淺談實景三維模型在城市建設(shè)中的應(yīng)用

田高力景俊紅(.河南省地理信息局信息中心，河南鄭州45005；.河北省第三測繪院，河北石家莊05003)

淺談實景三維模型在城市建設(shè)中的應(yīng)用

田高力1景俊紅2
(1.河南省地理信息局信息中心，河南鄭州450052；2.河北省第三測繪院，河北石家莊050031)

實景三維是測繪地理信息技術(shù)發(fā)展中的新型測繪地理產(chǎn)品，其數(shù)據(jù)模型具有真實、精度良好、可視化程度高的特點，在城市化建設(shè)過程中得以很好的應(yīng)用，顯示出較為廣闊的應(yīng)用前景。

實景三維；模型；應(yīng)用

1 引言

隨著城市建設(shè)的日新月異，城市空間不斷朝立體方向發(fā)展，傳統(tǒng)的測繪地理4D產(chǎn)品服務(wù)逐漸顯露出自身的局限性，而實景三維數(shù)據(jù)產(chǎn)品以一種完全真實的方式來展現(xiàn)空間,通過這一新型的地理信息數(shù)據(jù),人們得以在電腦中看到一個自己所熟悉的客觀世界，因其產(chǎn)品具有真實感強、數(shù)學精度高、表達清晰的特點，使人們能夠在室內(nèi)多角度全景瀏覽客觀世界并進行立體量測與計算分析[1]，可以為城市規(guī)劃、不動產(chǎn)登記、以地控稅、地下管網(wǎng)管理、應(yīng)急服務(wù)保障等多領(lǐng)域提供應(yīng)用服務(wù)。

2 實景三維

實景三維是基于機載多角度傾斜攝影技術(shù)對現(xiàn)有場景進行拍攝，然后，利用計算機快速構(gòu)建技術(shù)對空間信息進行采集和模型構(gòu)建，生產(chǎn)一種三維虛擬產(chǎn)品，從而實現(xiàn)客觀世界在計算機世界里完整的地理景觀再現(xiàn)。

3 實景三維應(yīng)用

實景三維數(shù)據(jù)具有真實直觀、易于量測和分析計算的特點，在社會公眾化服務(wù)和政府部門服務(wù)中得到了很好的應(yīng)用。

3.1 公眾化服務(wù)

（1）瀏覽

用戶可對實景三維模型數(shù)據(jù)進行任意角度、任意速度、任意高度瀏覽和模型的平移、縮放、俯仰、旋轉(zhuǎn)等操作，不僅滿足用戶對現(xiàn)實世界真實感的數(shù)據(jù)需求，而且還可滿足專業(yè)用戶宏觀了解城市規(guī)?；l(fā)展和布局的需要。

（2）查詢

任何對象，在實景三維數(shù)據(jù)上可進行準確定位和屬性信息的查詢；以滿足社會對城市任一關(guān)注點的需求，利用空間信息和屬性信息的關(guān)聯(lián)性，可實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的導(dǎo)航、計算、統(tǒng)計和分析，滿足用戶對城市信息化的需求。

3.2政府部門服務(wù)

（1）不動產(chǎn)登記

基于實景三維數(shù)據(jù)平臺疊加地籍和房產(chǎn)等專題數(shù)據(jù)能夠保證空間位置的真實性、準確性，真正實現(xiàn)了幢落宗，戶落幢，分層分戶房產(chǎn)登記，達到了登記信息準確查詢和分析，為不動產(chǎn)登記信息精細化管理及工作效率的提升奠定了基礎(chǔ)[2]。用實景三維數(shù)據(jù)實現(xiàn)不動產(chǎn)登記效果見圖1。

圖1 不動產(chǎn)管理

（2）以地控稅

為實現(xiàn)城鎮(zhèn)土地使用稅專業(yè)化管理，切實提高城鎮(zhèn)土地使用稅征管質(zhì)效，減少稅收流失，全面、準確、及時地掌握城鎮(zhèn)土地使用稅相關(guān)信息，實現(xiàn)稅源的精細化、動態(tài)化、可視化和無縫隙化管理，結(jié)合城市土地使用稅征繳現(xiàn)狀，打破傳統(tǒng)的以戶管稅模式，以實景三維數(shù)據(jù)為載體，以城市土地使用稅為突破口和切入點，以土地自有稅源和衍生稅源為主要管理對象，形成“信息比對、以地為基、無縫監(jiān)控、綜合管理”的征收管理模式，從根本上改變涉地稅收“以證控稅、以戶管稅”的管理模式，可大大方便城市政府對稅收的信息化管理。

(3)規(guī)劃方案對比

環(huán)境宜居性是城市建設(shè)的方向和目標，在城市建設(shè)過程中，存在很多影響宜居性的因素，如城市規(guī)劃建設(shè)中，缺乏科學、系統(tǒng)規(guī)劃，將導(dǎo)致城市建設(shè)擁擠、零亂、不協(xié)調(diào)等問題；建筑設(shè)計方案的比選過程中，評審部門使用系統(tǒng)多方案比選功能將各單位設(shè)計方案加載在實景三維數(shù)據(jù)后，可多角度、多視覺對方案進行評審[2]，以保證城市建設(shè)合理、協(xié)調(diào)和科學發(fā)展[3]。利用實景三維數(shù)據(jù)實現(xiàn)規(guī)劃方案對比效果見圖2。

