基于二維三維一體化管理的基礎測繪數據平臺研究

苗雨

摘 要：目前中央商務區范圍內地形圖、地下管線、DOM等基礎測繪數據采用單機存儲，數據格式、坐標系統不統一，缺乏空間分析能力，針對以上不足，開發建設二維三維一體化管理的基礎測繪數據平臺，統一了數據格式和坐標系統，完成了全區域三維建模，實現了數據瀏覽、共享、統計、三維空間分析等功能，為科學決策提供輔助工具。

關鍵詞：二維三維一體化；基礎測繪；三維建模；城規和土規地類互譯技術

1 概述

江北新區中央商務區位于江北新區核心區，面積25.4平方公里。目前中央商務區范圍內地形圖、管線、DOM等數據單機存儲，外出辦事不能實時查看、統計、分析相關數據，不能實時、有效共享數據。坐標系統不一致，規劃數據、地形、管線數據大部分為南京92地方坐標系、少部分為2008南京地方坐標系，土地數據為西安80坐標系，數據不能無縫融合。二維數據只能展示基礎測繪數據的平面效果，無法直觀、形象地展示地下管線、BIM等數據，無法用地形圖模擬實際地形的高低起伏。

二維三維一體化管理的基礎測繪數據平臺具備對1：1000地形圖和管線圖、DOM數據、建設項目分布數據、BIM數據進行數據格式整理，統一轉換坐標系的基礎功能，同時能實時更新數據，對地形、地下管線、BIM數據進行三維可視化，采用BIM建模的建筑還可以進入房間，查看建設進展情況。

2 2D基礎測繪管理平臺的不足

目前2D基礎測繪管理平臺利用二維圖形來表現地形、地下管線等數據，數據結構簡單、包含的信息量較少，大部分數據是CAD格式，空間分析和統計功能比較薄弱。同時還存在以下幾點不足：

一是用二維圖形表現地下管線，只能展示其位置、走向、埋深數據，不能直觀展示埋深以及與相鄰管線的關系，不能較好指導管線施工。

二是建設項目用二維圖形表現，只能展示其位置、大小以及部分與周邊地塊關系，無法直觀表現立體效果及建筑間的視線遮擋情況，不能展示項目的建設進展情況，不能開展視域分析。

三是因為坐標系統不統一，無法將地形圖、地下管線、BIM數據、建設項目分布數據、土地數據疊加到航片圖上，無法直觀了解相關情況[1-2]。

3 二維三維一體化管理的優勢

二維三維一體化管理基礎測繪平臺，統一了坐標系統和數據格式，具備實時更新和數據共享功能，既具有二維空間分析功能，也有三維空間分析功能，并使分析結果更具可讀性，為科學決策提供了輔助工具[3-4]，具有以下的優勢：

一是二維三維一體化管理可以實現地形坡度、坡向分析，通視分析、道路縱斷面分析、場地填挖分析。

二是綜合分析城市規劃、土地、拆遷、建設項目分布、招商等信息，經過空間疊加計算，科學合理確定新項目選址。

三是運用BIM技術，直觀形象展示在建項目的建設進展情況。

4 二維三維一體化管理基礎測繪平臺及關鍵技術

目前中央商務區二維三維一體化管理基礎測繪平臺基本建成。基于ArcServer、H5技術、BIM等技術建設的二維三維一體化管理基礎測繪平臺主要使用了以下關鍵技術：

一是三維建模技術，即采用傾斜攝影測量采集外業數據，對數據處理后進行空三數據加密，再依據空三加密的成果，采用三維建模軟件進行全區域三維模型的建模工作。重點項目的BIM模型轉化為OSGB或者3Dtile格式的三維模型數據添加到二維三維一體化管理基礎測繪平臺數據庫中。移動版的App基于WebGL和H5技術，實現傾斜三維模型跨平臺、跨瀏覽器，無需插件，即可瀏覽三維模型成果。

