数字城市地理空间框架建设在城乡规划信息化中的应用研究与实践——以长寿区规划局应用为例

以数字长寿地理空间框架及其应用示范建设中的规划管理信息系统建设为例,阐述了基于数字城市建设成果,立足于解决规划管理业务中具体问题而开展系统建设的思路,重点展示了系统在规划档案资料管理、红线一张图管理、三维辅助规划审批等方面的应用特点和实际效果,借此展现了数字城市地理空间框架建设为政务应用提供地理空间信息支撑的思路与方式方法。     

四川盆地油气勘探三维地理信息系统与应用

本文在三维可视化系统构建流程和数据组织管理模式分析的基础上,以ArcSDE作为空间数据引擎,利用Oracle 10g建立四川盆地油气勘探海量空间数据库,基于三维可视化软件平台Skyline TerraDeveloper设计、开发了全球三维模型的四川盆地油气勘探三维地理信息系统。同时集成基础地理数据、区域地质数据、油气勘探空间数据、多尺度遥感影像、勘探数据库,这不仅提供了强大的油气勘探基础数据管理、三维地形建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的设计、分析平台。     

基于ArcGIS Engine的三维数字校园的设计与实现

以兰州交通大学校园为例,基于ArcGIS Engine设计实现了三维数字校园系统,该系统不仅实现了二维GIS常见的功能(如对地图放大、缩小、分析、查询等功能)。而且也实现了三维GIS的相关功能(如:导航,查询、视频输出、场景输出等功能)。系统通过鹰眼窗口控制三维场景和二维场景,实现了二三维场景互动,更加逼真地展现了兰州交通大学校园三维场景,弥补了传统二维GIS和三维GIS的不足。     

一种市政道路BIM设计模型与三维GIS数据集成方法

针对现有市政道路模型交换标准的不足,以及道路BIM设计模型与GIS模型集成中的几何、语义信息缺失等问题,提出一种市政道路BIM设计模型与GIS数据集成的方法,其核心是以City GML模型标准为基础,重新定义了扩展后的道路设计模型;通过要素语义解析、几何模型转换等过程实现道路模型和GIS数据的集成存储与表达。以重庆市九龙坡区尹朝社周边市政道路设计工程为例,进行道路BIM设计模型与现状城市三维模型数据的集成实验,结果表明,方法较好地保留了道路设计模型的整体结构、横断面特征、路段拓扑信息等,并且扩展定义的道路设计模型完整地存储和表达了道路设计要素。方法在城市规划设计延伸应用上具有广阔的前景。     

移动智能终端在输电网三维设计中的应用与设计研究

针对当前输电网设计中数据处理自动化及共享程度较低,对野外数据采集不能及时录入,整体设计工作模式落后等问题,结合输电网设计业务分析研究了电网移动三维智能设计技术,提出了满足电网设计业务需求的移动智能终端功能特性。明确了移动终端在电网设计中的四大应用即:输电网设计基础数据采集、智能选线及线路验证、二三维一体化数据展现及成果输出、电网建设集成管理。通过将移动智能终端与三维智能设计技术相结合的方法可实现高效的数据采集和资源整合。为整个输电网设计业务提供了更加智能、科学的决策。     

基于Web服务的地理超媒体系统设计开发与应用

随着近年地理超媒体概念、框架、系统与应用的研究进展,本文讨论了基于Web服务的地理多媒体数据模型和描述方式,网络环境地理超媒体系统的设计与实现方案;并以大学校园和市域公路地图为例,开发了地理超媒体系统原型系统。地理超媒体系统设计与开发的关键在于:采用XML文档和地图图层描述照片、音频、视频、全景照片等类型的地理多媒体;将地理多媒体与地图整合在HTML/XHTML网页中,并使用浏览器脚本语言或服务器脚本语言进行操作控制;设计各种地理多媒体的播放工具;并采用JavaScript、Asp.NET、Java等主流网络技术开发地理超媒体系统。系统开发表明:基于服务的地理多媒体数据模型和系统框架适合网络环境地理超媒体系统开发,在专业与大众化应用中具有市场潜力。     

三维数字城市在道路规划设计中的应用研究

"数字城市"建设成果在国民经济建设中逐渐得到广泛应用,以直观、可视化、信息更加丰富为显著特点的"三维数字城市"建设成果,成为应用创新的助推剂,而当前,传统的依靠计算机辅助设计软件开展道路设计规划成为一种需要突破的变革趋势,选择基于三维数字城市建设成果开展道路规划设计,以其显著的优势成为道路设计规划变革的新途径。     

