三維地理信息融入智慧園區(qū)建設的應用研究

靳曉媛

(廣方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司汕頭分公司，廣東 汕頭 515041)

隨著近年來我國地理信息技術的改革與發(fā)展，面向公眾呈現(xiàn)的地理信息圖像不再只是傳統(tǒng)的二維矢量圖，更多地已向三維可視圖形發(fā)展，我國城市三維地理信息系統(tǒng)也在原有二維基礎上進行擴充和延伸。三維地理信息可以針對地理位置特征進行精確描述，真實、準確地提供三維地理坐標，可以對地點進行空間學的分析和時間學的運算，為相關人員提供了現(xiàn)實虛擬感，日益得到從業(yè)者的青睞，廣泛應用于園區(qū)等建設上。

1 智慧園區(qū)對三維地理信息建設的需求

1.1 分層精細化管理專業(yè)要素

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個智慧園區(qū)的重要數(shù)據(jù)組成的一部分，GIS庫依靠強大的園區(qū)時間和場地空間數(shù)據(jù)的實時存儲和綜合分析計算功能，可以高效率地解決在智慧園區(qū)中對物聯(lián)網中“物“的具體所在位置以及其他與物的所在位置直接相關的重要信息進行分析與綜合計算?？臻g應用數(shù)據(jù)庫技術作為我國構建整個智慧園區(qū)空間物聯(lián)網的基本核心和關鍵，將對于園區(qū)空間應用數(shù)據(jù)處理計算方法的廣泛應用以及引入整個智慧園區(qū)中的物聯(lián)網具有十分重要的社會現(xiàn)實意義，空間應用數(shù)據(jù)庫會幫助園區(qū)物聯(lián)網中“物”變得更加直觀、精準。

1.2 地上與地下數(shù)據(jù)一體化精準表達

地理空間信息系統(tǒng)著眼于對三維空間面積大小等數(shù)據(jù)的高程位移進行精準化數(shù)據(jù)表達，在三維地理系統(tǒng)中，高程位移精準化數(shù)據(jù)是我們進行三維空間GIS等數(shù)據(jù)的空間分析和地理計算的重要依據(jù)[1]。在整個地上園區(qū)空間設計場景要素的整體構成以及內容上，涉及并達到了覆蓋全空間的多種地理空間設計因素，如地下的給排水管及其主要附屬品設計數(shù)據(jù)，地上的大型公用建筑、結構物等，為了真正實現(xiàn)地上園區(qū)設計要素場景和地下園區(qū)設計要素場景的完美相互融合，除其各自都分別需要精確的三維相對地理空間數(shù)據(jù)進行表達外，其他園區(qū)設計要素場景的相對空間地點則分別需要充分依靠數(shù)據(jù)建立在高精度測量和低精度的DEM之上。DEM不僅是真實三維場景的空間表達，同時也能夠更加逼真地對地貌地形進行描述。

2 智能園區(qū)對數(shù)據(jù)建設的需求

園區(qū)的數(shù)據(jù)建設涵蓋園區(qū)基礎的業(yè)務數(shù)據(jù)及技術應用類的數(shù)據(jù)存儲，是基于園區(qū)的地理信息數(shù)據(jù)及空間模型進行采集，以支撐平臺形式進行呈現(xiàn)和應用的。而重點的三維網絡園區(qū)建設應具備以下特點。

2.1 數(shù)據(jù)信息表達的分析精度高

三維描述GIS技術是對一個三維區(qū)域內的三維空間地理物體或者三維地理物體要素信息仿真模擬，全方位還原園區(qū)圖像。通過真三維的圖像描述，結合可視化圖形，通過數(shù)據(jù)分析三維GIS，進而實現(xiàn)更高的三維描述可視化地理圖像信息，其顯示表達效果不僅能夠提供滿足三維GIS大數(shù)據(jù)范圍的三維地理物體要素信息顯示，還能夠提供完整的三維空間物體地理要素，實現(xiàn)信息分析查詢和數(shù)據(jù)分析處理功能[2]。在創(chuàng)建所屬行政區(qū)域管轄范圍內，在園區(qū)建設工程完成后，用科學的三維測量技術替代傳統(tǒng)測繪手段，通過攝影圖像測量、三維激光圖像掃描等多種新的測量技術手段，采集現(xiàn)場的自然地理氣候條件及其他關鍵要素三維表現(xiàn)空間的分析數(shù)據(jù)，可進一步表現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)分析真實性，提高空間數(shù)據(jù)分析的測量精度和準確性。應用以上技術手段，利用采集到的空間數(shù)據(jù)信息進行高精度分析，1∶1對園區(qū)真實布局進行還原，原始數(shù)據(jù)的積累也為創(chuàng)建智慧園區(qū)提供了新的數(shù)據(jù)分析依托。

