数字化三维仿真模拟城市管理系统项目实施方案.docx
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数字化三维仿真模拟城市管理系统项目实施方案
数字化三维仿真模拟城市管理系统
项目实施方案
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数字化三维仿真模拟城市管理系统建设方案
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1.概述
1.1.项目建设背景
“数字城市”是城市信息化发展的方向，是数字地球的一部分，三维地理信息是“数字城市”的重要基础空间信息。
三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，并可以以第一人称的身份进入城市，感受到与实地观察相似的体验感。
随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、3S（GIS/RS/GPS）技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立基于真实影象的“三维数字城市”，人们可以直观的从三维城市上判读处山川、河流、楼宇、道路。
借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维模型数据形成可视化“三维数字”城市展示系统。
与传统二维地图相比，“三维数字城市”展示系统突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制，通过对真实地形、地物、建筑的数字化三维模拟和三维表达，提供给使用者一个与真实生活环境一样的三维城市环境。
通过数字化三维仿真模拟城市的实现对城市的管理，把传统的限于二维的城市管理范围扩展到了三维甚至多维的管理范畴，为城市建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供多维的、可持续发展的信息化服务，将大大提高城市整体信息化管理和经营管理水平，并有利于提高公众参与城市管理的积极性和参与性。
1.2.项目建设目标
以先进的技术手段，在三维仿真模拟城市场景中实现朝阳辖区单位、人口、部件、事件、社区绿化等相关信息的管理，进一步提高**政府城市管理水平，提高居民参与城市管理的积极性。
另一方面，能够很好的展现数字朝阳的建设成果。
最终为建设和谐朝阳提供技术保障，为数字奥运做出贡献。
1.3.建设内容
1.3.1.数据库内容
数据库分类
数据库名称
数据库内容
基础地图数据库
1.基础地形图数据库
基础地形地貌的9大要素，建筑物、道路、河流等
2.高分辨影像数据库
三维模型数据库
3.三维模型数据库
居民楼、写字楼、公共设施三维仿真模型
城市管理要素数据库
4.单位数据库
单位空间分布图；单位楼层分布图；单位详细信息
5.人口数据库
居民楼楼层图；户型图；家庭人口信息
6.部件数据库
分类部件分布；各部件详细信息
7.事件数据库
网格系统运行至今，发生事件的地点和详细信息
8.社区绿化数据库
社区各种树种、绿地的分布；详细信息
9.门前三包数据库
门前三包分布及详细信息
10.消防设施数据库
室内、室外消防设施分布，以及详细信息
11.人防空间数据库
人防空间分布及其设施详细信息
12.道路绿地保洁数据库
道路、绿地保洁详细信息
1.3.2.软件系统内容
基于3S技术和三维仿真技术，开发一套能够在二维地图、三维建筑物基础上，实现对单位、人口、事件、部件、绿化等信息进行管理，并能更好的服务于民众，还能够很好的展现**建设成果的三维仿真模拟城市信息系统。
软件系统的核心是提供一个框架，实现对基础二维地图、以建筑物为主的基础三维模型数据的管理，并能够在此基础上，实现与单位数据库系统、人口数据库系统、社区绿化数据库系统的对接，满足综合城市管理的需要。
1.4.建设原则
1.4.1.先进性与实用性相结合的原则
在保证系统整体结构、操作系统平台、软件平台、开发平台、应用功能等方面总体先进的前提下，尽可能采用实用成熟的技术，促进项目的建设成功。
1.4.2.安全性与易用性相结合的原则
在保证系统安全的前提下，充分考虑实际运行和操作的简单化、标准化。
1.4.3.前瞻性与经济性相结合的原则
