三维城市规划地理信息系统的研究与实现

摘要

随着数字化城市的建设推进，三维城市规划地理信息系统建设对于城市建设的规划和决策起着重要作用。三维城市规划地理信息管理系统需要能够把不同的空间数据、城市建设信息、城市规划信息整合在同一平台之内，以“信息资源整合”为核心，提供各种基于空间信息之上的智能化应用服务。面向城市规划的三维地理信息系统整合专业的数据库管理系统时，需要对空间数据进行统一存储和管理，以实现多元化数据的一体化管理，而且在数据处理时针对不同数据模型的动态管理与展现，来提高空间数据的使用效率，降低与各个对应应用子系统开发与维护的成本。
　　 针对上述问题，本文对城市规划地理信息管理相关业务需求进行了深入分析，提出了一种可动态调整的三维地理信息一体化管理数据模型和面向城市规划的管理业务流程。在此基础上，本文进一步阐述了三维城市规划地理信息系统的设计与实现，该系统由可动态调整三维地理信息模型、支持可动态调整三维地理信息模型引擎、专题业务数据模块组成，实现了基础地理信息库（包括各种比例尺的矢量地理信息、各种卫星影像数据、航空影像数据及各种专业地理信息）基于元数据管理和属性信息管理的一体化应用。最后，本文介绍了该系统在长三角某城市规划项目中的应用，应用情况表明该系统是有效可行的，具有开放性强、可定制化、可以无缝连接三维模型信息和二维GIS信息、三维动画质量高等特点。
　　 本文的主要工作如下：
　　 1、提出了一种适用于城市规划业务的可动态调整三维地理信息一体化管理数据模型，该模型针对交通基础数据、植被、居民区、水系、公建设施、地貌、地面设施、建构筑物等进行定义，能够容纳各种标准地理信息资源信息并实现动态更新。
　　 2、设计和实现了支持可动态调整三维地理信息模型的引擎。该引擎采用四叉树算法，用分层管理技术针对每个地物的地面高程、高度值实现真实的地物要素的完全逼真还原，用三维方式表现城市建设全生命周期的GIS信息。
　　 3、设计和实现了基于OpenGIS的系统，该系统通过系统平台来自定义数据（包括数据表、数据字段、数据的存储验、数据的编辑修改规则等）、自定义数据管理功能（包括数据的界面操作表现、界面操作规则等）、自定义数据的查询分析（可以自定义任何的查询分析方法、分析内容、分析的形式）、自定义业务规则（可自定义数据之间的关系、数据的相关性约束规则、数据的有效性检验方式等）、自定义地理数据的表现形式（地图显示符号、颜色等自定义）。该系统已在长三角某城市中得到实际应用。