基于三維GIS的城市地下管線管理系統(tǒng)研究綜述

安 聰，吳楚怡

（地泰克工程勘察（上海）有限公司，上海市 201206）

1 研究背景

1.1 城市地下管線及其管理現(xiàn)狀

城市地下綜合管網(wǎng)肩負(fù)著各種物質(zhì)的輸送和調(diào)配、信息的傳輸?shù)裙ぷ?。傳統(tǒng)圖紙圖表管理模式已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)對大量管線信息的有效管理和利用，導(dǎo)致城市管線施工事故頻頻發(fā)生[1]。隨著GIS對地理空間數(shù)據(jù)的強(qiáng)大展示和分析能力的研究，GIS網(wǎng)絡(luò)分析等功能是解決管網(wǎng)維護(hù)中遇到問題的利器，將GIS技術(shù)尤其是三維GIS技術(shù)用于地下綜合管網(wǎng)的管理是大勢所趨。

地下管網(wǎng)的特點(diǎn)是層次結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，僅僅使用傳統(tǒng)的二維平面GIS技術(shù)來建立地下管線信息管理系統(tǒng)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)管線在平面上重疊、錯(cuò)亂等問題，極易造成視覺上的不好分辨，導(dǎo)致管理工作上的錯(cuò)誤，也給地下管網(wǎng)問題分析、決策帶來極大的難度。這就需要將地下綜合管線進(jìn)行三維可視化表達(dá)，將二維和三維系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)系統(tǒng)的二維與三維一體化，才能對地下綜合管線進(jìn)行有效、統(tǒng)一的管理。將三維GIS技術(shù)用于管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)建設(shè)，不僅可以使錯(cuò)綜復(fù)雜的地下管網(wǎng)在顯示層面上變得層次明確，更能使非GIS專業(yè)的管理人員也能夠輕松使用管理系統(tǒng)，降低了管網(wǎng)管理過程中的人力成本。

GIS的空間數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)是改變目前滯后的管網(wǎng)信息化管理的根本途徑，是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)管理現(xiàn)代化的核心技術(shù)。另外，三維GIS以其在管網(wǎng)可視化、三維空間分析上的優(yōu)勢，成為地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的最優(yōu)選擇。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在信息化程度比較高的城市，地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的建設(shè)屬于城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。比如法國的巴黎、美國的洛杉磯和日本的東京，在20世紀(jì)八九十年代就開始了地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作。

從國外情況來看，自20世紀(jì)90年代開始，城市規(guī)劃與城市管理中大量地引入了GIS技術(shù)，大量國外城市的GIS管理系統(tǒng)建設(shè)如火如荼，在地下管網(wǎng)管理方面也建立起了各種規(guī)模的地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)。從運(yùn)行狀況來看，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。例如法國巴黎的舊城區(qū)和日本東京的地下污水管道，都采用了GIS建立了地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)，可以很方便地對地下管道進(jìn)行檢查[2]。

國內(nèi)的地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)由于種種原因起步較晚，比國際先進(jìn)水平差距較大，但是近些年來發(fā)展迅猛，取得了不少成果。北京市在20世紀(jì)90年代就開始了地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)，在全國都有比較大的示范意義。上海建成了自來水管理信息系統(tǒng)，廣州建成了地下電力管線信息系統(tǒng)。隨后，武漢、南京、杭州也分別建設(shè)了各種地下綜合管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)[3]。

整體來看，國內(nèi)各個(gè)城市已經(jīng)建設(shè)的地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)局限性還是比較大的。例如沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)的軟件系統(tǒng)不具備廣泛使用的特點(diǎn)；個(gè)別城市想要開發(fā)新的系統(tǒng)，需要面臨資金投入大、建設(shè)周期長、數(shù)據(jù)規(guī)模大、技術(shù)難度高等問題。從實(shí)際來看，一般中小城市的相關(guān)部門無法承受上述問題[4]。大量缺乏對于管線的各種分析功能，如橫斷面分析、縱斷面分析、連通性分析等，這樣使得管線施工遇到極大的問題。傳統(tǒng)的二維GIS向三維GIS過渡顯然是大勢所趨，但是技術(shù)細(xì)節(jié)問題還是較多，目前還沒有一款完全的三維GIS平臺，在不拋棄傳統(tǒng)二維GIS的同時(shí)進(jìn)行三維GIS的研究，從二維與三維一體化的角度去解決問題是目前大多數(shù)方案的核心[5]。