系统设计时在设备容量、计算机性能、软件平台指标等方面应有适当的超前量，以延长系统的生命周期。
同时要把握好系统设备的性能价格比，注重经济实用。
1.4.4.基础性与应用性相结合的原则
系统的基础性工作是为了更好地为应用服务，系统的应用服务也需要一个坚实的基础保障，在落实基础性的工作的同时，应用要及时跟上。
1.4.5.通用性与特色性相结合的原则
应该尽量采用目前通行的、成熟的和具有普遍推广价值的技术和解决方案，有利于技术交流，避免走不必要的技术弯路，也有利于项目成果的推广和应用。
同时，在具体应用上，特别是在一些关键技术和创新点上应该结合本系统的具体要求和某某城市信息办的具体情况、具有特色。
2.基础数据和基础资料准备（主要描述监督中心需要提供哪些资料）
2.1.基础地形数据
1：
500基础地形数据
2.2.遥感影像数据
网格化城市管理系统的成功建设，完成了**基础地图数据库的建设，包括全区1:
500地形图全要素的数据库、高分辨影像数据库。
此外还建成了完整的部件数据库，并通过系统的运行，建立了一年多的事件数据库。
2.3.三维建模数据（建筑物和绿植）
对于**数字化三维仿真模拟城市管理系统项目的建模工作，可以精细建模方式对建筑物进行虚拟再现，精细模型通过到实地采集建筑物外立面纹理后，采用3DMAX建立精细模型，通过3DMAX的插件将模型转成.x文件后，将建筑物三维模型导入Skyline平台三维场景中。
如图1：
图1：
运用3DMAX软件进行建模效果
图2：
整体小区建模效果
图3：
绿化植被分布效果图
2.4.单位数据
单位数据库就是以社区为最小单位，以楼为基本组织形式，对单位信息进行普查，包括社会单位从业人员情况、资源情况、经营类别、基层组织情况、工会妇联情况、卫生情况、门前三包、安全情况、绿化情况、节水情况、单位责任人情况等信息。
通过单位信息的普查，建立了社区、街道、**的单位信息数据库。
单位数据库的建设，为**的城市管理与服务提供了信息基础。
2.5.人口数据
人口数据库的建设是以户为基本单位，对每户居民进行了数据收集与调查，内容包括个人健康信息、个人资源信息表、安全伤害、安全伤害和诚信记录、家庭信息表、居民基本信息表、诚信记录等。
以户为基本单位的人口信息，为楼、社区、街道、全区的人口数据库的建设提供了基础。
通过全区人口数据库的建设，为**城市综合管理与服务提供了信息基础。
特别是为下一步的数字化社区的建设提供了必要的、必需的信息基础。
2.6.社区绿化数据
2006年**开始对全区社区绿化情况进行了普查，在此基础上建立了非常完整的生活区绿化数据库，并制定了《**社区绿化评价标准》，为社区绿化评价提供了标准和技术基础。
通过社区绿化数据库的建设、评价标准的制定，以及引入的社区绿化排名方法，在各社区之间建立竞争机制，激励社区各方面从自身利益的角度出发，都积极投入到绿化工作中来，从而提高社区整体绿化建设水平，提升整个**的城市环境质量。
2.7.门前三包数据
目前**建设完成了各单位门前三包的数据库。
门前三包信息如下：
2.8.道路绿地保洁数据
道路绿地保洁数据是以保洁单位为基本主体，对道路、绿地范围进行了划分，并建设了道路、绿地保洁信息数据库。
信息如下：
3.系统建设思路与建设范围
3.1.建设思路
总体规划，分布实施的建设思路：
系统建设的总体目标是建设整个**的数字化三维仿真模拟城市管理系统，需要建设全区数字化三维仿真模型，以及在此基础上的单位、人口、部件、事件等城市管理要素信息。
整个**的三维仿真模型数据库和城市管理要素数据库的建设需要一个较长的周期，不适宜一步到位的建设模型。
所以，较好的建设方式是选择一个或几个信息化需求强烈的街道或社区作为试点，建立全要素的数字化三维仿真街道或社区。
同时，以北京奥运为契机，再选择与奥运相关的区域或作为数字化三维仿真街道或社区进行建设。
试点的建设是在总体规划的前提下进行，做到分阶段的、有序的信息系统的建设。
3.2.建设范围
数字化**三维仿真模拟城市管理系统：
建立全区的数字三维仿真模型，实现全区的基于三维模型的城市化管理信息系统。
基于房屋三维模型，全面与人口库、单位库、部件事件库对接，实现全区单位、人口的三维化管理与展示。
先期建设可以以南磨房地区为试点，建立基于三维仿真模型的城市化管理系统。
