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摘要:近年來,我國各級政府積極推進便民服務,其中的一個重要內容就是利用“互聯網+”技術管理轄區對象。管理對象以地理空間為載體,被賦予政治、經濟、法律屬性。新型基礎測繪的重要任務之一是發展適合高層次應用需求的新型地理信息數據成果。地理實體數據作為新型基礎測繪當前的新型特色成果,是根據應用需求以合適的精細度和準確度描述并表達地理實體的空間位置、幾何特征、專題特征及時間特征。城市三維模型是對地理實體數據進行組織管理和表達的科學有效手段,也是支撐地理實體數據在應用中發揮效能的技術引擎。鑒于此,文章結合筆者多年工作經驗,對三維地理信息數據服務規范研究與實踐提出了一些建議,以供參考。
關鍵詞:三維地理信息數據;服務規范;研究與實踐
引言
隨著現代科學技術的不斷發展,地理信息系統也在不斷地更新和完善,未來也將為人們做出更多貢獻。在利用地理信息系統對城市進行規劃過程中,應該以地理學理論為依據、以地理空間數據為基礎、以多源地理信息關系、動態時空過程剖析為方式,發掘各類隱態信息、表明掩藏的地理知識和求解各類地理難題,為城市基本建設管理決策出示科學論證。
1、標準及規范制定
依據國家及行業標準規范體系,制定相應的測繪數據生產、三維建模、建庫規范以及規劃成果提交標準,可以有效保證在整個空間地理信息數據生產入庫、三維城市建模建庫以及規劃指標審核過程中的標準化和規范性。主要內容如下:①空間地理信息數據規范;②空間地理信息數據庫建設規程;③三維建模技術規程;④三維數據建庫規范;⑤總平面圖、建筑單體圖成果提交標準。
2、對城市規劃中地理信息系統的認識
2.1地理信息系統的概念
地理信息系統是指在計算機系統中通過相應的測繪軟件把各種相關的地理信息按照一定的空間分布規則和屬性規則進行輸入、存儲、管理、制圖等,并且可以將數據信息按照一定的要求進行展示的綜合分析和應用的技術系統。地理信息系統是一個綜合性的集成平臺,在對相關的數據進行輸入后可以按照一定的運算程序進行數據處理,按照人們的需求,得出相應的結果。
2.2地理信息系統在城市規劃中的重要性
傳統的城市規劃主要依賴人工操作,除前期的測量分析外后期還要進行數據處理、再加工、分類整理等操作,然后根據所得的處理結果形成圖表,這是一個非常復雜的過程。由于這個過程中會有很多需要進行數據處理的部分,所以在傳統的城市規劃中很容易出現偏差,人工繪圖與電腦合成的一大缺點是不夠精確、直觀。地理信息系統引入城市規劃工作中后,大大提高了城市規劃的效率和準確性,而且可以形成大數據管理平臺,能夠將數據分門別類的儲存好,并且隨時可以根據需要進行調度重組。
2.3LOD構建
對于語義三維信息模型,LOD有不同的含義。城市三維模型中的LOD指的是LevelofDetail,表示的是構建的城市三維模型的詳細程度;而BIM中的LOD指的是LevelofDevelpoment,表示的是隨工程設計和施工過程的推進,BIM模型元素組織及其幾何信息、非幾何信息的詳細程度。對城市三維模型而言,LOD規定其描述和表達現實世界所用的信息量,與尺度和分辨率概念相關。通常同一城市三維模型需同時描述和表達覆蓋大面積和小區域等不同尺度、不同精細程度的地形和三維空間對象,因此需要其既可以表示簡單的、沒有拓撲結構和語義很少的單尺度模型,也可以表示具有全拓撲和細粒度語義差異的非常復雜的多尺度模型,從而實現不同應用系統和用戶之間的低損信息交換。因同一幾何體(或同一外觀)可具有不同的語義層次,如一棵樹可以分別對其樹冠和樹枝進行建模,在一種情況下,它們可以被賦予相同的語義(如“樹”或“植物”等),而在另一種情況下,每個子對象可以分別有其適當的語義(如“樹冠”、“樹枝”),因此語義也是具有精細度層次的。LOD的構建應立足城市三維模型的定位和應用范圍,對源數據獲取能力、幾何圖形精確度、幾何要素類型、語義精細度、外觀紋理豐富度等多維度進行綜合考量后確定。
2.4技術路線
(1)資源目錄數據管理按資源目錄對基礎數據和專題數據進行統一組織管理,快速導入并形成全網數據“一張圖”,方便數據共享和權限分配。(2)三維一體化數據整合集成基于三維地形模型本底數據,對資源目錄數據進行動態整合集成與疊加顯示。(3)通用性三維圖形分析提供匯總統計、圖屬查詢、二維幾何分析、三維立體分析等通用決策支持功能。(4)統一應用定制提供統一的應用系統定制參數,包括動態配置相關數據集、應用界面、三維展環境和通用分析等功能。數據中心-數據庫:物理上分布式存儲,邏輯上統一組織管理資源目錄,將配置信息存放到配置庫,供服務調用獲取。GIS客戶端:基于C/S架構開發,實現通用的GIS數據展示、編輯、查詢統計、制圖等功能,按權限動態加載圖層及控制編輯,無需本地存儲數據,具有較好的數據保密性。系統管理及發布:基于C/S架構開發,實現基于數據中心的統一資源目錄管理和授權,對現有數據按資源目錄進行鏈接式整合,對資源目錄數據進行服務發布和管理。中間件服務層:采用SOA構架以Rest方式提供相關資源目錄配置和GIS相關數據服務,通過資源目錄統一接口,最終訪問分布式實體數據,實現用戶透明調用。三維GIS系統基礎框架:實現通用的GIS資源目錄圖層按權限動態集成、數據顯示、空間查詢、統計分析等功能,三維一體化框架通過WebGL3D渲染實現前端基礎框架。該平臺的主要業務數據部署流程如下:收集和分析相關業務數據列表;按業務組織建立虛擬數據中心資源目錄“一張圖”,實現分布式存儲、集中式調用;對資源目錄進行人員訪問授權。使用人員登錄系統后即可動態加載授權的資源目錄列表。
3、三維地理信息數據服務規范研究
3.1接口規則體系研究
1)描述地理場景服務狀態的資源說明界面,包括資源名稱、內層結構和類型、支持的查詢操作方法等,是場景數據、空間查詢、全文搜索等界面的完整門戶。2)描述地理場景資源內三維數據的組織和讀取路徑的場景數據界面是為三維可視化提供標準化數據服務功能的門戶。3)描述地理場景內三維數據的三維空間查詢請求參數和響應結構的空間查詢界面是為三維空間分析提供標準化數據服務功能的門戶。空間查詢包括三維空間查詢和三維相鄰查詢。三維空間查詢主要提供Contain、Intersect和Within、Identical和Disjoint五種查詢方法,查詢三維地理信息數據之間的空間關系。三維近似查詢提供了查詢與三維地理信息數據最接近的數據的功能,查詢結果返回結果數據的屬性集。4)描述地理場景內具有單體意義的三維數據的全文搜索界面。所有屬性查詢的請求參數和響應結構是為三維非空間分析提供標準化數據服務功能的門戶。