数码城市GIS及其应用实践

数码城市GIS在城市数据管理与服务日益广泛的领域里显现出其独特的价值,比如城市规划与设计、应急反应、虚拟旅游、智能交通、电子商务等。本文以数码城市GIS平台软件CCGIS为例,详细探讨了有关数码城市GIS应用实践工程中的关键问题,包括系统的主要功能、3维城市模型数据的生产工艺与质量控制方法等,这对于数码城市GIS健康持续的发展具有重要意义。     

数码城市GIS日照分析模型

本文着重介绍了基于数码城市GIS的几种常用日照分析实现方法及特点,包括实现动态的3维阴影,对不同地区,不同季节的各种复杂建筑物单点进行日照时间计算。基于数码城市GIS进行日照环境分析,在3维场景中再现一天内日照阴影的变化,比2维中日照阴影分析更全面、生动、直观。由于建筑物的位置和高度以及屋顶的形状是真实的,因此计算出的日照时间等数据准确、可靠。可以为城建规划审批部门、处理日照纠纷部门、规划设计师及居民提供快捷可靠的科学分析手段和准确的日照数据。     

城市GIS数据多级共享交换平台系统

针对目前城市众多管理部门对城市GIS数据共享交换平台不同层次的共享需求,在分析文件级、数据平台级、系统功能级以及Web服务级四种共享交换模式特点的基础上,本文采用业务流技术设计了一种集成多级共享交换模式的数据模型。结合无锡市地理信息共享交换平台项目的建设,给出了模型在城市GIS数据交换平台系统中的具体应用过程,以期对其他城市同类系统的建设提供一定的参考价值。     

基于模型库的城市应急疏散GIS设计与实现

应急疏散是减少突发事件情况下人员伤亡和生命财产损失的重要手段,疏散决策的科学性至关重要,实现应急疏散应用模型与GIS的集成是提高应急疏散决策效率和水平的关键。本文根据城市应急疏散决策需求,设计了突发事件模型库,基于模型库对城市应急疏散GIS进行了设计。以有毒气体泄漏和爆炸为例进行了实验模拟,实验表明在模型库支持下的城市应急疏散GIS的辅助决策功能显著提高。     

基于基础地理信息数据的Ⅲ级城市三维模型快速构建方法

城市三维模型是智慧城市建设的基础组成部分。结合我国基础测绘地理信息部门所累积的基础地理信息数据成果,基于CGA形状语法的建模技术,能够实现城市三维模型的快速构建。然而基础地理信息成果如何满足相应的建模需求尚未清晰。对此,本文首先梳理了以数字高程模型(DEM)、数字线划图(DLG)以及数字正射影像(DOM)为代表的基础地理信息数据特征,研究了其如何有效支撑城市三维建模中Ⅲ级产品模型的快速构建,形成了一套从基础地理信息数据到城市三维模型的数据处理与建模方法体系。以某地级市城区场景为例,基于CityEngine平台验证了本文方法的有效性。此方法能够有效增强基础地理信息数据的利用率,提升测绘地理信息部门在智慧城市建设中的贡献率。     

城市全空间三维模型数据一体化集成管理关键技术及应用

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展,对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高,但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征,而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会,成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程,从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术,并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成,提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果,为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。     

面向数字化城市设计的三维GIS关键技术

城市设计是三维GIS应用的一个重要方向。随着BIM、CIM等概念的提出,三维GIS的发展赋予了城市设计新的含义,“以城市的形体环境为研究对象,通过对城市环境三维的空间设计,来贯彻城市规划思想,指导城市环境元素的进一步设计。”面向城市设计的三维GIS包含许多新的技术,包括能够表达城市现实和抽象空间的三维实体数据模型,面向不同尺度的多源三维数据融合,真三维空间分析与计算,以及三维交互与输出新技术。在三维GIS关键技术的基础上,建立了城市设计规则库。总结了面向数字化城市设计的三维GIS最新技术成果,以期推动城市设计的发展。     

