论文部分内容阅读
城市三维地理信息系统(ThreeDimensionalUrbanGeographicInformationSystem，简称为3DUGIS)是指能对城市区域空间对象进行真3D描述和分析的GIS系统。3DUGIS起源于各城市部门要求处理三维现象的需求与UGIS软件只能处理存储、查询、分析二维数据的矛盾。针对该矛盾，国内外各大公司与研究部门对3DUGIS作了很多研究工作，研究的内容主要集中在：(1)3DUGIS的批量数据获取，包括摄影测量方式，激光扫描方式，移动测绘系统、混合测绘系统及其数据采集，多数据源集成问题等方面；(2)城市三维可视化模型的建立，包括使用二维GIS数据表现建筑物和采用VRML及CAD、CSG建模方法建立可视化模型；(3)3DUGIS的数据模型，包括空间实体的数据表达和实体的空间关系表达；(4)3DUGIS数据库；(5)Internet3DUGIS；
本文针对当前3DUGIS开发与应用中亟待解决的三维建模数据实时获取；城市三维空间数据模型研究与三维场景的快速建立；三维空间分析方法等问题，选取了深圳市为试验区，研究、探讨了基于规划管理的城市三维GIS建模与应用。研究内容涉及：以二维GIS数据为主要数据源的建模数据特点，建筑物建模数据实时获取方式与处理方法；顾及二维GIS数据的城市三维GIS空间数据模型和模型的快速生成、显示方法；城市三维GIS模型在城市规划管理中的应用方法等三个方面，具体的研究内容包括：
(1)以深圳市二维GIS数据为主要数据源，分析了城市三维GIS建模数据的组成、特点；着重分析了建筑物数据流程关系，研究了基于业务数据流程的建筑物建模数据实时获取方法，并研究建筑数据压缩、化简算法；
(2)根据深圳市二维GIS数据的特点，提出了顾及二维数据的城市三维GIS建模的数据模型，该模型分为基础模型层与空间对象层两部分，基础模型层是构造城市三维GIS模型的基本元素，各种城市空间对象由基础模型的组合、调用生成，各种城市空间对象组成了城市三维GIS数据模型；研究了综合图形、图像两种建模方式的城市三维GIS快速、动态建模方法；
(3)根据所建的数据模型，研究并实现了深圳市城市三维GIS模型的快速生成、显示方法；
(4)研究并实现了城市三维GIS模型在规划管理中的应用。包括城市三维GIS的空间查询的实现方法和关键算法，空间操作的实现方法(旋转、平移、缩放)，在此基础上研究了基于三维GIS模型的容积率计算方法。
通过研究发现：(1)以业务数据流程为基础的三维数据获取方式可以实时、便捷地获取建模数据(这里主要指建筑数据)，所获得的数据信息丰富并且反映了城市的最新发展变化情况，具有权威性和现势性；(2)顾及二维数据的城市三维GIS模型能够快速、动态地建立城市三维场景，便于规划管理部门实时操作分析；(3)论文中提到的基于三维GIS模型的容积率计算方法可以有效地分析建筑面积、建筑覆盖率与容积率间的变化关系，不仅丰富了三维空间分析的方法，还为城市规划管理提供了一种新的分析手段，具有实际应用意义。