綜合國內(nèi)外地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)發(fā)展的情況來看，大致可總結(jié)為4個(gè)階段[6]。

第一階段：管理信息系統(tǒng)建設(shè)階段。這一階段使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）技術(shù)，完成管線、管點(diǎn)的數(shù)據(jù)錄入與存儲。其特點(diǎn)是以數(shù)據(jù)的存儲為核心。

第二階段：管理信息系統(tǒng)與圖形相結(jié)合。這種方法其實(shí)很簡單地將圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一分為二。

第三階段：連接圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。

第四階段：采用三維GIS來統(tǒng)一管理圖形、屬性、拓?fù)潢P(guān)系。這樣不僅能夠滿足人們對空間信息的要求，而且其特有的三維可視化表達(dá)和三維空間分析功能能夠完美地進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析、動(dòng)態(tài)模擬和輔助決策服務(wù)。構(gòu)建基于三維GIS的地下管線信息管理系統(tǒng)是目前最合適的選擇。

基于地理信息系統(tǒng)的三維GIS平臺的開發(fā)總體上可以分為兩方面：一方面是管理模式的設(shè)計(jì)與開發(fā)，另一方面是管理平臺工具的二次開發(fā)。

2 三維管網(wǎng)模型構(gòu)建理論研究

在GIS中描述對象的方法主要基于如下幾個(gè)方面：幾何屬性描述、語義描述、空間關(guān)系和時(shí)間描述?；诿枋龊x不同，對象可分為空間對象和非空間對象兩種類型，即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。三維管網(wǎng)模型構(gòu)建的空間數(shù)據(jù)包括三維管線的長度、埋藏地點(diǎn)、埋深等。屬性數(shù)據(jù)包括的內(nèi)容比較多，如管線的設(shè)計(jì)使用年限、管線的權(quán)屬等。由空間信息和屬性信息來共同構(gòu)建三維管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型。

2.1 三維數(shù)據(jù)類型

空間數(shù)據(jù)模型是用來描述空間數(shù)據(jù)組織和進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。常見的模型由概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型部分構(gòu)成。對于三維GIS研究的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)庫模型必須經(jīng)歷由二維向三維的轉(zhuǎn)化。由于三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)量很大，較難建立一個(gè)有效的三維數(shù)據(jù)模型[7]。

2.2 地下管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)模型

地下管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)模型是空間數(shù)據(jù)模型的一類，它為描述地下管網(wǎng)空間幾何對象和管網(wǎng)可視化等方面提供了基本的方法，在管網(wǎng)數(shù)據(jù)的可視化描述和管網(wǎng)空間分析等方面起著至關(guān)重要的作用，是管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵技術(shù)

2.3 地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

城市地下管網(wǎng)中，各類管線在三維空間上相互獨(dú)立。其中，排水管網(wǎng)等重力管線屬于單向樹狀管網(wǎng)。燃?xì)?、熱力等壓力管線在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到安全因素，多采用環(huán)狀設(shè)計(jì)。地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)可簡化成弧段與節(jié)點(diǎn)的集合。節(jié)點(diǎn)不但包括管線的變徑點(diǎn)、分支點(diǎn)、交叉點(diǎn)、拐點(diǎn)，還包括網(wǎng)管數(shù)據(jù)中附屬設(shè)施的抽象點(diǎn)、弧段。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是在管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中建立管線拓?fù)潢P(guān)系時(shí)，不用考慮點(diǎn)與面、線與面的拓?fù)潢P(guān)系。因此，應(yīng)對管網(wǎng)進(jìn)行抽象處理和適當(dāng)?shù)暮喕饶軡M足三維可視化需求，又能強(qiáng)調(diào)管網(wǎng)系統(tǒng)的分析功能?，F(xiàn)實(shí)世界管網(wǎng)的管線大多數(shù)為圓柱或圓臺管道，可通過快速化建模實(shí)現(xiàn)。

