地下市政基礎(chǔ)設(shè)施三維建模關(guān)鍵技術(shù)研究

張麗萍

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東中山，528400）

0 引言

本文結(jié)合2021年底住建部提出的省市地下市政基礎(chǔ)設(shè)施信息化管理的要求，重點(diǎn)針對(duì)地下空間基礎(chǔ)設(shè)施三維建模工作研究和探索。地下市政基礎(chǔ)設(shè)施精細(xì)化管理是提高城市安全水平和綜合承載能力，打牢城市安全有序運(yùn)行的基礎(chǔ)。

1 地下市政基礎(chǔ)設(shè)施三維立體一張圖

1.1 資源瀏覽

按照地下市政基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)分級(jí)分類體系，分層級(jí)展示數(shù)據(jù)資源編目，數(shù)據(jù)可在地圖中加載。

1.2 地圖定位

（1）普查單元定位:接入普查單元數(shù)據(jù)，構(gòu)建定位索引，支持用戶通過輸入普查單元名稱并選擇搜索結(jié)果，定位至對(duì)應(yīng)的位置。

（2）地名興趣點(diǎn)定位：接入地名興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建定位索引，支持用戶通過輸入地名名稱并選擇搜索結(jié)果，定位至對(duì)應(yīng)的位置。

（3）市、縣行政區(qū)劃定位：接入市縣行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，支持用戶通過輸入市/區(qū)名稱并選擇搜索結(jié)果，定位至對(duì)應(yīng)的位置。

（4）道路定位：接入路網(wǎng)數(shù)據(jù)，支持用戶通過輸入道路名稱并搜索結(jié)果，定位至對(duì)應(yīng)的位置。

1.3 專題圖制作

以專題應(yīng)用為導(dǎo)向，通過數(shù)據(jù)選取、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等步驟實(shí)現(xiàn)專題圖制作與輸出，專題制作流程可模板化并記錄任務(wù)日志，以適應(yīng)不同場(chǎng)景和多次使用需求。

1.4 查詢統(tǒng)計(jì)

1.4.1 設(shè)施查詢

（1）設(shè)施屬性簡(jiǎn)單查詢：通過在視窗內(nèi)選取目標(biāo)對(duì)象，查詢?cè)搶?duì)象的屬性。

（2）自定義多條件查詢：依據(jù)用戶設(shè)定多個(gè)組合條件，對(duì)符合相應(yīng)條件的目標(biāo)進(jìn)行查詢。

（3）關(guān)聯(lián)查詢：點(diǎn)線的關(guān)聯(lián)查詢。設(shè)置關(guān)聯(lián)條件，查找管段滿足線查詢條件且地下市政設(shè)施段的端點(diǎn)滿足點(diǎn)查詢條件的所有地下市政設(shè)施點(diǎn)/地下市政設(shè)施段。

（4）交叉口查詢：選中一條道路A后，求出與該道路相交的全部道路為交叉道路。從中選一條交叉道路B，求道路A與B的交叉口，然后搜索該交叉口一定范圍內(nèi)（用戶可輸入半徑）的地下市政設(shè)施點(diǎn)/地下市政設(shè)施段。

（5）權(quán)屬查詢：搜索指定圖層下從屬于選定權(quán)屬單位的所有地下市政設(shè)施點(diǎn)/地下市政設(shè)施段。

（6）查詢列表展示：支持對(duì)查詢結(jié)果以列表的形式進(jìn)行展示，并提供勾選查看功能。

（7）詳情展示：支持對(duì)檢索目標(biāo)的詳情查看，并可在地圖中對(duì)目標(biāo)檢索結(jié)果進(jìn)行定位。

（8）普查單元查詢：支持對(duì)普查單元進(jìn)行屬性字段查詢。

（9）工程管點(diǎn)查詢：支持對(duì)工程管點(diǎn)的屬性信息查詢。

（10）工程管線查詢：工程管線設(shè)施類別查詢：支持用戶實(shí)現(xiàn)輸入地下工程管線的類別查找對(duì)應(yīng)類別的管線。工程管線設(shè)施管理信息查詢：支持用戶實(shí)現(xiàn)輸入地下工程管線的管理信息查找對(duì)應(yīng)類別的管線。工程管線設(shè)施技術(shù)信息查詢：支持用戶實(shí)現(xiàn)輸入地下工程管線的技術(shù)信息查找對(duì)應(yīng)類別的管線。

