浅析GIS三维可视化在城市地下管线信息系统中的应用.docVIP

精品论文 参考文献 浅析GIS三维可视化在城市地下管线信息系统中的应用 山东省城乡建设勘察设计研究院 山东济南 250031 摘要：本文介绍了三维GIS可视化研究发展现状，城市地下管线信息系统的发展，并以三维GIS为基础介绍了三维可视化在城市地下管线信息系统中实现的流程，最后对三维可视化在GIS系统中的前景进行了展望。 关键词：数字城市；城市地下管线信息系统；可视化建模 语言和地图是人类信息交流的主要方式，计算机图形软硬件技术的发展，为快速实时、高效的图形图像显示与处理提供了条件。1987年，美国国家科学基金会的图形图像专题讨论组，提交的报告中首次引用了“科学计算可视化（Visualization in Scientific Computing）”一词。从而开始了这一门新兴技术的发展，随着GIS技术的发展，矿山、地质、海洋等地学领域的实践需求，三维GIS的可视化已成为当前GIS的研究热点。 一、国内外发展状况 随着“数字城市”建设的发展，人们对城市环境中的各种三维信息的表达与处理变得日益迫切，我们不仅需要表达单个建筑物或建筑物群体，还需要建立整个城市的景观模型，并希望利用这些模型进行有关城市的规划设计、交通指挥、基站布设等工作。就目前的三维GIS技术发展水平，我们还只能在仿真的三维GIS上多做些工作，如要建立一个真正意义上三维GIS，我们还有很多问题需要解决。 在城市地下管线信息系统三维可视化方面，国内多数管网信息系统是结合国内外大型基础地理信息系统软件与可视化开发语言（VC、VB等）进行的集成式二次开发。目前的系统除满足GIS基本功能外，还具有管线管理的专业功能，如管网编辑、管线统计、纵横断面分析、爆管分析、流向分析等。因此，在国内外竞相研制三维数码城市、三维数字小区以及智慧城市的氛围下，研究城市地下管线信息系统三维可视化有其实际意义。 二、城市地下管线信息系统的发展 2.1基本概念 三维城市地下管线信息系统是地理信息系统的一部分，城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体，GIS软件为平台的应用型技术系统，整合城市地下综合管线数据资源，实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能，形成一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线信息系统。 2.2三维城市地下管线信息系统可视化研究发展现状 地下管线是城市运行的血液，随着城市的快速发展，地下管线的数据量也越来越大，急需扩展到三维环境中来提供可视化功能，从而提高业务应用能力和管理水平。近年来，虽然计算机的数据处理能力以及图形显示能力有了很大提升，但对于城市地下管线信息系统三维可视化实现而言，仍然存在诸多尚未解决的技术难点。 首先，已有地下管线数据采集标准不统一； 其次，已有地下管线数据的动态更新不及时； 第三，城市地下管线信息系统与实际情况的完全匹配有一定难度； 第四，地下管线三维于地面三维的精准匹配有待继续优化相应算法或提高地面三维的高程精度。 因此，三维城市地下管线信息系统作为智慧城市建设的一部分、已初具规模，但现阶段还存在一些难点，有待研究。 2.3 城市地下管线信息系统三维可视化的流程 城市地下管线信息系统建设主要包括：管线探测及调查、管线数据采集、管线数据处理和检查、二维及三维数据库建设、数据库动态更新和管理等。管线探测和调查是整个城市地下管线信息系统的最基础也是最核心的内容。管线数据的采集是实现管线信息系统的基础数据支持，管线数据的整理和检查是保障城市地下管线信息系统顺利推进的必要前提，需要强调的是二维数据库和三维数据库要采用各自对应的数据采集和检查标准，三维数据的采集必须经过严格质检，然后进行三维管线可视化建模。数据库动态更新是保障信息系统现势性的重要手段，城市地下管线信息系统的管理和应用是城市地下管线信息系统建设的最终目的。 三、城市地下管线信息系统及三维可视化 随着我国地铁、地下管线、岩土工程、地质灾害防治等工程建设的不断加快，有大量的空间信息数据需要管理，迫切需要建立城市地下管线三维可视化系统、该系统首先要开发针对地下管线生命周期的查询和自动提醒功能，能够查询每一类型的管线时会提醒管线已使用年限，还需要多长时间需要维护和更换，对已经到达服务期限的管线增加提醒功能，提示维护或更换。 其次系统要开发 “废弃管线管理”。能预知废弃管线的种类和位置等，可以给管线规划和施工提供重要的数据支撑，避免某些危险的废弃管线误挖产