城市数字详规三维方案.doc

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遵义市数字详规三维虚拟仿真系统

第1章项目概述

1.1建设目标

遵义市“数字详规三维虚拟仿真系统”就是把信息技术与详规编制管理的方法和步骤结合起来，通过广泛而深入地应用先进的理论、方法和技术，为规划决策提供所需的数据、模型、优化的方案和对未来环境的虚拟表现，使各项研究分析更加科学客观。

通过实施“数字详规三维虚拟仿真系统”项目，建立了遵义市现状和规划三维模型和属性数据库，搭建一个充分、直观展示城市地形地物和城市形态的数字化可视平台，为城市规划、城市建设、城市运营管理提供更直观的可持续发展的信息化服务。

三维数字规划仿真平台是传统二维平台的延伸。

它是将自然、地形、地貌、环境、道路、建筑以及重大基础设施城乡自然和人文要素，通过划分模型单元和管理对象进行平面、高程、结构、纹理等数字化处理，并按照统一坐标无缝拼接的模型平台，因此结合我们以往的项目经验和对目前现状的了解主要工作要求可以概括为以下几点：

1、一个标准：

一、建立三维数字规划仿真建模单元划分规则，从而为今后的更新维护打下基础。

二、三维数字规划仿真建模技术标准。

三、数据采集预处理规范。

四、安全管理。

2、一套数据库：

针对多维、多源、多尺度的城市空间数据，根据实际需要进行层次的划分，根据不同层次的需要提供不同标准的维度和尺度的三维数据。

3、一个平台：

最终实现数字规划三维仿真平台。

4、一套运行维护机制：

从数据采集、建模、集成、应用、信息补充的机制。

1.2建设思路

“数字详规三维虚拟仿真系统”信息平台管理和提供规划编制区涉及的最新的规划管理审批信息、与规划编制区有关已经依法审批的上层次规划编制成果、规划编制区最新的地形数据和遥感航空影像、城市现状三维模型、详规方案三维模型等资料。

在一个融合了规划信息和基础地形数据、二维信息和三维模型的环境中,规划师可以对现状建设情况进行分析,用全新的视角和手段去发现问题、分析问题,进而更好地解决问题规划审批人员可以对规划方案进行模拟,作出科学判断；各级领导可以对规划方案进行评价与比较选择；公众可以直观地了解和感受规划实施效果。

1.2.1数据建设

通过高分辨率影像数据与数字高程模型（DEM）叠加形成基本地形地貌，再根据建立重点地段三维建筑数据。

因为全市三维数据是海量的，为优化驱动浏览，我们需要对数据进行分级建造，主要分为精细、标准、概略模型，同时还还制定模型的命名规范及有效的模型验收机制。

只有经过这样的处理，才可能保证遵义的数据生成是科学和有效的。

同时，鉴于三维数据库工程比较浩大，费用昂贵，我们建议建立“以批带建”的相应机制，在遵义市中心城区逐步建立并完善遵义市城市三维数据库。

通过对项目实现三维报建，将项目周边三维景观数据随之建立起来，积少成多慢慢建立、完善遵义市城市三维数据库。

利用规划、管理手段保持数据更新的连续性。

1.2.2软件建设

运用仿真与虚拟现实技术，建设一个具有大范围的海量城市数据一体化、无缝三维实时漫游，包容和拓展常规GIS独具特色的空间多媒体信息查询、图层管理、空间定位、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。

作为建立系统平台来说最关键的是软件系统，他的作用就是一个数据的集成管理和相关应用功能，因此对于遵义的城市三维数据管理我们参考某些城市“一城几片区”的市域空间结构建议采用空间分区的框架，每一个分区相对独立，成为基础数据建设的单元，可以支持由多人、多个团队共同完成城市的三维数据生产。

也提供图层和图层组的方式管理城市三维数据，最后他们都统一于我们的三维数字详规仿真平台之下。

第2章项目建设内容

遵义市“数字详规三维虚拟仿真系统”以遵义市二维、三维空间信息数据资源库为基础,综合运用地理信息系统、遥感、网络、多媒体及虚拟仿真等技术辅助城市详细规划,通过建立城市现状和规划三维模型及属性数据库，模拟真实的地形地貌和城市形态，形成数字化的可视平台，作为现状调查、方案设计、方案分析、方案审批以及领导决策的重要辅助手段,为遵义市土地与空间资源的规划管理、遵义市建设项目的规划管理提供专业服务，为城市规划、城市建设、城市运营管理提供更直观的可持续发展的信息化服务。

