模型的建模工作。重點(diǎn)項(xiàng)目的BIM模型轉(zhuǎn)化為OSGB或者3Dtile格式的三維模型數(shù)據(jù)添加到二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。移動(dòng)版的App基于WebGL和H5技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傾斜三維模型跨平臺(tái)、跨瀏覽器，無需插件，即可瀏覽三維模型成果。

二是App混合開發(fā)技術(shù)，為了提高效率、節(jié)省成本，二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)使用了App混合開發(fā)技術(shù)。這是一種結(jié)合原生應(yīng)用開發(fā)技術(shù)（指利用Android官方開發(fā)語言、開發(fā)類庫(kù)、開發(fā)工具進(jìn)行開發(fā)的技術(shù)）和H5開發(fā)技術(shù)的開發(fā)模式，App主要的UI界面、業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)利用H5相關(guān)Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)，原生代碼部分則提供插件作為H5的容器。

三是城規(guī)和土規(guī)地類互譯技術(shù)，為建立城規(guī)和土規(guī)用地分類之間的直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)《南京市城市用地分類和代碼標(biāo)準(zhǔn)（2012）》與《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010—2007）以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定了城規(guī)和土規(guī)用地分類對(duì)應(yīng)表，實(shí)現(xiàn)了城規(guī)和土規(guī)地類的映射和互譯。同時(shí)具備升級(jí)功能，保證與后續(xù)國(guó)土空間規(guī)劃用地分類相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匹配。

四是多層架構(gòu)技術(shù)，基于二維三維一體化管理的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)平臺(tái)采用多層架構(gòu)技術(shù)，平臺(tái)一共分為數(shù)據(jù)獲取層、支撐層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理層、平臺(tái)層、UI層5層。其中數(shù)據(jù)獲取層是平臺(tái)的數(shù)據(jù)來源，獲取GPS、地形、地下管線等測(cè)繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)展數(shù)據(jù)，以及圖片、視頻等數(shù)據(jù)；支撐層主要分為軟、硬件支撐系統(tǒng)，提供基礎(chǔ)的軟硬件資源，包括服務(wù)器集群、網(wǎng)絡(luò)集群、OS、系統(tǒng)軟件等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理層實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理，用于基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)、土地相關(guān)專項(xiàng)數(shù)據(jù)、輔助決策等數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存管理；平臺(tái)層是承接數(shù)據(jù)與應(yīng)用的主要載體，向應(yīng)用提供各種服務(wù)，部署二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)各種環(huán)境，包括應(yīng)用服務(wù)組件、基礎(chǔ)支撐組件等；UI層：針對(duì)不同角色、不同權(quán)限用戶提供個(gè)性化的應(yīng)用服務(wù)。

基于以上關(guān)鍵技術(shù)，為滿足日常工作需要，輔助領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策，二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了4大類功能：

一是數(shù)據(jù)管理類功能包括檔案管理、數(shù)據(jù)質(zhì)檢和預(yù)處理、地形與地下管線等數(shù)據(jù)入庫(kù)功能、地形圖與管線圖等專題數(shù)據(jù)的輸出功能。

二是一張圖類功能包括數(shù)據(jù)瀏覽、不同年份航片回溯及分屏顯示、重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤、空間數(shù)據(jù)分析、項(xiàng)目輔助選址、三維數(shù)據(jù)瀏覽等功能。其中各期拍攝航片的對(duì)比瀏覽功能，可以任意選擇2期航片進(jìn)行分屏對(duì)比，重點(diǎn)項(xiàng)目按照業(yè)主要求半個(gè)月進(jìn)行一次航拍，可實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)項(xiàng)目從空地到建成的各期航片存儲(chǔ)、對(duì)比瀏覽。

三是運(yùn)行維護(hù)類功能：服務(wù)發(fā)布管理、角色管理、用戶信息管理、規(guī)劃測(cè)繪數(shù)據(jù)更新等功能，其中角色管理功能主要是針對(duì)不同的業(yè)務(wù)部門、不同的領(lǐng)導(dǎo)層級(jí)賦予與其業(yè)務(wù)相關(guān)的特定功能。

四是移動(dòng)辦公類功能：考慮到實(shí)際需求，為了滿足移動(dòng)辦公需要，開發(fā)了移動(dòng)辦公功能，實(shí)現(xiàn)了二維及三維數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、空間分析等功能，可以直接加載CAD紅線，查詢紅線范圍內(nèi)的地形圖、航片、地下管線等信息。

5 結(jié)論

二維三維一體化管理基礎(chǔ)測(cè)繪平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了二維、三維數(shù)據(jù)一體化管理。全面整理中央商務(wù)區(qū)范圍內(nèi)地形圖、管線、DOM、項(xiàng)目建設(shè)情況、土地利用現(xiàn)狀、拆遷等數(shù)據(jù)，完成了全區(qū)域的三維建模，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)格式和坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的瀏覽、共享、統(tǒng)計(jì)、空間分析等功能，能夠直觀形象展示地形地貌與在建項(xiàng)目，具備地形坡度坡向分析、通視分析、道路縱斷面分析、場(chǎng)地填挖分析等三維空間分析功能。該平臺(tái)為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目和城市配套項(xiàng)目選址、開展規(guī)劃設(shè)計(jì)、保障項(xiàng)目建設(shè)、落實(shí)項(xiàng)目監(jiān)管等提供準(zhǔn)確的信息，是區(qū)域開發(fā)、建設(shè)、監(jiān)管的科學(xué)輔助工具。

參考文獻(xiàn)：

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