云GIS应用于数字城市设计与实现

针对数字城市地理空间框架建设中存在的问题,本文研究和设计实现云环境下GIS应用,构建云GIS实验环境,和传统GIS环境实验结果对比,得出结论:云GIS在基础设施框架、提高硬件资源利用率以及提供高性能的服务方面具有诸多优势,能解决现在数字城市项目建设中存在的问题,值得研究和应用推广。     

电力GIS网络模型的设计和实现

针对电力系统可靠性和实时性高,电网结构复杂,数据量大等特点,对电力GIS的网络模型进行了深入研究,并根据分析结果设计和实现了电力GIS的网络模型。该模型把电网的网络结构映射为几何网络和逻辑网络,实现了地理图与逻辑图的相互映射,通过引进复杂边和复杂交点技术解决了边"破碎"和点"破碎"问题,从而大大简化了查询维护和网络分析的复杂性。该模型支持高效率的电网网络拓扑结构的实时重构,已在我们的输配电网GIS中进行了成功应用。     

城市测绘与城市GIS存在的问题与对策

测绘人才、基础信息、资金投入等是当前城市测绘与城市GIS存在的较为突出的问题 ,要促进城市测绘与城市GIS的发展 ,必须制定相应的策略解决此类问题     

三维城市模型数据划分及分布式存储方法

随着信息获取技术的快速发展,地理信息数据每天以TB级的数量增加。三维城市模型数据作为三维GIS的重要内容,在数字城市和智慧城市建设过程中发挥重要作用。由于三维城市模型数据结构复杂,其数据量具有海量性,因此,高效地对三维城市模型进行划分及存储,以满足数据的长效管理及三维GIS系统的快速可视化数据调度和空间辅助决策需求,成为近年的研究热点。以往的数据划分方法导致划分区域在数据调度中变化频繁,使数据更新和管理变得困难,需寻找一种更为稳定且具有普适性的数据划分方法。本文分析了现有三维城市模型数据划分方法的不足,提出了基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法,并对划分后三维模型数据进行统一命名编码;借助非关系数据库MongoDB强大的海量数据组织及高效的多并发访问功能,构建了MongoDB分片集群服务器;对三维城市模型数据进行了单元划分,并采用规则建模软件City Engine进行建模,得到三维城市模型,借助非关系数据库软件MongoDB进行数据存储实验。结果表明,基于拓扑关系模型的大比例尺图幅划分方法适用于三维城市模型数据划分,划分后数据的存储效率明显提高,MongoDB数据库的多并发访问效率具有良好的稳定性。     

GIS基础软件技术体系发展及展望

地理信息系统作为IT系统的重要组成部分,其技术的每一次进步都与最新IT技术的兴起息息相关。随着云计算、大数据、人工智能等技术的发展与应用,如今GIS基础软件已经形成五大技术体系：大数据GIS技术体系,增加了对空间大数据的存储管理、分析处理以及可视化的能力,丰富了空间数据的内涵;人工智能GIS技术体系,GIS通过结合人工智能相关算法,增强了GIS模型的分析预测能力,同时二者之间相互赋能,在增强GIS能力的同时,也让人工智能具备空间分析和可视化能力,拓展了其应用范围;新一代三维GIS技术体系,实现了二三维GIS一体化和多源异构数据的融合,推动了三维GIS从室外走向室内,从宏观走向微观;分布式GIS技术体系,突破了数据类型和容量的限制,数量级提升了GIS软件的性能,让高可用和高可信GIS应用成为可能;跨平台GIS技术体系,使得GIS软件可运行于不同类型的CPU架构和操作系统,满足日益丰富的多终端应用需求。五大技术相辅相成,进一步拓展了GIS基础软件的能力和应用场景。本文以SuperMap GIS为例,详细介绍了GIS五大技术体系的具体内容,阐述了每项技术的难点与创新点,并用光环曲线对五大技术体系的发展阶段进行了划分,探讨了未来GIS技术的发展趋势。     

三维GIS及其在智慧城市中的应用

三维GIS是当今乃至未来GIS技术的主要标志性内容之一,它突破了空间信息在二维地图平面中单调表现的束缚,为各行各业以及人们的日常生活提供了更有效的辅助决策支持。本文重点介绍了三维GIS的数据模型、数据库管理和可视化分析等关键技术及其研究进展,并以武汉市为例展示了三维GIS对城市立体空间的整体表达,为大城市、全市域的三维数字城市建设奠定了基础,最后探讨了在智慧城市建设与城市安全中三维GIS将发挥日益重要的时空信息承载引擎与空间智能技术支撑作用。     