建设内容包括数字详规三维仿真系统、动态更新以及入库子系统、三维数据制作三大部分。

2.1数字详规三维仿真系统

系统的建设过程将遵从先基础后业务、先框架后功能的建设原则，以“精”“快”“好”“全”为建设模式，逐步实现遵义市城市规划建设的三维信息一体化。

系统通过前期三维规划决策系统的理论研究，将三维仿真与城市规划分析融合于一体，在三维的场景中实现规划决策与管理的各个功能，提高决策的准确性。

通过三维场景的浏览、模型场景的制作、各种规划方案的比较，为用户提供在三维的环境中进行分析与管理的工作。

而系统提供的网络浏览功能为移动办公以及公众参与城市规划提供了一个数据字化的平台。

通过这一平台的建立，将极大地促进城市建设的规划科学性。

数字详规主要包括四个方面的工作内容建立遵义市城市现状三维模型库,编制控规导则范围内的修建性详细规划,建立详规三维模型库,开发三维辅助规划系统。

2.1.1系统框架

具体软件系统结构如下图所示。

该框架由五层结构、两大保障体系构成。

从图中可以看出，该系统框架采用了层次化设计思想，以实现不同层次间的相互独立性，保障系统的高度稳定性、实用性和可扩展性。

第一层是通过门户（Portal）技术实现的统一信息门户，用户通过“一站式”登录，即可使用根据其权限所配置的所有应用系统，为用户提供人性化的应用界面和用户界面整体布局。

第二层是应用层，是信息化应用的软件实现及表现层。

该层建立在规划信息化“一体化”集成基础框架之上，与具体应用需求相结合，开发并集成各类规划应用功能以及三维仿真显示功能，通过统一登录门户为用户提供人性化的应用界面。

第三层是应用开发与集成的支撑框架层，负责提供信息系统基础、通用、专业的业务协同运行支持以及相关数据的专业处理及应用功能，是信息系统运行的技术核心。

第四层是综合数据中心层，是整个信息系统的信息资源核心。

规划综合数据库以及三维地理数据库在统一的数据标准与技术规范的规定下，由规划相关以及三维仿真相关的测绘成果数据库、基础地理数据库、报建与审查数据库以及三维仿真数据库等组成。

第五层是信息化基础设施层，该层提供信息系统的基本网络操作系统、桌面操作系统（OS）及企业级数据库管理系统（DBMS）等基础软件环境，提供信息系统运行所依赖的存储设施、计算设施、网络设施、安全设施等，是信息系统的软硬件设施和网络基础。

在上述五层结构之外，还必须建立相应的信息化技术标准、规范与信息管理制度体系，保证信息有序，防止信息管理混乱，以充分地利用各种信息，使信息化建设和运作有章可循，规范发展的建设目标。

同时，信息安全体系的建立将满足规划局对于信息安全保密的要求，保障信息系统运行在完善的安全保障体系之下，确保数据安全与系统安全。

其中，三维仿真建设在系统整体建设中起到重要的作用。

一方面通过先进的技术对空间实景进行模拟，从而增加系统展示的逼真性。

但是，在加强了表现力度的同时，由于根据空间地理数据资料与实地拍摄资料和规划设计资料等制作中心城区的城市三维景观数据库，是建立数字城市的重要组成部分。

而范围内的建筑密度大标志性建筑多且外形结构复杂，所以工作量巨大、周期长，且大规模的城市三维数据难以保证整体表现效果的统一性。

“以批带建”中提供的三维数据种类繁多，制定统一高效的优化转换标准具有一定难度。

以上三方面其技术难点研究均处于国际前沿领域。

2.1.2系统功能设计

2.1.2.1三维场景浏览

三维详规仿真系统通过设定的游览模式，可以三三维场景中进行全方位的游览，用户可以从高空俯视整个详规的三维场景，也可以在道路上漫游三维场景，从不同的视角观看详规三维场景成果。