（11）重點(diǎn)管線查詢：支持查詢重點(diǎn)管線設(shè)施屬性信息。

（12）重點(diǎn)管點(diǎn)查詢：支持查詢重點(diǎn)管點(diǎn)屬性信息。

（13）地下交通設(shè)施查詢：地下交通設(shè)施類別查詢：支持用戶實(shí)現(xiàn)輸入城市地下交通設(shè)施的類別查找對(duì)應(yīng)類別的設(shè)施，包括：人行地下通道、城市地下道路、城市軌道交通、地下公共停車場(chǎng)、地下交通樞紐。地下交通設(shè)施管理信息查詢：支持用戶實(shí)現(xiàn)城市地下交通設(shè)施的管理信息查找對(duì)應(yīng)類別的設(shè)施。地下交通設(shè)施技術(shù)信息查詢：支持用戶實(shí)現(xiàn)城市地下交通設(shè)施的技術(shù)信息查詢對(duì)應(yīng)類別的設(shè)施。

（14）地下其他設(shè)施查詢：人防工程查詢：支持用戶通過輸入城市地下其他工程的類別進(jìn)行查詢，包括：人防工程、地下河道、其他地下空間、廢棄工程。城市地下其他工程普查信息查詢：支持用戶通過輸入城市地下其他工程的普查信息進(jìn)行查詢。

1.4.2 設(shè)施統(tǒng)計(jì)

（1）按自定義范圍統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照自定義區(qū)域范圍，統(tǒng)計(jì)地下市政設(shè)施總數(shù)的功能，包括地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施等數(shù)據(jù)。

（2）按行政區(qū)統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照行政區(qū)區(qū)域范圍，統(tǒng)計(jì)地下市政設(shè)施總數(shù)的功能，包括地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施等數(shù)據(jù)。

（3）按道路單元統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照道路單元區(qū)域范圍，統(tǒng)計(jì)地下市政設(shè)施總數(shù)的功能，包括地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施等數(shù)據(jù)。

（4）按照設(shè)施類型統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照設(shè)施類型，分別統(tǒng)計(jì)地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施的總數(shù)的功能。

（5）按設(shè)施材質(zhì)統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照設(shè)施材質(zhì)，分別統(tǒng)計(jì)地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施的總數(shù)的功能。

（6）按管徑統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照設(shè)施材質(zhì)，統(tǒng)計(jì)地下工程管線總數(shù)的功能。

（7）按建設(shè)年代統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照建設(shè)年代，統(tǒng)計(jì)地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施的總數(shù)的功能。

（8）按埋深統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照埋深，統(tǒng)計(jì)地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施的總數(shù)的功能。

（9）按權(quán)屬單位統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)提供按照權(quán)屬單位，統(tǒng)計(jì)地下工程管線設(shè)施、地下交通設(shè)施、地下其他工程設(shè)施的總數(shù)的功能。

（10）統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成及導(dǎo)出

系統(tǒng)支持對(duì)于統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成地下市政設(shè)施統(tǒng)計(jì)報(bào)表，并支持報(bào)表的導(dǎo)出功能。

（11）工程管線設(shè)施統(tǒng)計(jì)

工程管線設(shè)施類別統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)支持對(duì)地下工程管線類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一類別的管線數(shù)量、種類、長(zhǎng)度等。

按工程管線設(shè)施埋深統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)地下工程管線按照埋深進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一埋深的管線數(shù)量、種類、長(zhǎng)度等。

按工程管線設(shè)施管線材料統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)地下工程管線按照管線材料分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一管線材料的管線數(shù)量、種類、長(zhǎng)度等。

按工程管線設(shè)施狀態(tài)統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)地下工程管線按照狀態(tài)分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一狀態(tài)的管線數(shù)量、種類、長(zhǎng)度等。

按工程管線設(shè)施埋設(shè)方式統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)地下工程管線按照狀態(tài)分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一埋設(shè)方式的管線數(shù)量、種類、長(zhǎng)度等。

按工程管線設(shè)施管徑統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)地下工程管線按照狀態(tài)分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一管徑的管線數(shù)量、種類、長(zhǎng)度等。

（12）地下交通設(shè)施統(tǒng)計(jì)

地下交通設(shè)施類別統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施的類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一類別的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下交通設(shè)施結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一結(jié)構(gòu)形式的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下交通設(shè)施施工方式統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一施工方式的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下交通設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下交通設(shè)施抗震設(shè)防烈度統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一抗震設(shè)防烈度的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下交通設(shè)施抗震設(shè)防類別統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一抗震設(shè)防類別的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下交通設(shè)施地基情況統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下交通設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一地基情況的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

（13）地下其他工程設(shè)施統(tǒng)計(jì)

地下其他工程設(shè)施類別統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施的類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一類別的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下其他工程設(shè)施結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一結(jié)構(gòu)形式的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下其他工程設(shè)施施工方式統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一施工方式的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下其他工程設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下其他工程設(shè)施抗震設(shè)防烈度統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一抗震設(shè)防烈度的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下其他工程設(shè)施抗震設(shè)防類別統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一抗震設(shè)防類別的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