2.4 地下三維管網(wǎng)建模

三維建模的基礎(chǔ)是使用CAD圖紙轉(zhuǎn)化為DXF開放式矢量數(shù)據(jù)格式，然后將管線數(shù)據(jù)存入三維GIS數(shù)據(jù)庫中。DXF是CAD數(shù)據(jù)文件的文本格式，是一種開放的矢量數(shù)據(jù)格式，可以通過為讀取基于ASCII編碼的DFX格式文件中的圖元坐標(biāo)信息，應(yīng)用圖形匹配算法生成三維管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)由二維CAD向三維地下管網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。本研究中，地下管線的數(shù)據(jù)同時(shí)使用SuperMap的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集和三維數(shù)據(jù)集（包括三維線數(shù)據(jù)集與三維點(diǎn)數(shù)據(jù)集）進(jìn)行組織[8]。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集既包含管網(wǎng)的線數(shù)據(jù)（包括流向等信息），又包括管點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)據(jù)。三維數(shù)據(jù)集主要針對三維建模與空間表達(dá)。通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集可以實(shí)現(xiàn)對管網(wǎng)系統(tǒng)的分析功能，如連通性分析與爆管分析。在三維場景中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集也可以和三維線數(shù)據(jù)互相轉(zhuǎn)換。由于地下三維管網(wǎng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，管線與管點(diǎn)的模型必須要分開建立。管點(diǎn)建模主要是針對可以點(diǎn)狀表示的設(shè)施，如管道井、管線閥口等。管線建模主要是針對線狀表示的管網(wǎng)設(shè)施，如各類型的管線、管段和管塊。管網(wǎng)建模技術(shù)重要有兩種，一種是使用超圖軟件自帶的二維三維轉(zhuǎn)化工具自動(dòng)建模，另一種就是局域3dsMax手動(dòng)建模，然后倒入應(yīng)用場景。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，3dsMax手動(dòng)建模的優(yōu)點(diǎn)是模型精細(xì)程度高，三維展示效果好；缺點(diǎn)是由于手動(dòng)建模，難度較高、制作效率較低，如城市地下管網(wǎng)這種大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)，并且手動(dòng)建模更改麻煩，后期模型數(shù)據(jù)維護(hù)更新十分困難。自動(dòng)建模雖然精細(xì)度不如手動(dòng)建模，但是其優(yōu)點(diǎn)是制作效率高，后期更新方便。為了揚(yáng)長避短，各取所需，在地下管網(wǎng)模型構(gòu)建過程中，大部分?jǐn)?shù)據(jù)采用三維管線自動(dòng)生成方法，還有一些需要精確建模的采用3dsMax精細(xì)建模的方式進(jìn)行模型數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。

管線模型以管線起止點(diǎn)坐標(biāo)、埋深、管徑等信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)自動(dòng)生成三維模型。管點(diǎn)模型如管井、管閥等其標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，可采用3dsMax軟件制作精細(xì)的管點(diǎn)模型，構(gòu)建管點(diǎn)模型符號庫，以管點(diǎn)坐標(biāo)、高程、管點(diǎn)類別信息判別，自動(dòng)加載各類管點(diǎn)符號模型。建模過程如圖1所示。

圖1 地下管網(wǎng)三維場景構(gòu)建流程

管線的三維化使用Autodesk3dsMax制作三維符號。分別制作了水、電、暖、通信等各類管點(diǎn)和管線的符號。三維點(diǎn)符號只需要通過導(dǎo)入三維模型來構(gòu)建。制作三維符號時(shí)，首先需要設(shè)置模型，導(dǎo)入管線的3ds和Sgm模型文件。Sgm是SuperMap提供的一種三維模型存儲格式，在SuperMap中可將3ds格式轉(zhuǎn)化為Sgm格式。3ds也提供了3D符號庫，包括三維管線符號庫文件和三維管點(diǎn)符號庫文件，方便快速建模。

3 地下管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循以下4個(gè)原則：實(shí)用性原則、先進(jìn)性原則、友好性原則、可靠性原則。