系统以城市管理业务为主，全面实现与网格化管理系统的对接，实现全新的、立体化的部件、事件的管理信息系统。
数字化社区三维仿真模拟城市管理系统：
基于数字化社区三维模型，以社区的单位、人口、绿化、门前三包、消防安全、地下空间等全要素的管理为主。
实现社区的数字化、三维化、立体化的管理与展示，进一步提高社区的综合管理与服务水平。
可以某个社区为试点，进行先期建设。
也可以选择奥运村作为试点建设。
4.项目建设技术路线与三维建模方案
4.1.基础地形数据处理与建库
4.2.**建筑物三维数据采集与建模方案
4.3.4．2．1建筑物纹理采集：
建筑所需侧面数据通过数码相机实际野外采集。
先拍整体，再拍局部。
建筑物的每个面都要求尽量正面拍摄，各个面都要拍摄，不要漏拍，当不能进行正面拍摄时，可在两个面的交接处角度进行拍摄。
有些需要局部拍摄（如门、建筑物上的特殊标志和图案等）。
建筑物顶部纹理通过卫星影像或者航片进行采集。
纹理处理：
采用photoshop对数码照片进行矫正，处理成正射图片。
纹理命名规范：
根据模型命名规范进行命名。
4．2．2建模优化：
采用3Dmax建模，要求构面尽可能的简化，简单模型的面数不超过200个，复杂模型不超过2000个，个别复杂模型面数不超过5000个。
贴图文件要求：
单张贴图长和宽的象素数要求不多于1024。
4．2．3模型金字塔优化：
在TerraExplorerPro中需要对导入的模型进行一些优化设置。
将MaxVisibilityDistance值根据模型数据量进行更改。
在TerraExplorerPro中打包的时候选择创建LOD，将模型结构等级细化为四级，从而实现在三维场景中，在不同的距离自动显示不同精度的模型。
4．2．4建模方案
针对该系统作为城市管理系统，我们采用的建筑物建模将采用单体建筑物建模的方式，建模工具选用3DMAX建模，纹理处理选择Photoshop进行纹理效果处理。
4．2．5注意事项
为了能够更好的表现社区及地理信息的概念，该项目要尽可能收集现有的高精度数字地面高程模型数据（DEM）以及现有的高分辨率数字正射影像图（DOM）。
建立大地的三维场景地面模型，以清晰的显示地势的高低变化，街道、楼宇及小区真实绿化。
4.4.系统开发技术路线
✧程序结构采用B/S结构，基于Web的技术开发，项目采用.NetFramework2.0技术架构；
✧数据库管理系统采用MicorsoftSQLServer2000；
✧程序开发采用MicrosoftVisualStudio2005之C#语言；
✧如果需要访问数据库，三维和二维系统均直接访问各自数据库的方式（采用技术）；
✧三维和二维系统的集成调用采用页面字符串参数的方式进行。
✧系统程序接口和通讯采用XML技术，客户端编程采用AJAX技术。
系统结构总体分为三个层次：
数据库、业务模型、系统前端展现。
下面分别进行说明：
1）数据库层：
分为业务数据库和三维模型库，分别存储系统业务数据和三维模型数据；
2）业务模型：
分为核心业务模型和三维展现引擎；
3）前端系统：
分为二维系统和三维系统。
二维三维系统具有三种接口如下：
⏹地图互动（querystring）：
采用页面querystring来实现；
⏹数据查询（querystring）：
采用页面querystring来实现。
当三维系统进行对象信息查询时，直接调用二维系统页面来进行展现；
⏹数据请求（ajax）：
采用基于xml的ajax技术来实现。
当三维系统需要独立展现数据，或者是需要在三维场景里面进行展现数据时，向二维系统发出数据请求，并进行展现。
4.5.系统演示操作流程
系统操作流程：
启动-〉三维全球-〉北京区域-〉**-〉社区-〉skyLine三维空间分布查询分析-〉二维和三维互操作-〉三维内嵌分层分户图-〉消防设施分布查询分析。
5.系统主要功能与演示流程场景设计
5.1.朝阳数字仿真三维全景流程
5.1.1.系统界面与系统初始化界面
页面名称：
cyMain.html
5.1.2.三维全景演示显示界面要素
页面名称：
VirtualGISDefault.aspx。
5.2.三维部件查询分析场景
5.2.1.场景演示流程
5.2.2.部件分布图
利用Skyline资源目录树的分类查看，可在三维地图上查看部件的详细信息。
部件目录树结构如下：
社区部件
◆电力井盖
◆污水井盖
◆上水井盖
◆停车场
◆地灯
◆人防工事
◆…..
