三維GIS在智慧城市中的應(yīng)用

嚴(yán)字+臧慶山+張艷兵

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化水平不斷提高，三維GIS技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用發(fā)揮著越來越重要的影響。本文主要從三維GIS關(guān)鍵技術(shù)概述入手，通過GIS關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用案例分析三維GIS在智慧城市中的具體應(yīng)用，力求為相關(guān)行業(yè)提供豐富的理論借鑒，更好的提高當(dāng)前城市化建設(shè)的水平。

關(guān)鍵詞：三維GIS；智慧城市；應(yīng)用

隨著國家城市人口的不斷激增，資源、設(shè)施與人口的空間分布對(duì)城市化建設(shè)起著越來越重要的影響。三維空間的有效感知日益成為城市建設(shè)規(guī)劃和管理的重要問題，也是加強(qiáng)城市的信息化建設(shè)的關(guān)鍵。GIS信息技術(shù)以其強(qiáng)大的分析能力，在城市信息管理上有著廣泛的應(yīng)用，能夠較為輕松的解決復(fù)雜的城市三維的空間資源配置，有效的實(shí)現(xiàn)智慧城市的建設(shè)。

1三維GIS關(guān)鍵技術(shù)概述

（1）真三維GIS數(shù)據(jù)模型與GIS數(shù)據(jù)建模。真三維GIS數(shù)據(jù)模型是三維關(guān)鍵技術(shù)之一，通過有效刻畫空間幾何模型、拓?fù)鋱D和語義等特征，有效實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的三維幾何表達(dá)，真正實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施性能的語義描述，拓展物聯(lián)網(wǎng)信息的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形地理環(huán)境的層次描述。在數(shù)據(jù)建模的過程中，GIS技術(shù)所普及和應(yīng)用的真正保障在于三維空間技術(shù)的數(shù)據(jù)獲取精度得到充分規(guī)范，通過三維GIS技術(shù)的應(yīng)用和規(guī)范，出現(xiàn)了諸如三維CAD模型、BIM建筑信息模型以及GIS三維技術(shù)模型相融合的前沿技術(shù)。三維GIS建模的最大特點(diǎn)在于有效的實(shí)現(xiàn)高低細(xì)節(jié)層次的有效轉(zhuǎn)化，建立起更加精細(xì)、高效的三維數(shù)據(jù)模型，有效的實(shí)踐智慧城市三維建模技術(shù)規(guī)范。

（2）GIS數(shù)據(jù)組織管理模式與三維可視化分析。在三維GIS發(fā)展過程中組織管理所面臨的問題主要表現(xiàn)在兩大方面：I/O瓶頸與服務(wù)器性能瓶頸。在三維數(shù)據(jù)的組織環(huán)節(jié)中，往往存在數(shù)據(jù)庫模型的數(shù)據(jù)量大和諸多空間的分布上出現(xiàn)不均等現(xiàn)象，使得GIS數(shù)據(jù)組織存在嚴(yán)重的I/O數(shù)據(jù)管理瓶頸。在服務(wù)器的性能方面，三維數(shù)據(jù)的分析和實(shí)時(shí)的可視化應(yīng)用的過程往往存在較為復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)操作的問題，很難實(shí)現(xiàn)有效的組織和管理。以此，要加強(qiáng)GIS數(shù)據(jù)建模的有效統(tǒng)一，在系統(tǒng)研制上注重動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制，適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)三維空間的索引、通信傳輸?shù)认到y(tǒng)管理模式。通過不同層次的用戶需求設(shè)置好GIS數(shù)據(jù)組織管理模式，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的有效目的，注重GIS關(guān)聯(lián)語義和感知，真正提高數(shù)據(jù)庫的智能搜索能力。針對(duì)智慧的城市建設(shè)，GIS技術(shù)有效提升了數(shù)據(jù)庫的共享，有效提升城市的應(yīng)用效能，為精細(xì)化應(yīng)用提供社會(huì)化應(yīng)用服務(wù)。在數(shù)據(jù)的組織模式和相應(yīng)的空間索引，滿足實(shí)時(shí)可視化的應(yīng)用需求。在三維可視化分析方面，GIS數(shù)據(jù)有效的提升人機(jī)的互動(dòng)，注重圖像信息的質(zhì)量和場景效果，講求時(shí)效性和高精度的效果。在傳統(tǒng)的可視化技術(shù)發(fā)展過程中，大多的技術(shù)設(shè)備往往會(huì)受到復(fù)雜場景和細(xì)節(jié)上的影響和限制，盡量減少格式模型轉(zhuǎn)化的時(shí)間浪費(fèi)。通過三維空間的有效調(diào)度機(jī)制，有效實(shí)現(xiàn)局部的動(dòng)態(tài)與優(yōu)化，更大程度的滿足不同場景的可視化需求。三維的可視化與空間分析的一體化，要密切拓展和深化綜合管理應(yīng)用方面的合作和交流。綜合考慮，注重加強(qiáng)語義的拓?fù)潢P(guān)系，實(shí)現(xiàn)分析研究的可視化內(nèi)容。密切關(guān)注環(huán)境及時(shí)空模擬的可視化，有效的協(xié)同GIS數(shù)據(jù)三維可視化分析。