圖1 重點建筑內部模型

2.2 針對重點建筑物內部的建筑結構應進行獨立建模

每個園區(qū)均有核心片區(qū)，在設計繪制過程應挑選出具有園區(qū)標志性或特色性的建筑，對其進行內部單元模型的詳細設計和繪制。對于室內承重墻或隔斷需進行立體化形象的模型表達，重點標識消防系統(tǒng)(如室內自動消防栓、固定式自動消防滅火控制裝置或其他消防設備等)的內部布局，展示其內部小品模型建造。重點類型建筑物的室內模型化的建設都將會給對于園區(qū)后期的企業(yè)導航、園區(qū)后期生產經營和園區(qū)管理等眾多不同類型的技術應用者帶來三維化和大數(shù)據(jù)的技術支撐。

3 GIS系統(tǒng)功能建設

3.1 基礎設施層建設

基礎配套設施一級作為智慧園區(qū)的重點建設組成部分，其基本職責就是直接負責對園區(qū)內的信息收集和管理，包括各種類型的感知器、視頻電話系統(tǒng)、高清圖像攝影監(jiān)控系統(tǒng)、有線無線通信設備等，并和移動互聯(lián)網緊密地相連，能夠更加方便地與使用者及工作人員利用移動手機、pc等技術對園區(qū)內的相關信息進行鏈接，查詢與園區(qū)內相關的信息[4]?；A設施管理層主要對園區(qū)內的建筑物、汽車、環(huán)境、安防等信息進行了采集，然后對相應的信息封裝、調度，以3G、4G等網絡將這些數(shù)據(jù)進行實時地發(fā)送出來，傳輸給控制中心，為參觀度假者提供了信息接入服務。

3.2 感知設備數(shù)據(jù)三維場景融合

智慧園區(qū)中已經擁有許多具備三維空間感知設備功能的信息設備，例如三維視頻監(jiān)控等，在三維區(qū)域空間版圖地理位置信息服務平臺上，依靠一個GIS三維數(shù)據(jù)共享與信息交換網絡協(xié)議，把各類三維感知設備裝置所需要傳輸?shù)娜S數(shù)據(jù)直接納入交換到一個GIS信息平臺，以通過GIS三維空間地圖表示出該技術的強大優(yōu)勢性，針對各類感知設備所需要感知的三維數(shù)據(jù)源進行三維空間地理位置的精確定義[5]。同時，還可以通過三維模擬場景和人機虛擬結合實現(xiàn)二維場景的信息真實性等技術手段，更好地準確還原一個重大事件可能發(fā)生的所在空間和周圍環(huán)境，園區(qū)的相關工作人員無須隨時需要四處在外行走，利用監(jiān)控系統(tǒng)就能夠了解到整個園區(qū)的日常管理情況。在臨時遇到各種突發(fā)事件的緊急情況下，也能夠更加準確地便于行政主管部門及時做出應急決策。

4 結束語

在信息時代潮流中，城市建設的三維信息呈現(xiàn)已是一種必然趨勢，信息技術在三維領域的日漸應用，三維地理地圖信息采集技術系統(tǒng)已經成為備受關注的信息技術，受到社會的廣泛應用。隨著5G、6G時代的到來，三維地理地圖信息分析技術不斷發(fā)展和快速衍生，將為更多的大型智慧園區(qū)和新型智慧城市建設所應用，其實際應用價值將被進一步研究挖掘和創(chuàng)新探索。