經(jīng)按反演步驟（2）重復(fù)多次計(jì)算后所得結(jié)果見圖2~圖5。

圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的4個(gè)階段

圖5 橫斷面管線查詢分析流程

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程

三維地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)以探測繪制的管網(wǎng)地形圖為基礎(chǔ)、管線空間信息與屬性信息數(shù)據(jù)為核心、三維GIS技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)手段。管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對管網(wǎng)設(shè)施屬性和圖形數(shù)據(jù)輸入、修改、查詢檢索、顯示、統(tǒng)計(jì)、分析和輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享，為管網(wǎng)的管理、發(fā)展預(yù)測、規(guī)劃決策提供可靠依據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了資料準(zhǔn)備階段、項(xiàng)目規(guī)劃階段、項(xiàng)目開發(fā)階段、項(xiàng)目試運(yùn)行階段4個(gè)階段，具體工作如圖2所示。

3.2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

三維地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)的總體流程圖如圖3所示。主要分為三塊：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、SDX+空間數(shù)據(jù)庫引擎、不同的子系統(tǒng)與功能模塊。

3.3 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)思想是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)。將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產(chǎn)品模塊。這是模塊化設(shè)計(jì)和制造的功能單元，具有三大特征：

（1）相對獨(dú)立性。可對模塊單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、修改和存儲。

（2）互換性。模塊接口部位的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，容易實(shí)現(xiàn)模塊間的互換。

（3）通用性。有利于實(shí)現(xiàn)橫系列、縱系列產(chǎn)品間的模塊的通用，實(shí)現(xiàn)跨系列產(chǎn)品間的模塊的通用。

針對三維地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了三大功能模塊，如圖4所示。各功能模塊具體描述如圖4所示。

圖4 功能模塊設(shè)計(jì)

3.4 管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

地下管網(wǎng)主要由管線和管點(diǎn)組成。建立管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫不僅要關(guān)注管線、管點(diǎn)的空間位置，屬性數(shù)據(jù)的收集與入庫也至關(guān)重要。屬性數(shù)據(jù)是建立管線數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)，基于管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)來進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、空間分析等操作。地下管網(wǎng)三維模型數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩種[9]。

3.4.1 管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)存儲形式

管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)包括管網(wǎng)的空間地理位置及其對象之間的空間拓?fù)潢P(guān)系，主要包括地下的管線、管點(diǎn)，地上的附屬設(shè)施點(diǎn)（井蓋、消防栓）的空間坐標(biāo)信息及空間拓?fù)潢P(guān)系。管線數(shù)據(jù)主要涉及其種類、使用信息、附屬信息等。對于管網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲，一般采用空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別存儲的形式，使用一體化的技術(shù)進(jìn)行管理。這樣既能有效區(qū)分不同的數(shù)據(jù)便于數(shù)據(jù)存儲，又不破壞其空間與屬性特征。在SuperMap軟件中使用矢量數(shù)據(jù)集進(jìn)行管理，把數(shù)據(jù)分為點(diǎn)、線、面，在點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加上高程信息，就完成了二維到三維的一體化。

3.4.2 管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)的圖層劃分

三維地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)中使用的管網(wǎng)數(shù)據(jù)不但海量，而且因?yàn)楣芫€、管點(diǎn)的種類不同，其結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜。為了使系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)就有比較高的效率，以及方便以后的更新維護(hù)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中必須要對管網(wǎng)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分類，以圖層的方式來區(qū)分不同的管線與管點(diǎn)。

管網(wǎng)圖層的分類原則是：將不同類別、不同級別的圖元數(shù)據(jù)分層存放，每一層包含一類數(shù)據(jù)信息或一種專題。根據(jù)用戶需求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將一些一致性的圖元要素組合在一個(gè)圖層中，表示管網(wǎng)地理特征和這些特征相關(guān)屬性的邏輯意義上的幾何含義。在相同圖層內(nèi)，數(shù)據(jù)通常是相同的類別，具有相同的屬性特征。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中分為四大類圖層。

第一類圖層是地表基礎(chǔ)地形圖。第二類圖層是地表上建筑圖層。第三類是平面圖層。該圖層主要用來在屏幕上顯示特點(diǎn)的信息，不隨著刷新操作而改變，一般用于Logo顯示等固定信息的顯示。第四類圖層是替網(wǎng)圖層。地下管網(wǎng)共分為給水、排水（雨水、污水、雨污合流）、燃?xì)狻崃?、電信、電力、工業(yè)管道七個(gè)類型。對每類管線按照屬性不同又可以細(xì)分為多個(gè)子類型，所依據(jù)的是《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定。