地下其他工程設(shè)施地基情況統(tǒng)計(jì)：支持對(duì)城市地下其他工程設(shè)施管理信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某一地基情況的設(shè)施數(shù)量、種類、面積等。

1.5 專題導(dǎo)航

集合各類地下市政基礎(chǔ)設(shè)施或管理專題，進(jìn)行導(dǎo)航式查詢管理。在每類專題的專題詳情中，可通過多種讀圖方式理解專題，包括圖文模式、地圖模式。

1.6 三維立體化展示

按照地下市政基礎(chǔ)設(shè)施類型對(duì)地下市政基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行分類展示，疊加二維圖層實(shí)現(xiàn)管線二三維一體化展示，實(shí)現(xiàn)二三維聯(lián)動(dòng)、分屏展示，并對(duì)空間分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)三維展示。

1.7 圖片輸出

支持常用文件格式導(dǎo)出圖片功能，如JPG、PNG等。

2 地下空間隱患一張圖

2.1 數(shù)據(jù)管理

（1）數(shù)據(jù)疊加：將地下市政基礎(chǔ)設(shè)施隱患數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)為shape格式，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（2）地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患展示：將地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患的空間位置顯示在地圖上，并支持用戶自定義隱患圖標(biāo)的樣式。

（3）地下設(shè)施隱患定位：通過隱患點(diǎn)列表查看所有隱患點(diǎn)，并提供點(diǎn)擊隱患列表，在地圖上定位隱患點(diǎn)的功能。

（4）地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患標(biāo)記管理：允許用戶對(duì)已解決的地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患進(jìn)行標(biāo)記處理。

2.2 查詢與定位

空間查詢：查詢指定空間范圍內(nèi)存在隱患的地下市政基礎(chǔ)設(shè)施，查詢結(jié)果可列表顯示。

條件查詢：設(shè)置屬性查詢條件，查詢結(jié)果可列表顯示。

渲染展示：可對(duì)隱患設(shè)施數(shù)據(jù)按類別進(jìn)行渲染展示。

空間定位：可對(duì)隱患設(shè)施數(shù)據(jù)雙擊定位。

2.3 地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患分析

（1）地下工程管線隱患分析

劃定某一區(qū)域，對(duì)地下工程管線的隱患分布區(qū)域、隱患類型，權(quán)屬單位、責(zé)任部門等進(jìn)行分析，并形成分析報(bào)告。

（2）地下交通設(shè)施隱患分析

劃定某一區(qū)域，對(duì)地下交通設(shè)施的隱患分布區(qū)域、隱患類型，權(quán)屬單位、責(zé)任部門等進(jìn)行分析，并形成分析報(bào)告。

（3）地下其他工程隱患分析

劃定某一區(qū)域，對(duì)地下其他工程的隱患分布區(qū)域、隱患類型，權(quán)屬單位、責(zé)任部門等進(jìn)行分析，并形成分析報(bào)告。

（4）密度分析

根據(jù)隱患設(shè)施空間分布進(jìn)行密度分析，生成密度圖，輔助針對(duì)安全隱患高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)管理和監(jiān)控。

2.4 地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患統(tǒng)計(jì)分析

(1)地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患分類統(tǒng)計(jì)分析：劃定某一區(qū)域，對(duì)地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患的類別以及各自詳情進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

(2)地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患時(shí)間段統(tǒng)計(jì)分析：劃定某一區(qū)域，對(duì)地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患的發(fā)生的時(shí)間段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.5 地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患查詢及信息展示

(1)地下工程管線隱患查詢及信息展示：在地圖上選取隱患點(diǎn)位，對(duì)地下基礎(chǔ)設(shè)施隱患的類別及各自詳情進(jìn)行查詢。

(2)地下交通設(shè)施隱患查詢及信息展示：在地圖上選取隱患點(diǎn)位，對(duì)地下交通設(shè)施隱患的類別及各自詳情進(jìn)行查詢。

(3)地下其他工程隱患查詢及信息展示：在地圖上選取隱患點(diǎn)位，對(duì)地下其他工程隱患的類別及各自詳情進(jìn)行查詢。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要根據(jù)地下市政基礎(chǔ)設(shè)施精細(xì)化管理的要求，針對(duì)地下市政基礎(chǔ)設(shè)施的三維建模的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和探索，三維建模等技術(shù)是目前地下市政基礎(chǔ)設(shè)施可視化、精細(xì)化管理的重要技術(shù)及手段。通過地下市政基礎(chǔ)設(shè)施信息平臺(tái)的建立，減少挖斷管線的事故，減少直接與間接的經(jīng)濟(jì)損失。