二是App混合開發技術，為了提高效率、節省成本，二維三維一體化管理基礎測繪平臺使用了App混合開發技術。這是一種結合原生應用開發技術（指利用Android官方開發語言、開發類庫、開發工具進行開發的技術）和H5開發技術的開發模式，App主要的UI界面、業務功能實現利用H5相關Web技術實現，原生代碼部分則提供插件作為H5的容器。

三是城規和土規地類互譯技術，為建立城規和土規用地分類之間的直接對應關系，根據《南京市城市用地分類和代碼標準（2012）》與《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2007）以及相關標準，制定了城規和土規用地分類對應表，實現了城規和土規地類的映射和互譯。同時具備升級功能，保證與后續國土空間規劃用地分類相關技術標準匹配。

四是多層架構技術，基于二維三維一體化管理的基礎測繪數據平臺采用多層架構技術，平臺一共分為數據獲取層、支撐層、數據存儲管理層、平臺層、UI層5層。其中數據獲取層是平臺的數據來源，獲取GPS、地形、地下管線等測繪基礎數據，重點項目進展數據，以及圖片、視頻等數據；支撐層主要分為軟、硬件支撐系統，提供基礎的軟硬件資源，包括服務器集群、網絡集群、OS、系統軟件等。數據存儲管理層實現對數據的統一存儲與管理，用于基礎測繪數據、土地相關專項數據、輔助決策等數據的儲存管理；平臺層是承接數據與應用的主要載體，向應用提供各種服務，部署二維三維一體化管理基礎測繪平臺各種環境，包括應用服務組件、基礎支撐組件等；UI層：針對不同角色、不同權限用戶提供個性化的應用服務。

基于以上關鍵技術，為滿足日常工作需要，輔助領導科學決策，二維三維一體化管理基礎測繪平臺實現了4大類功能：

一是數據管理類功能包括檔案管理、數據質檢和預處理、地形與地下管線等數據入庫功能、地形圖與管線圖等專題數據的輸出功能。

二是一張圖類功能包括數據瀏覽、不同年份航片回溯及分屏顯示、重點項目進度跟蹤、空間數據分析、項目輔助選址、三維數據瀏覽等功能。其中各期拍攝航片的對比瀏覽功能，可以任意選擇2期航片進行分屏對比，重點項目按照業主要求半個月進行一次航拍，可實現重點項目從空地到建成的各期航片存儲、對比瀏覽。

三是運行維護類功能：服務發布管理、角色管理、用戶信息管理、規劃測繪數據更新等功能，其中角色管理功能主要是針對不同的業務部門、不同的領導層級賦予與其業務相關的特定功能。

四是移動辦公類功能：考慮到實際需求，為了滿足移動辦公需要，開發了移動辦公功能，實現了二維及三維數據瀏覽、查詢、統計、空間分析等功能，可以直接加載CAD紅線，查詢紅線范圍內的地形圖、航片、地下管線等信息。

5 結論

二維三維一體化管理基礎測繪平臺實現了二維、三維數據一體化管理。全面整理中央商務區范圍內地形圖、管線、DOM、項目建設情況、土地利用現狀、拆遷等數據，完成了全區域的三維建模，統一了數據格式和坐標系統，實現了數據的瀏覽、共享、統計、空間分析等功能，能夠直觀形象展示地形地貌與在建項目，具備地形坡度坡向分析、通視分析、道路縱斷面分析、場地填挖分析等三維空間分析功能。該平臺為重點產業項目和城市配套項目選址、開展規劃設計、保障項目建設、落實項目監管等提供準確的信息，是區域開發、建設、監管的科學輔助工具。

參考文獻：

[1] 王燕.二三維一體化的 WebGIS 系統的研究與實現[J].現代測繪，2011（5）：46～47.

[2] 艾顯明.二維地圖與三維可視化一體化存儲研究[J].貴州科學，2016（5）：91～96.

[3] 陳鵬，丘廣新，張鵬程.基于二維、三維一體化的地下管線信息系統建設關鍵技術研究[ J].測繪與空間地理信息，2016（6）：11～13.

[4] 魏金明，杜洪濤，仲偉政.基于 AE 的二三維一體化 GIS 技術研究[J].城市勘測，2016（1）：89～92.