基于自然语言形态描述的地理实体模拟表达方法

日常生活中人们使用定性的自然语言描述地理实体,如何将定性描述的地理实体转换为定量的图形符号是空间认知、地图表达等领域面临的挑战。本文提出一种基于自然语言形态描述的地理实体表达方法,通过对自然语言中地理实体的语义信息进行分析,对自然语言描述的地理实体的形状、大小、分布状况等空间形态信息以地图形式进行近似表达。本文首先阐述了自然语言形态描述的定义与内涵,结合地图符号相关理论,研究了形态描述驱动的地理实体模拟表达策略,并对不同语义模糊度的地理实体图形表达进行了分析和实例设计,最后提出了一种计算空间实体相似性的方法对表达效果进行评估。结果表明,基于本文方法的地理实体模拟表达与手绘图中地理实体的平均相似度达到89.5%,与导览图的地理实体平均相似度达到86.86%,能够实现较好的表达效果,具有一定的科学性和可行性,为自然语言到地图语言的转换研究奠定了基础。     

基于变化轮廓线的地理信息更新方法研究

针对变化信息标报中提出的地理信息更新的需求,提出了一种基于变化轮廓线的地理信息目标更新重构方法。首先针对每种变化轮廓线图形类型,设计了基于目标标识动态性、拓扑关系、维数、形状、位置、方位等六参数变化参数描述模型;在此基础上,研制了基于交(∩)和差(\)两个集合操作算子的目标正负差更新计算方法,设计了"新建(Create)""删除(Delete)""图形替换(Update)""图形并入(Merge)""图形切割(Split)""移动(Move)""旋转(Rotate)"等7个更新操作算子;用实际与模拟数据对本文所提出的方法进行了实验验证,为地理信息更新系统的设计与开发提供了一条新的思路。     

局属动态

正青海省三维城市管理系统初步建成近年来,省测绘地理信息局积极开展三维地理信息系统技术在服务城市管理方面的研究,目前已初步建成"三维城市管理系统"。该系统基于三维城市模型,以虚拟三维仿真的手段精细展现城市内的房屋、道路、市政设施等景观及部件,有效集成和管理城市内各种空间信息,以动态、形象、多视角的方式模拟城市现状和规划发展趋势,为城市规划提供具有真实感和空间参考的决策支持信息,对改变传统城市规划模式,促进城     

基于道路格网的城市三维数据增量更新技术研究

传统空间数据库全覆盖式更新方法存在数据冗余及更新速率慢等问题,为了能够更好地支持海量城市三维数据的组织和更新工作,本文提出了一种基于道路格网的城市三维数据增量更新方法。利用城市道路格网分组、分块的特性进行城市三维数据的空间划分,建立城市格网模型,以不规则格网的形式进行城市三维数据的组织。利用城市格网模型划分的城市地理块具有不同功能属性的特点,以地理块的形式进行"时间+空间"的增量数据组织。可对城市三维数据进行时间方向和空间方向的历史回溯,改变了传统增量更新的查询管理方式。最后本文基于多基态修正模型设计了增量数据存储模型并给出了更新流程。以某市为例,开发了城市三维数据库增量更新原型系统,实现了城市三维数据的增量更新。     

基于地理设计的三维建筑规划方案设计

建筑规划方案设计是建筑工程中的一个极富有创造性的重要阶段,利用CAD、3ds Max等工具进行设计的传统手段在效率上逐渐落后,其形成的成果丢失了大量对象信息,难以满足后续深入应用和分析的需求。地理设计思想的产生和演进将设计方案的形成和地理环境影响因素模拟、人为参与和数字技术应用紧密结合起来。文章以地理设计为指导,探索了一种三维建筑规划方案设计方法,结合ESRI City Engine规则引擎和自主研发的三维数字城市引擎进行了方法实现与系统开发。     

基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。      

顾及深层网络的地理信息Web服务搜索系统设计与实现

地理信息Web服务分散于表层网络和深层网络,给服务的查找和获取带来了困难。针对这一现象,研究设计开发了一个顾及深层网络的地理信息Web服务搜索系统。该系统以基于二级匹配的深层网络地理信息Web服务采集方法和顾及用户请求范围的地理信息Web服务检索方法为理论基础,以Lucene.net、Open Layers等开源插件为开发工具,实现了一站式的表层和深层网络服务采集和检索功能,为全球地理信息协作服务平台提供了更为广泛的数据基础。     