部件增加“报刊亭、电话亭、行道树”等城市部件的三维表达，城市管理部件参考建设部的相应规范进行表达。
5.2.3.部件查询分析
根据部件编号、权属单位、管理单位等内容组合进行查询列表。
查询结果可在三维地图上定位。
二维实现：
属性查询页面、查询结果页面在二维实现
三维实现：
关联二维属性查询页面，查询结果页面在三维上定位展示，互动操作。
5.2.4.部件空间分析
可按指定区域或者行政管理区域等方式进行分类统计，分类标准可按部件类型、权属单位、部件状态三种情况进行统计，可输出统计图表。
5.3.三维事件查询分析场景
5.3.1.场景演示流程
5.3.2.事件分布图
分布图参考部件分布图模式，增加时段约束。
根据3.6.1的信息目录树，按事件类型出分布图。
5.3.3.事件查询
事件查询分析参考部件查询分析模式，增加时段约束。
5.3.4.事件空间分析
参考部件查询分析，增加时段约束。
5.3.5.事件设计总结
事件查询（按事件类型、事件发生时间段所在区域）->通过事件（案卷）定位部件和事件的位置。
✧点选查询（在三维地图点击事件点）->时间详细信息
✧空间统计分析->三维绘制区域->三维相应页面。
5.4.三维分布图人口信息查询场景
5.4.1.场景演示流程
5.4.2.楼宇分布图
显示社区所有居民住宅楼，可进一步查询楼宇详细信息，关联到实体查询，最少查询单位到人口个体。
三维地图中的楼盘可查看单个楼层，在地图上即可点击查看楼层的情况。
重点表现商业门面、门前三包单位。
5.4.3.人口信息实体查询
5.4.4.人口信息查询定位
可根据人员的名称、身份证号、年龄等信息进行组合查询，生成查询结果列表，可到三维地图定位到楼宇。
分为家庭查询和人口查询
5.4.5.人口区域统计分析
指定任意区域或按行政管理区域统计。
统计分析类别如下：
✧可生成人口百岁表统计图。
✧人口结构学历层次结构统计图
✧老龄人口分析图
✧育龄人口分析图
✧区域内户籍与非户籍分口对比分析图
单楼体统计人员学历情况
按楼对比人员学历情况
5.5.三维社会单位查询分析场景
5.5.1.场景演示流程
5.5.2.单位分类分布图
利用Skyline资源目录树的分类查看，可在三维地图上查看单位的详细信息。
✧社区配套
✧商业单位
✧商业服务
✧社区服务
✧社区商店
✧社区餐饮
✧社区娱乐
✧…..
5.5.3.楼宇单位列表
5.5.4.单位信息查询定位
根据单位名称、机构代码、类别等信息查询单位并列表，到三维地图上定位。
5.5.5.单位区域统计分析
统计社区单位，分析列表：
✧统计分析单位从业人员情况。
✧统计分析资源情况。
✧单位业态情况。
✧单位安全。
✧单位节水情况。
社会单位业态分布
5.5.6.社会单位设计总结
⏹单位列表->出来全部单位查询结果；
⏹单位查询->条件输入页面（按钮：
查询、返回）－>返回上级/执行查询；
⏹点选查询（在三维地图点击写字楼）->楼宇概要信息->楼层信息页面（单位信息）
⏹空间统计分析->三维绘制区域->三维相应页面。
◆单位税收空间统计分析
◆单位性质空间统计分析
◆单位个数空间统计分析
5.6.三维社区绿化查询分析
通过在三维地图中，叠加社区绿化图层，并建立社区绿化三维模型，以标准的绿化目录进行组织。
5.6.1.场景演示流程
5.6.2.绿化分布图
可以在三维地图上，查看所有社区绿化的分布图。
可以选择某个树种查看树种的分布情况，并可以查看其详细信息。
5.6.3.绿化信息查询
可以通过在三维地图上点击树木，查看其详细信息。
5.6.4.绿化信息统计分析
可以在三维地图上采用划定区域的方式进行空间方式的查询统计分析。
并显示查询分析报表。
5.7.三维典型事件分布图
5.7.1.场景演示流程
可以根据需要，提出事件数据库库的典型事件信息，在三维地图上单独显示典型事件的分布和展示其详细系统。
如游商分布图等。
5.8.三维地图虚拟浏览
结合社区道路和设施，模拟行人路线，观察社区配套设施等内容的情况。
5.9.系统页面命名规则
系统模块
页面名称
页面代码
主界面
主页面
cyMain.html
二维地图页面
cyMain2DMap.aspx
三维地图页面（三维）
cyMain3DMap.aspx
操作栏与工具栏
查询结果页面
cyOperResult.aspx
资源树页面（三维）
cyOperTree.html
法人单位
功能区页面
cyFRFunction.aspx
查询输入页面
cyFRQueryCond**.aspx
