三维仿真技术辅助规划决策三维地图辅助规划决策

三维仿真技术辅助规划决策三维地图辅助规划决策 三维地图以其真实、直观、视觉震撼之美深得用户青睐，但它也一度被人比作感官娱乐的“花瓶”。近年来，三维实景在城市规划、交通、能源等领域挖掘了更新的应用，发挥出诸多感官之外的功能。 计算机世界独家（记者 许泳）晚上请朋友吃饭，在预订餐厅前先在网上找到它的地理位置，并查看周边真实的360度街景，甚至“步入”餐厅虚拟参观个遍，这是三维景观带给人的最初印象。初次接触三维的用户，无不惊喜雀跃于它的立体、真实和美观。能够直观显示地球上的建筑物或地形的还有谷歌地图(google earth)，它通过访问庞大的卫星图片扩展数据库为用户展示出丰富的地理信息。 应用三维技术，可以将城市街道、建筑物及市政设施的立体模型融合在一起，再现城市建筑及街区景观，用户在显示屏上就可以很直观地看到生动逼真的场景，并进行诸如查询、测量、漫游等一系列操作，带给人感官上的愉悦。近年来，三维技术除了满足用户体验外，还在城市规划、交通、能源等领域深挖应用，提供决策支持等功能。在今年的中国地理信息系统优秀工程评选中，获奖单位苏州市规划局、济南市勘察测绘研究院、青岛市城阳区规划局以及温州市港航管理局都无一例外地采用了三维技术，增强其管理决策功能。 走上规划决策者的桌面 城市要建高架桥、要修地铁、要规划园林绿地，现在都可以先在决策者的桌面PC上通过三维影像数据直观地“摆排”一番。只需修改几个参数，就能改变建筑高度，改变建筑外立面的材质、颜色，或者是园林绿化密度。“以前需要一周时间做出的决策，现在只要半天就可以完成。” 苏州市规划局城市规划中心处长刘争齐介绍说，“通过建立三维地理空间信息资源共享体系和环境，苏州市规划局为社会各行业提供了真实、全面和高效稳定的城市三维地理空间数据服务。该工程覆盖了苏州市区2100平方公里，其中核心区范围50平方公里，整个工程数据量达到280GB。”据悉，苏州市规划局除了建立地上的三维实景，还有地下管线的三维信息，使以前重叠在二维地图上的一些管线数据，在层次上被分离开来，更利于决策。通过增加一维高度信息，能够构造出更接近于现实的三维地表模型和各类建筑物模型。“工程累计投入资金1500余万元，利用基础测绘资金6100万元，包括地形图、影像图、数字高程及其他数据调查。”刘争齐给出了两个具体数据。 随着我国城市化进程的发展和城市旧城区改造工程的大规模开展，当前我国大部分城市正处于详细规划修编时期，济南市城市规划三维辅助决策支持系统就很适应时机地走上了规划设计者的办公桌。“工程覆盖济南市控制规划范围4000平方公里内的地形、正射影像，完成了以大明湖、趵突泉和千佛山为中轴线的泉城风貌带50平方公里的三维景观，系统数据量达到400多GB。” 济南市勘察测绘研究院主任仲伟政说。建成后的系统，能够对规划方案进行比选，调整规划单体的纹理、位置、形体、高度，然后输出规划效果图，甚至是动画多媒体展现。仲伟政表示：“这样一来，我们改变了规划工作以往单调、不直观的状况，规避了因缺乏高度信息带来的设计风险。” 决策者通过在三维场景中任意漫游，可以发现很多不易察觉的设计缺陷，减少由于事先规划不周全而造成的无可挽回的损失与遗憾。这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。 同样的，在“数字城阳”项目中，规划系统各级领导、业务部门也可以通过C/S模式访问数据服务，完成三维规划审批及三维辅助决策支持。 除了城市规划，三维技术也开始涉足交通运输。温州市港航管理局局长叶建国告诉记者：“温州市有丰富的航道资源，内河航道总里程达1283公里，其中通海轮航道达113公里。我们创新性地将二、三维技术综合应用在港航管理行业，提供了可视化的航道管理、港区规划成果展示界面和港航资源查询定位功能。” 以虚拟现实的方式展示港区规划成果提升了港口、航道对外招商的影响。 只是“看上去很美”？ 拖动鼠标，就能在城市中漫游，找到历史文物古迹和城市标志性建筑，三维景观在数字城市建设中已经成了对外的形象工程。目前，美国有50多个城市正在全面进行数字城市建设，欧洲一系列数字城市的规划和实践也相继展开。在我国，数字城市建设已被列入信息产业和城市基础设施建设“十一五”期间发展战略重点。然而，各个城市建设的步伐不同，切入点也不一样。要建设三维景观，前期资金投入是很大的，在平台搭建、数据量、网络传输等方面都有特殊要求。对于中小规模城市，或者一些有特色的行业来说，高投入能否得到高回报？是“面子工程”，还是实际需求？这些都是业界争论的问题。 带着这些问题，记者走访了曾参与过多个三维数字城市建设的北京灵图软件公司。灵图公司首席运营官秦春乐观地告诉记者：“三维地理信息系统的建设是未来发展的一个方向，计算机和网络技术以及数据获取技术都在日新月异地发展，技术不是问题，重要的是思维模式的转变。” 秦春分析：“以城市三维基础平台系统为例，它属于网络服务体系结构，具有基础设施的特点，即初期投资较大，而边际成本很低。系统的投入使用节约了数据采集成本，克服了重复劳动、重复投资的现象。” 据了解，三维基础平台由于提供了数据接口，可以直接与原有的各专业系统集成，实现数据的共享，从而大大节约了基础数据的应用成本，缩短了系统建设和投资回收周期。同时，通过开发、提供基于三维虚拟城市的增值服务，例如与中国电信、中国移动等运营商合作，具有开拓增值应用渠道的广阔前景。 除了在应用中的推广，三维信息系统的建设还要跨越一些技术难点，比如海量存储、网络传输、数据发布、数据共享等。 在三维GIS中，无论是基于矢量结构还是基于栅格结构，对于不规则地学对象的精确表达都会遇到大数据量的存储与处理问题。三维场景结构复杂，如果没有较好的数据模型和管理策略，系统难以达到预定的显示效果，更谈不上良好的交互式界面。 三维信息系统中还有一个瓶颈问题在于如何保证数据的现实性，以及如何管理和应用这些数据。三维信息系统的建立离不开数据生产、数据管理和数据共享发布这三个环节。以苏州市三维城市的建设为例，在数据生产方面，城市大规模3D数据的制作采用数字航空摄影测量新技术，建立了从航空摄影到3D数据生产的一体化生产流程；在数据管理方面，系统采用J2EE架构，独立于平台，易于扩展，三维软件平台选用了VRMAP4.0，整合了原Oracl