基于FME软件CAD数据转换GIS数据的优化路径

在地图制图工作中需要将CAD数据转换成GIS数据以便于后期的数据处理.文章介绍了通过FME软件将CAD数据中的CAD块、注记、图层、拓展属性等转换成GIS数据的方法,并分析数据的属性类型,设计并优化了合理的数据转换方案,解决了使用传统方法而导致的数据不全、属性混乱、空间位置错乱等问题.     

数字城市中三维模型的质量控制

主要论述了在数字城市建设中三维模型数据的生产流程,质量元素,质量控制的内容、方法及评价体系.在三维建模质量控制方面制定了一套行之有效的质量控制体系,为数字城市建设中大规模三维建模工作的开展提供了一个参考.     

城市综合功能GIS框架结构研究

城市综合功能GIS是城市重要的基础设施 ,它是实现城市可持续发展的基本保证之一。城市综合功能GIS的基本框架结构分为基础层、专题基础层、专题层和综合层。其特点是功能强大、结构复杂、数据多样 ,服务广泛     

GIS数据质量的模糊综合评判分析

GIS数据在生产过程中由于各方面的原因,常使数据质量的优劣具有模糊性,给数据质量评价带来困难,影响了GIS应用。本研究尝试将模糊数学概念引入GIS数据质量评价中,用模糊数学理论建立GIS数字化产品质量评估模型。介绍了模型中评判因子、评价集、权重确定和模糊集合隶属函数的建立过程,并举例说明应用模糊综合评判方法对矢量化产品的评判过程。该方法有效地解决了GIS数据质量优劣的客观定性问题,使矢量化数据产品的评判简便、直观,保证了数据质量。     

城市大气污染扩散GIS模拟分析--以福州市为例

以福州市为例,分析了GIS在环境模型研究中的主要应用范围;剖析了GIS与环境模型结合的三种层次。在 GIS技术支持下建立了城市点源和线源大气污染扩散模型,采用大气污染扩散模型与GIS的嵌入式的紧密集成技术,进行福州市大气污染扩散模拟,直接采用等值线的方式表达大气污染物在不同气象条件下空间分布模拟结果, 为城市大气污染源的管理和时空模拟提供了一个良好的可视化分析环境。模拟结果表明:2000年福州市区工业路附近区域与福新路附近区域出现SO2高浓度;湖东路、八一七路、福新路、六一北路围成区域出现NOx高浓度,为机动车污染严重的区域。污染物浓度分布与污染源的空间分布和排放量密切相关。     

三维GIS的线性八叉树数据结构研究

本文在分析和比较了三维ＧＩＳ中多种数据结构的基础上,重点讨论了线性八叉树编码原理、线性八叉树数据结构以及线性八叉树的生成、显示与操作,并从数据结构的优缺点着眼,提出将ＢＲ 法与线性八叉树相结合的观点;从三维动画技术着眼,提出将原型法、ＣＳＧ 法与线性八叉树相结合的观点,最后提出一种基于多元表示的三维ＧＩＳ系统的构想框架     

网格GIS数据信息发布的关键技术

网格GIS数据信息发布是通过网格计算环境发布存储在数据库中的信息,是实现网格GIS的关键技术之一。网格GIS数据信息发布的特点是其发布方法的通用性、高效性、高自主性、易实现性以及软件的复用性。在传统的WebGIS数据信息发布中,常用的CGI、API、JDBC、ASP、JSP等方法在实现网格GIS数据信息发布过程中均存在局限性。软件Agent技术以及中间件技术为解决网格GIS数据信息发布提供了新的技术保障,本文针对网格GIS数据信息发布的要求和特点,讨论了利用Agent和中间件来实现网格GIS数据信息发布,利用Agent的思路和方法对传统的方法封装成数据信息发布中间件,从而用来进行网格GIS数据信息发布。