（**表示查询类型）
统计分析结果页面（弹出显示）
cyFRStatResult**.aspx
（**表示查询类型）
对象信息：
楼宇概要信息
cyFRObjectLyInfo.html
对象信息：
楼宇楼盘树与单位信息
cyFRObjectLyTree.html
树页面
cyFRObjectLyTreeLeft.html
相信信息（显示平面图和单位详细）
cyFRObjectLyTreeRight.html
人口
功能区页面
cyRKFunction.aspx
查询输入页面
cyRKQueryCond**.aspx
（**表示查询类型）
统计分析结果页面（弹出显示）
cyRKStatResult**.aspx
（**表示查询类型）
对象信息：
楼宇概要信息
cyRKObjectLyInfo.html
对象信息：
楼宇楼盘树与单位信息
cyRKObjectLyTree.html
树页面
cyRKObjectLyTreeLeft.html
部件
功能区页面
cyBJFunction.aspx
查询输入页面
cyBJQueryCond**.aspx
（**表示查询类型）
统计分析结果页面（弹出显示）
cyBJStatResult**.aspx
（**表示查询类型）
部件详细信息
cyBJObjectInfo.html
事件
功能区页面
cySJFunction.aspx
查询输入页面
cySJQueryCond**.aspx
（**表示查询类型）
统计分析结果页面（弹出显示）
cySJStatResult**.aspx
（**表示查询类型）
事件详细信息
cySJObjectInfo.html
6.演示环境软硬件配置
6.1.硬件服务器配置
6.2.系统运行软件配置
1TerraExplorerPro+TerraGateServer（25user）+InternetLicense（25user）政府包
7.系统实施计划
7.1.基础空间数据转换建库计划（**完成）
7.2.项目数据处理及系统开发时间计划
工作内容分类
具体工作内容
时间计划
资源投入
数据采集与处理
1.系统数据设计
5个工作日
2.原始资料整理
10个工作日
3.三维数据整理采集与处理
90个工作日
4.数据核对与质量检查
30个工作日
5.系统数据入库
30个工作日
系统软件设计开发
6.基础三维仿真模型子系统
10个工作日
7.三维部件查询分析子系统
10个工作日
8.三维事件查询分析子系统
10个工作日
9.三维典型事件专题图子系统
10个工作日
10.三维人口查询分析子系统
10个工作日
11.三维单位查询分析子系统
10个工作日
12.三维绿化查询分析子系统
10个工作日
13.三维道路绿化保洁查询分析子系统
10个工作日
14.三维地下空间管理子系统
10个工作日
15.三维消防设施管理子系统
10个工作日
16.三维门前三包管理子系统
10个工作日
系统文档
17.系统总体设计文档、功能设计文档、系统数据库设计文档、系统用户使用手册、系统管理维护手册等
20个工作日
系统培训
18.系统使用培训和管理培训
14个工作日
系统支持与维护
19.系统现场维护与技术支持
一年之内
7.3.经典小区全要素数据采集与建模工作计划
7．3．1、选择经典小区进行三维建筑物建模，对小区内所有建筑物的建筑物侧面纹理利用数码相机进行拍照，通过对侧面的纹理进行数码处理以及光照渲染后，然后利用3DMAX工具进行精细建模
7．3．2、利用对现有的建筑物平面图，对建筑物的地下人防以及对地下设施层的空间也进行建模，真实反映地下空间的使用情况以及一些细节设备的地理位置标注。
直观展现建筑物地下空间的真实情况。
7．3．3、对小区内的商业设施进行标注，连接商业设施的基本资料，并对商业设施内部消防、逃生通道进行三维标识。
7．3．4、对小区内的树木照片进行采集，按照**现有的树木分类方式、每棵树木所在的位置、树木的高度，替代树木的真实相片在三维场景中进行标识，并且能够按照每种树木一个图层的方式进行数据整理。
以达到直观、高效、真实反映小区的绿化情况。
7．3．5、对门前三包区域利用半透膜进行精确展现，对每一个区域的负责人等信息进行标注。
能够实现点击门前三包区域即可弹出该门前三包的负责人相关信息。
7．3．6、对小区内的电力、消防、水暖设施在小区内的分布情况，利用地面井盖的方式以及每个井盖的精确位置利用其特定的符号进行标识。
并能够进行根据井盖的唯一标号进行数据库查询等功能。
每一种数
升级会员 