2三維GIS關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用案例

三維GIS的發(fā)展成為智慧城市建設(shè)的主要內(nèi)容，日益滲透在城市生活的各個(gè)方面。以某市為例，目前該市建成了9218平方千米的框架模型、525平方千米的三維模型和400多平方千米的地下管線數(shù)據(jù)模型，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、生產(chǎn)、維護(hù)和應(yīng)用方面的—體化體系。通過GIS關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐，使得城市的建設(shè)和規(guī)劃更加趨向合理科學(xué)的動(dòng)態(tài)化方向，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、信息以及屬性的可持續(xù)更新。通過三維動(dòng)態(tài)化的管理，有效的提高了該市規(guī)劃審批的效率和速度，同時(shí)也進(jìn)一步提升了城市的運(yùn)作和融合力，整合了更多的城市評(píng)價(jià)信息比如人口、事件、法人等各種專題，有效的提升了城市的規(guī)劃和管理決策方面的科學(xué)性，有效實(shí)現(xiàn)了該市的資源整合與利用，推動(dòng)該市向智慧城市方向堅(jiān)實(shí)的邁進(jìn)。智慧城市作為新一代的技術(shù)支撐，基于物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算等技術(shù)使得城市建設(shè)的智慧產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，有效的實(shí)現(xiàn)智慧城市的可持續(xù)發(fā)展，深刻的體現(xiàn)了以人為本的發(fā)展理念。

3三維GIS在智慧城市中的具體作用及發(fā)展展望

從三維GIS在智慧城市中的具體作用來看，實(shí)時(shí)的三維GIS技術(shù)能夠有效的承載物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與傳感系統(tǒng)，將真實(shí)、精準(zhǔn)的物象進(jìn)行動(dòng)態(tài)的呈現(xiàn)、處理和共享，實(shí)現(xiàn)城市與數(shù)字之間的有效聯(lián)系，從而更好的為人們提供一個(gè)較為密切生活的工作空間。這些技術(shù)是傳統(tǒng)城市建設(shè)效果圖和盤沙技術(shù)所無法實(shí)現(xiàn)的。從GIS技術(shù)在智慧城市建設(shè)未來的發(fā)展趨勢(shì)來看，GIS技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用發(fā)展方向應(yīng)從當(dāng)前的三維GIS到實(shí)時(shí)的GIS呈現(xiàn)。即把立體、動(dòng)態(tài)的真實(shí)世界全面正確的映射數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)GIS技術(shù)的強(qiáng)大功能，真正為人們提供便捷服務(wù)。智慧城市能夠有效協(xié)調(diào)虛擬的地理環(huán)境，通過定量和定性的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展，通過全景和三維云等高科技三維數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)智慧城市無縫導(dǎo)航與城市定位的智能化。三維GIS技術(shù)，從未來的發(fā)展來看，必然能夠有效的保證城市的安全和智慧城市的建設(shè)，推動(dòng)GIS數(shù)據(jù)模型的可視化與空間的分析，更好的為人們的生活服務(wù)。

結(jié)語：綜上所述，加強(qiáng)三維GIS在智慧城市中的應(yīng)用和研究，對(duì)于我國的城市建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。三維GIS在智慧城市建設(shè)中依據(jù)自身的特點(diǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)有效發(fā)揮，使得城市建設(shè)的打造更好的適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在三維GIS技術(shù)的發(fā)展過程中，必將通過技術(shù)的優(yōu)越性在整個(gè)城市建筑以及規(guī)劃應(yīng)用中發(fā)揮著重要的潛力，有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市向著智慧城市方向的飛躍。endprint