4 管網(wǎng)分析關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 橫截面分析

地下管線橫截面分析原理，是根據(jù)分析需求，在管線區(qū)域畫一條橫截面線，使其與地下管線相交，再依據(jù)相交的情況分析橫截面上的地下管線分布情況，并標(biāo)示出管線的截面尺寸、種類、髙程，管線間的間距等屬性信息能夠反映出管線之間的空間位置關(guān)系。橫截面分析主要是需要計(jì)算出橫截面線與管線相交之處的截面數(shù)據(jù)。其原理是先在區(qū)域中查找與橫截面相交的管線要素，然后計(jì)算管線與橫截面線的交點(diǎn)二維坐標(biāo)，最后使用關(guān)聯(lián)檢索出相交管線的起止點(diǎn)埋深信息[10]。橫斷面管線查詢分析流程如圖5所示。

4.2 縱斷面分析

地下管線縱斷面分析的目的是了解某個(gè)位置若干條地下管線的地下埋設(shè)狀況，并標(biāo)示出沿線各個(gè)管點(diǎn)的位置和各管線段的埋深，自動(dòng)產(chǎn)生管線縱截面所對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)和線上各管點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)，從而了解管線的地下分布情況，為管線規(guī)劃和管線維護(hù)提供參考與依據(jù)。

4.3 連通性分析

地下管線連接了各個(gè)管點(diǎn)、地面設(shè)施，其形態(tài)己經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的形式。網(wǎng)絡(luò)線段上必定具有資源和要素流動(dòng)方向，而網(wǎng)絡(luò)中的資源要素流動(dòng)的前提是網(wǎng)絡(luò)的連通。

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通性分析的原理是從確定的網(wǎng)絡(luò)流流向來尋求網(wǎng)絡(luò)路線與區(qū)域。最短路徑分析是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連通性和相應(yīng)的權(quán)重，利用一定路徑跟蹤原理獲取權(quán)重向最短路徑。管網(wǎng)的連通性分析主要是基于圖論的遍歷理論搜索出管網(wǎng)的連通分支數(shù)。由于算法的優(yōu)化給出了各連通分支的搜索起始點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連通性分析，具體流程圖如圖6所示。

圖6 連通性分析流程圖

4.4 地下場景的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

地下場景的控制主要包括3個(gè)方面。第一，開啟或者關(guān)閉地下場景。第二，對地表進(jìn)行透明度設(shè)置。第三，進(jìn)行地表開挖操作。地表開挖操作是對地表指定區(qū)域進(jìn)行某一深度的地下挖掘，能夠直觀觀察該區(qū)域的地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)。

4.5 三維查詢

三維查詢是通過SQL關(guān)系表達(dá)式或者屬性信息從三維場景中檢索出目標(biāo)物體。三維查詢主要分為兩部分：

（1）從屬性信息通過端L關(guān)系表達(dá)式查詢對象，也稱作“屬性查圖”。

（2）通過點(diǎn)擊場景中待查地物，顯示地物的屬性信息，也稱作“圖查屬性”。三維查詢的實(shí)現(xiàn)流程如下；

a.通過訪問圖層控件來獲取圖層控件相關(guān)聯(lián)的場景，從場景中得到三維圖層的集合3D-Layers。

b.從三維圖層集合中檢索出數(shù)據(jù)集所在的圖層。

c.調(diào)用Selection函數(shù)，獲取圖層的選擇及3D Selection。

d.將查詢到的記錄集添加到選擇集調(diào)用Selection3D.Add方法。

e.更新渲染查詢出的數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

三維GIS在地下管線的管理和應(yīng)用上仍具有很廣闊的前景、巨大的發(fā)展與提升空間，如管線、管點(diǎn)建模優(yōu)化，三維管網(wǎng)的空間分析功能的優(yōu)化，系統(tǒng)平臺與移動(dòng)平臺交互，與“智慧城市”的結(jié)合等。隨著城市化水平的不斷提高和城市發(fā)展的日益加快，智能化地理信息平臺也需要與時(shí)俱進(jìn)，在各領(lǐng)域發(fā)揮自身的優(yōu)勢和價(jià)值。