从高空俯视三维详规场景

在道路上以人的视点浏览三维详规场景

实现海量三维模型数据的浏览和管理，在全球、城市、街区进行连续、实时和平滑浏览，实现真实感与美感的和谐统一。

模拟真人在场景中行走，可实现基于真实地理环境的三维场景。

支持运动物体，模拟汽车、飞机、轮船等多种方式进行场景浏览。

2.1.2.2搜索定位

模型、POI、矢量线和矢量面均可查询定位，关键词搜索。

空间搜索支持点选、圆选、矩形选择和多变形选择搜索。

搜索结果双击飞行定位和高亮闪烁。

支持模型TIP查询显示。

2.1.2.3详规平面图与三维场景互动

三维详规仿真系统可以调出详规的平面图，平面图的坐标与三维场景中的平面坐标对应，通过详规平面图可以和三维场景互动定位。

2.1.2.4信息标注

在浏览详规三维场景时，用户可以在感兴趣的地方添加信息标注点，添加标注点说明文字或图片。

2.1.2.5巡航模块功能

用户自定义飞行路线。

飞行路线可在飞行过程中对重要设施等进行定向观察和环绕飞行。

2.1.2.6详规方案显示查询

以城市基础测绘成果为依据建立的全市域城市现状数字三维模型,真实准确地表达了遵义市三维空间和景观信息,为现状分析、方案构思,提供了全新的视角和手段幻修建性详细规划成果以三维仿真的形式表达,为方案论证、规划审批提供定性和定量相结合的分析环境实现多源数据的融合,可根据应用需要调用任意区域的数字三维地面模型,叠加规划成果数据、现状分析数据,切换城市现状模型和详规三维模型。

构成了从总规、控规、到修详规的数字规划体系,方便了规划成果的衔接和协调利用数据更新维护采用整体更新城市建设带动和个体更新开发项目三维电子报批相结合的方式,确保规划模型的时效性。

三维详规仿真系统集成详规方案，将详规方案叠加在三维仿真系统中的地形上面显示，通过点击每个单元模块，可以查询该单元模块的用地情况。

2.1.2.7三维模型方案对比

将多个设计方案放入场景，进行方案对比，对每个地块的建筑物可以使用不同的建筑物模型进行对比。

2.1.2.8方案评审

可独立控制场景是否可见。

可将窗口拆分成多窗口进行规划方案对比或历史影像对比。

多窗口方案对比（左图为规划，右图为现状）

2.1.2.9规划辅助决策

在城市规划、设计阶段就能够在一个三维环境中，用动态和交互式方式对未来城市街道、建筑和城市小品进行身临其境的全方位审视，同时可以进行多个城市规划与设计方案的对比、分析，指标计算，做出合理的选择，避免因设计缺陷造成的损失。

特别是在旧城区大规模城市改造和城市空间形态迅速转变的背景下，可以为研究旧城区功能调整与改造、城市空间演变、历史文物的保护提供有效手段。

人们可以在虚拟的城市环境中对旧城改造更新进行模拟，实时观察、评估建设活动对该地段历史文化空间形态的影响，从而避免实际建设中的偏差。

2.2动态更新以及入库系统

由于数据具有时效性，所以系统数据的更新与维护也是数字详规中的重要组成部分。

此系统很好的解决了这些问题，系统分为以下几大模块，针对不同类型的数据有不同的模块进行更新与维护。

数据更新维护采用整体更新和个体更新相结合的方式。

整体更新是根据城市建设和经费等具体情况进行整体的、定期或不定期的更新。

个体更新为日常动态更新,以建设项目带动,通过电子报批、竣工验收制度提供保障。

2.2.1DEM数据三维更新和入库模块

■提供DEM数据的编译和发布以及建库和入库

■提供详细的编译日志，支持断点续编

■硬件配置要求低，普通PC均可，支持多核CPU

■工程向导式编译，操作简单

2.2.2DOM数据三维更新和入库模块

■提供DOM数据的编译和发布以及建库和入库

■支持多任务并发，极大缩短编译时间

■提供详细的编译日志，支持断点续编

2.2.3矢量数据三维更新和入库模块

■提供矢量点、矢量线和矢量面数据的编译和发布以及建库和入库

■数据格式支持SHP

■提供详细的编译日志，支持断点续编