1. 建設目標
廣州市城市規劃自動化中心以現有二維、三維空間信息數據資源庫爲基礎,綜合運用遙感、地理信息系統、視景仿真、數據庫、網絡及多媒體等技術,建立了一個面向廣州市城市規劃的三維可視信息平臺。該三維可視信息平臺包含廣州市現狀三維模型、廣州市規劃方案三維模型、以及與此相關聯的屬性信息和規劃指標信息,平臺能模擬真實的地形地貌,能以三維可視的方式記錄和呈現詳細規劃方案,預覽城市形態的發展變化。在三維信息平臺的基礎上,針對城市規劃編制的技術特點和城市規劃管理的業務特點,在平臺中還提供了一些輔助規劃管理的功能,作爲現狀調查、方案設計、方案分析、方案審批以及領導決策等重要輔助手段,爲廣州市土地與空間資源的規劃管理、廣州市建設項目的規劃管理提供專業服務。
2. 平臺總體設計
2.1平臺體系結構設計
平臺採用的是採用B/S三層體系結構,它將應用程序結構劃分三層獨立的包,包括用戶表示層、業務邏輯層、數據訪問層。其中將實現人機界面的所有表單和組件放在表示層,將所有業務規則和邏輯的實現封裝在負責業務邏輯組件中,將所有和數據庫的交互封裝在數據訪問組件中。業務層包括三維地圖操作和二維地圖操作的二次開發應用模塊。其中平臺的三維地圖操作二次開發應用利用Terra Explorer Pro提供的二次開發接口和控件。其總體設計框架如下所示:
圖1 三維管理平臺總體設計框架
2.2 網絡設計
平臺的網絡發佈如下圖所示
圖2 三維管理平臺的網絡發佈
2.3 平臺數據結構
(1)基礎地型數據:DOM、DEM數據
(2)基礎地理數據:規劃管理單元、用地紅線、導則地塊、道路紅線、1:500地型圖等;
(3)三維模型數據:現狀三維模型庫、規劃三維模型庫。
2.4 平臺總體功能
(1) 全範圍的三維漫遊
靈活的運動控制模式,可以提供鼠標、鍵盤或遊戲杆控制,用戶可以在三維場景中前進、後退,改變行走方向,升高、降低視點。提供行走、駕駛等多種瀏覽模式。提供多條遊覽路徑,用戶可以沿固定路徑交互式瀏覽飛行。
圖3 三維管理平臺的界面
(2)空間搜索定位查詢
根據所感興趣的地名點、規劃管理單元、用地紅線等相關信息進行模糊查詢,在搜索對話框中輸入所要搜索的關鍵字,將快速的搜索到所有符合條件的結果。根據檢索結果,在三維顯示視窗中動態飛行到對象所在的位置。
圖4 三維管理平臺的定位查詢
(3)屬性信息查詢
可使用該工具在三維顯示視窗中,點選目標對象並查詢出對象所附帶的屬性信息。
圖5 三維管理平臺的信息查詢
(4)空間量測
面積測量:提供面積測算工具,可以對指定的三點或者多點圍成的面積大小進行計算和顯示。
距離測算:提供距離測算工具,可以對的指定的兩點或者多點之間的距離進行計算和顯示,同時計算高差和坡度。
高度測量:提供高度測算工具,可以對的指定的兩點之間的高度進行計算和顯示。
(5)二維輔助快速空間定位功能
在二維電子地圖中點擊任意點,三維場景可迅速切換到此處。
(6)地下管線的空間分析
實現了地下管線的三維化,並結合地面環境,進行空間分析。
圖6 三維管理平臺的地下管線空間分析
3. 平臺特點
(1)平臺採用世界先進的“數字地球”技術
平臺採用美國skyline公司的三維軟件體系,可以實現以“數字地球”爲背景,從太空到地面的任意飛行瀏覽,數據查詢、分析。平臺設計能夠實現多種分辨率影像、數字高程模型無縫集成,能夠支持GIS數據的讀寫,平臺遵循Openflight Direct X 標準,能夠集成多源數據。
(2)平臺建立在高精度的三維場景上
平臺是採用城市0.2米分辨率正射影像圖和數字高程模型數據,基於這種精確的三維地理環境,使三維建築模型置於目標區域能夠看見其精確的空間分佈,使城市規劃、管理、審批更加準確科學。
(3)平臺承載海量數據,運行效率高
平臺建設採用了0.2米分辨率數字正射影像以及數字高程模型數據。原始地理數據量達到數百GB,再加上整個城市上萬棟3D建築,平臺的數據是非常龐大的。對於這樣的數據量,平臺採用了創新的數據管理方式:即統一的三維地形場景,分塊的三維建築數據,實現三維建築模型分層調入,使平臺既是一個有機的整體,又能快速運行,從而成功解決海量數據和運行效率的問題。
(4)平臺操作方便,功能強大
平臺採用先進的圖像壓縮和調入技術,實現地形調度時真正的無縫連接。相對於其它平臺,操作更加靈活,互操作能力更強。作爲一個基於影像的三維城市規劃信息平臺,不僅僅體現在三維建築的美觀上,相對而言更體現在基於真實影像的決策分析上,平臺提供靈活方便的操作工具,包括查詢、量測、以及規劃分析等等。這些工具可以快速的將規劃方案置入平臺中進行輔助決策。
(5)集城市建築單體設計與總體規劃思想於一體,提高管理效率
平臺利用0.2米分辨率數字正射影像以及數字高程數據模擬真實的城市地理環境。用戶既可以從整體上查看瀏覽城市規劃佈局,也可以從微觀處瞭解單個規劃項目的優劣情況。是集成城市建築單體設計與總體規劃思想於一體的一個新的平臺,提供用戶動態地模擬城市規劃與設計的未來現實景觀效果,集城市三維現狀和未來規劃爲一體,改變規劃部門現有作業模式,提高規劃管理效率。
(6)二三維聯動,實用性強
平臺可以和現有的二維規劃管理信息平臺緊密結合,既是二維規劃信息平臺的一個子平臺,與規劃管理審批流程融爲一體,支持管理管理審批、決策的全過程,也可以獨立單機運行,獨自加載數據,直接用於管理審批決策。
(7)平臺擴展性強
平臺建立在一個開放的技術體系上,採用全組件化設計,可以根據用戶需求來靈活配置平臺模塊,並支持標準語言開發,特別是對微軟.NET技術支持完善,可以方便的實現C/S、B/S應用。
(8)平臺網絡發佈功能強大
平臺採用高精度的DOM數據和DEM數據,其總體數據規模達數百GB,但平臺成熟的網絡發佈技術,可以使如此海量的數據能夠在網絡上快速運行。