地理国情统计分析系统设计与应用

针对我国当前开展的地理国情普查与统计分析工作,基于地理国情普查与监测的数据管理、统计分析和成果应用的实践需求,设计和开发地理国情统计分析应用系统;在此基础上以湖北省大悟县为例开展了系统应用工作。研究成果预期将为我国地理国情统计分析、评价、监测和模拟预测工作提供技术支持,并为地理国情时空数据挖掘工作的开展奠定了重要基础,具有较好的推广应用前景。     

多维地形环境与风机参数约束的风电场道路优化设计方法

针对风机设备安全运输的道路智能化设计需求,建立了一种综合考虑风电场多维复杂地形环境的道路中心线规划网络模型,在此基础之上设计实现了顾及风电工程建设成本的道路中心线自动规划算法;同时分析计算了风电专题中风机设备的形态结构等参数特征对道路横断面宽度的影响,以实现多要素联合约束的风电场道路优化设计。突破了传统道路设计主要依托CAD辅助制图技术在多维空间整体表达上的局限性,实现了风电场道路的三维实景信息的完备表达。以两种不同地貌类型的风电场为例,验证了方法的实用性和有效性。     

哈尔滨城市地质三维可视化信息系统建设

哈尔滨城市地质三维可视化信息系统,是从哈尔滨城市地质工作的实际需求出发,充分利用现代数据库技术、GIS技术、三维可视化技术及计算机网络技术,设计并开发出一个集地理、基础地质、工程地质、水文地质、环境地质、地球物理、地球化学等多专业、多参数立体地质数据输人、管理、可视化及其分析评价为一体的功能全面、性能稳定的城市三维地质信息系统。     

一种单机多屏的时序三维地理场景同步可视化系统

三维地理场景的可视化是虚拟地理环境研究中展示各类复杂地学过程与现象的重要技术。目前,现实中地理场景大多具有复杂度高、规模大、交互性强等特点, 故采用传统的单个计算机单屏显示方式, 已无法满足用户对沉浸感、大视野、高分辨率的可视化应用需求, 而多屏显示技术是一个解决该问题的有效途径。本文以福建长汀县水土流失治理过程中植被覆盖变化为例, 开展了时序三维地理场景的单机多屏同步可视化技术和漫游系统研究。提出了系统的软件架构和开发流程, 并引入多线程同步机制, 实现了三视图场景的构建、三屏同步显示、三屏同步路径漫游、矢量图的差异符号化和三维场景实景图片嵌入播放等技术, 设计并实现了一个以单个计算机控制三个显示屏幕的时序同步可视化漫游系统。采用3 个时相的彩色遥感卫星影像,叠加数字高程模型形成反映不同时期水土流失程度变化的三维地理场景, 在水土流失治理过程成果展示中得到了应用。系统除了三维场景沉浸感强、震撼力大之外, 还具有动态变化、信息量大、表现力强等特点, 在地理场景动态可视化方面有独特的应用前景。     

基于城市园林树木景观三维模拟的绿视率估算方法

城市生态景观功能主要是绿色植物对人的视觉作用。绿视率被认为是一种比较好的衡量绿色空间视觉感受的描述因子。目前绿视率的估算主要基于静态的图像或者街景数据,而绿视率是一种动态的量,不同视点有不同的值,且植物是生长变化的。因此,本文提出一种基于数据和模型综合驱动的园林树木三维模拟景观的绿视率计算方法,其利用虚拟地理环境、虚拟植物等技术,通过道路、建筑物等硬质景观数据和树木模型驱动,建立城市园林树木三维景观;根据视觉成像原理,构建虚拟相机,模拟不同视点园林景观的视觉图像,然后识别表征植被信息的像素,从而计算绿视率。本文研发了园林树木景观三维模拟及绿视率估算原型系统,并以城市道路树木景观为例,模拟分析了机动车道中车辆乘客可获得的绿视率,与街景图像提取的绿视率值相近。该方法和系统可用于包含时间变量的不同生长阶段园林树木景观的绿视率评估,支持交互设置不同的视点参数,估算城市任意位置和任意方向的绿视率,评价过去、现在和未来的园林景观绿化质量,以人的视觉感知角度为城市绿地规划提供参考。     

基于GIS的电子政务综合应用构建平台建设研究

由于政府部门在办公和决策过程中处理的事件或信息大都与地理空间位置相关,因此,建设以地理空间数据和GIS技术为基础的电子政务系统是必然发展的趋势。本文通过对基于GIS的电子政务系统建设内容、要求及其特点的分析,提出了基于GIS技术的电子政务综合应用构建平台的概念,对平台的总体技术设计与开发问题进行了深入的讨论,并就系统组成与应用框架、地理空间数据共享服务平台、专项应用系统建设等理论技术问题进行了分析和研究。