圖2 方案對比

(4)城市部件管理

城市部件是市政管理的基礎(chǔ)，一般包括路燈、電話亭、垃圾桶、管線等。在傳統(tǒng)二維系統(tǒng)中，一般用二維符號來表述，其特點抽象，不直觀，需專業(yè)技術(shù)人員判讀操作。而采用實景三維模型數(shù)據(jù)，可以通過1∶1的三維模型將城市部件形象展示，便于直觀、全面、多角度觀察物體，查詢物體物理、業(yè)務(wù)屬性信息，提高市政管理水平。部件三維效果見圖3。

圖3 部件三維效果

(5)監(jiān)測點選址

城管、公安等部門監(jiān)測點的選址和設(shè)備安裝的科學性事關(guān)監(jiān)測點的視野和數(shù)據(jù)的獲取量，同時也體現(xiàn)一個城市的信息化管理水平，如有效監(jiān)控違章?lián)尳ㄕ嫉澜?jīng)營等[4]行為的全貌。利用實景三維數(shù)據(jù)加計算機技術(shù)就可以室內(nèi)進行監(jiān)測點方案設(shè)計，減少人員實地勘測費用和工作量，大大縮短工期，滿足監(jiān)測點選址需求。

(6)歷史回溯

利用實景三維數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)在三維場景下歷史回溯，可以按時間順序自動播放歷年土地利用情況圖、城市規(guī)劃方案、城市建設(shè)進展分布圖等專題數(shù)據(jù)，在回溯過程中可進行圖形和屬性的交互查詢、定位。為優(yōu)化城市空間布局提供依據(jù)，預(yù)防規(guī)劃失誤，規(guī)范建設(shè)行為與建設(shè)活動，防止對傳統(tǒng)格局、歷史風貌和空間尺度造成破壞和影響。歷史回溯效果見圖4。

圖4 歷史回溯效果

(7)地下管網(wǎng)

管線數(shù)據(jù)和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)整合在實景三維數(shù)據(jù)平臺下，實現(xiàn)地面和地下測繪地理信息數(shù)據(jù)的互動，地下和地上空間連在一起，可視化效果好，對地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)進行查詢、計算與分析，可實現(xiàn)對城市地下綜合管線的規(guī)劃、設(shè)計施工到竣工入庫和管線更新審批的全生命周期的三維化管理，為智慧管網(wǎng)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)[5]。地下三維管網(wǎng)管理效果見圖5。

圖5 地下三維管網(wǎng)效果圖

(8)應(yīng)急保障

目前，應(yīng)急管理工作已經(jīng)成為國家公共安全工作的重點內(nèi)容之一，基于實景三維數(shù)據(jù)平臺，結(jié)合3S技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)了城市應(yīng)急環(huán)境從二維到三維的跨越。

在應(yīng)急預(yù)案定制方面，可在三維場景里進行方案制定，方案修改，方案推演，直到達到滿意的效果，為方案的制定提供了科學依據(jù)。

應(yīng)急事件部署是應(yīng)急管理的重要環(huán)節(jié)，在三維場景中，可根據(jù)應(yīng)急方案的具體要求進行應(yīng)急事件部署和標注，部署內(nèi)容客觀真實，通俗易懂。

應(yīng)急指揮基于實景三維數(shù)據(jù)，可以為應(yīng)急指揮人員提供更加直觀、準確的地理信息數(shù)據(jù)，避免傳統(tǒng)的地理信息表達不直觀、位置描述不準確等現(xiàn)象，從而減少了應(yīng)急指揮中失誤情況的發(fā)生，提高應(yīng)急管理效率。

結(jié)束語：隨著數(shù)字城市和智慧城市的快速發(fā)展，社會對立體化的數(shù)據(jù)需求將會更加迫切，基于實景三維模型數(shù)據(jù)上的應(yīng)用將會更深入，應(yīng)用前景也將會更加廣闊。

[1]路志越．城市擬三維地圖生產(chǎn)方法與應(yīng)用技術(shù)研究[J]．測繪與空間地理信息，2016(5)：17-19.

[2]陳育新．真三維立體顯示技術(shù)在不動產(chǎn)登記統(tǒng)一平臺中的應(yīng)用研究[J]．測繪與空間地理信息，2016(5)：107-109.

[3]曲林，馮洋，支玲美，等．基于無人機傾斜攝影數(shù)據(jù)的實景三維建模研究[J]．測繪與空間地理信息，2015(3)：38-39.

[4]汪雯琦，馮琰，顧星曄，等.上海市3維城市規(guī)劃輔助審批系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用研究[J]．測繪與空間地理信息，2013(7)：97-100.

[5]李宏旭，楊李東．基于CityEngine的三維城市規(guī)劃設(shè)計與研究[J]測繪與空間地理信息，2016(5)：55-57.

[6]張鵬程，丘廣新，陳鵬，等．廣州市地下綜合管線三維管理系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J]．測繪與空間地理信息，2015(10)：4-6.

田高力 (1964― )，男，漢族，從事地理信息管理工作。E-mail:734216852@qq.com