三维GIS及其在智慧城市中的运用研究

发表时间:2021/4/15   来源:《工程管理前沿》2021年第2期   作者:梅凯
[导读] 科技的发展推动了信息技术的全面应用,在生活工作中信息技术已经融入到各个领域,其中三维GIS技术在智慧城市占据着重要地位
        梅凯
        安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 230022
        摘要:科技的发展推动了信息技术的全面应用,在生活工作中信息技术已经融入到各个领域,其中三维GIS技术在智慧城市占据着重要地位,三维 GIS 就是三维地理信息系统,可以根据系统进行城市规划建设,推动信息技术的全面发展,也让智慧城市的建设更加快速,此技术已经在智慧城市中被广泛运用。
        关键词:三维 GIS;智慧城市;可视化
        随着城市化进程的不断加快,我国正从数字城市像智慧城市进行转变。数字城市指的是利用信息技术对城市进行多角度、多尺度、多分辨率以及多时空的三维描述,实现数据信息数字化,让城市信息能够虚拟体现。智慧城市是增加了互联网+结合智能技术,实现用户的信息融合,为用户提供创新实现可持续发展,随着互联网+时代的发展,移动技术不断的创新应用,智慧城市将成为继数字城市后高技术信息化城市发展的主要体现。
        1 、三维 GIS 的应用优势
        1.1 信息承载和表达能力
        智慧城市的建设不仅在与城市硬件环境与网络环境的构建,更在于依托于上述环境的城市信息化,从数字地球概念的提出,到现在的智慧城市建设,我们始终需要面对将实体信息高效转化为数据信息的问题。较之已被广泛应用的二维地理信息数据,三维 GIS 借助于多出的这一维,即从平面坐标转为三维空间坐标,其数据承载和表达能力得到了极大扩充。可以预见,三维 GIS 技术的进步将为智慧城市的建设应用提供有力支撑,借助三维数据的信息承载及表达能力,人们能够搭建起信息更全面、更精准,应用更直观、更便捷的工作平台,实现精准管理,保障智慧城市建设与运行。
        1.2 三维可视化
        三维可视化优势是三维 GIS 应用于智慧城市建设发展的又一重要优势。三维 GIS 在实际应用中,主要是通过利用地理信息技术、三维仿真技术对实物数据信息进行收集、分析和整合,并通过模拟数据信息来建立三维地图,城市建设人员将其应用于智慧城市建设发展中,便可以利用三维 GIS、结合城市实际情况构建智慧城市三维地图模型,实现对智慧城市建设发展的模拟推演,有利于城市建设人员发现问题和解决问题。三维地图模型以城市基础信息数据库、影像数据库等二维数据信息为基础,主要是通过对收集到的信息进行分析来建立模型,可以实现数据对实物的转换,使得地图形象清晰明确,促使城市建设人员能够具体了解和掌握智慧城市建设实况,对促进智慧城市科学建设具有积极性影响。
        2、三维GIS技术在智慧城市中的运用
        2.1三维GIS空间数据库模型
        随着互联网+时代快速发展,智慧城市发展也需要为自动采集城市信息提供新的技术手段,并使这些信息通过远程控制发送;传统的三维空间数据模型难以提供一个城市完整的空间表达与管埋的解决方案,尤其是宏观规划管理跟微观精细化管理之间的矛盾十分突出。利用三维GIS技术在地面数据模型上提起相关信息,通过三维GIS软件进行转换,以便满足智慧城市建设所需数据模型。特别针对地上、地下和室内、室外多粒度对象统一表达的复杂性与高效性难题,地上、地下和室内、室外一体化表达的真三维GIS模型,刻画了三维空间对象几何、拓扑和语义的特征及其相互关系。统一的空间基准与数据结构、多层次语义与拓扑关系,以及几何与纹理的多细节层次表达等。特别是基于三维几何的精细化表达,实现了工业化建设设施及其部件级别的物理性能和功能的语义描述,使得三维GIS进一步拓展能有效支撑物联网信息的承载和关联分析,以及室内外无缝定位与导航应用。


  2.2三维可视化技术
        三维可视化技术就是能够提高画面的清晰度,使得模型的建立更加的准确和逼真,提高画面的流畅性和高效性,在三维 GIS中有重要的应用。三维可视化技术能够使得画面更加有质感,这样就能使得三维模型更加清晰,从而我们在进行模型的查看以及一些数据的显示时就会更加的方便和清楚了,这样推动了三维GIS 技术的发展,在智慧城市的建设中有重要的应用。我们在进行智慧城市的模型绘图的时候一定要根据实际的情况进行绘制,然名通过三维可视化的作用能够完善我们的绘制模型,这样就能使得智慧城市的构建更加的完整,层次分明而且还能得到更好的处理。每个场景的建设都要其有层次感,这样我们在进行问题的处理的时候也能有针对性地进行,从而减少错误的出现,提高智慧城市建立的质量。三维可视化技术还需要不断地提高,这对智慧城市的规划和建设起到了决定性的作用,在三维 GIS 中占有不可缺少的位置。
        2.3在智慧城市建设中的应用
        智慧城市的建设是离不开信息技术的应用,我们通过信息技术在计算机上绘制出数据模型,从而使得人们能够对城市地理环境进行深层次的了解和查看,这样人们在进行智慧城市的规划和建设的过程中就能依据三维数据模型来进行科学的建设,还能为人们提供更多有用的信息,从而提高建设的水平。智慧城市的建设一定要跟上时代发展的步伐和要求,使得智慧城市的理念深入人心,我们能够更好打造良好的城市环境,对城市的发展也具有重要的影响。三维 GIS 通过各种技术的支持,使得三维空间数据模型的效果变得越来越好,对数据的存储和更新也做得非常好,这对智慧城市的发展有重要的影响,我们必须要掌握相关的专业技术,结合实际情况来进行智慧城市的科学建设。智慧城市的建设在地下建设的管理上就需要应用到三维空间数据模型,因为我们对城市地下的情况不是特别了解,需要建设三维空间数据模型对地下的情况迚行模拟和构建,使得地下的情况能够呈现出三维模型的立体形态,然后根据各种数据就能更好的规划地下建设。这种方式能够提高建设的安全性和可靠性,保障智慧城市的有效建立,从而使得智慧城市各种建设的性能能够大大提高,这样更能方便人们的生活,使得三维 GIS 能够得到普及和应用,这项技术将对未来智慧城市的建设做出更重要的贡献,需要引起我们的重视,不断地完善和发展,这样才能更好的帮助人们进行城市的规划。
        2.4 在社会生活中的应用
        除上述几点之外,城市建设人员还可以将三维 GIS 应用到智慧城市的社会生活建设中,本文主要从两个方面进行阐述:第一,将三维 GIS 与智慧城市交通将结合,三维地理信息系统能够利用三维空间数据模型收集、分析和整合城市交通信息数据,并对信息进行科学处理,以此为基础模拟的交通模型更具真实性,对实现交通信息智能化发展和提高城市交通安全性具有极强的促进作用。第二,将三维 GIS 应用于智慧城市的环境保护中,由于三位地理信息系统具有实时动态监测功能,所以城市建设人员可以借助三维地理信息系统构建智慧型环境保护网络体系,以此实现对城市污染的科学控制和有效治理,推动智慧城市可持续发展。
        3、结束语
        总而言之,三维 GIS 技术在智慧城市的运用,能够更好的对城市建设提供帮助和规划,GIS 形成多维动态新格局,提高智慧城市的建设效率,尽管三维地理信息系统能够推动智慧城市建设发展,但是其在实际应用中仍存在不少制约因素,研究人员应当对其进行深入研究和开发,努力提高三维 GIS 的应用效率。
        作者简介:梅凯(1987.8-),男,安徽蚌埠人,长安大学测绘系学士。单位:安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司,测绘工程师,长期从事测绘工作。联系地址:安徽省合肥市包河区芜湖路街道曙光路一号。 邮箱:517303179@qq.com

参考文献
[1]朱庆.三维GIS及其在智慧城市中的应用[J].地球信息科学学报,2014,16(2):151-157.
[2]张会霞,马神兵,张亦弛.基于三维GIS的虚拟校园环境研究[J].测绘通报,2017(6):126-129.
[3]王少华.超图平台软件创新:SuperMapGIS智慧城市时空信息云平台简介[J].地球信息科学学报,2016,18(7)1009-1010.
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