基于二维三维一体化管理的基础测绘数据平台研究

苗雨

摘 要：目前中央商务区范围内地形图、地下管线、DOM等基础测绘数据采用单机存储，数据格式、坐标系统不统一，缺乏空间分析能力，针对以上不足，开发建设二维三维一体化管理的基础测绘数据平台，统一了数据格式和坐标系统，完成了全区域三维建模，实现了数据浏览、共享、统计、三维空间分析等功能，为科学决策提供辅助工具。

关键词：二维三维一体化；基础测绘；三维建模；城规和土规地类互译技术

1 概述

江北新区中央商务区位于江北新区核心区，面积25.4平方公里。目前中央商务区范围内地形图、管线、DOM等数据单机存储，外出办事不能实时查看、统计、分析相关数据，不能实时、有效共享数据。坐标系统不一致，规划数据、地形、管线数据大部分为南京92地方坐标系、少部分为2008南京地方坐标系，土地数据为西安80坐标系，数据不能无缝融合。二维数据只能展示基础测绘数据的平面效果，无法直观、形象地展示地下管线、BIM等数据，无法用地形图模拟实际地形的高低起伏。

二维三维一体化管理的基础测绘数据平台具备对1：1000地形图和管线图、DOM数据、建设项目分布数据、BIM数据进行数据格式整理，统一转换坐标系的基础功能，同时能实时更新数据，对地形、地下管线、BIM数据进行三维可视化，采用BIM建模的建筑还可以进入房间，查看建设进展情况。

2 2D基础测绘管理平台的不足

目前2D基础测绘管理平台利用二维图形来表现地形、地下管线等数据，数据结构简单、包含的信息量较少，大部分数据是CAD格式，空间分析和统计功能比较薄弱。同时还存在以下几点不足：

一是用二维图形表现地下管线，只能展示其位置、走向、埋深数据，不能直观展示埋深以及与相邻管线的关系，不能较好指导管线施工。

二是建设项目用二维图形表现，只能展示其位置、大小以及部分与周边地块关系，无法直观表现立体效果及建筑间的视线遮挡情况，不能展示项目的建设进展情况，不能开展视域分析。

三是因为坐标系统不统一，无法将地形图、地下管线、BIM数据、建设项目分布数据、土地数据叠加到航片图上，无法直观了解相关情况[1-2]。

3 二维三维一体化管理的优势

二维三维一体化管理基础测绘平台，统一了坐标系统和数据格式，具备实时更新和数据共享功能，既具有二维空间分析功能，也有三维空间分析功能，并使分析结果更具可读性，为科学决策提供了辅助工具[3-4]，具有以下的优势：

一是二维三维一体化管理可以实现地形坡度、坡向分析，通视分析、道路纵断面分析、场地填挖分析。

二是综合分析城市规划、土地、拆迁、建设项目分布、招商等信息，经过空间叠加计算，科学合理确定新项目选址。

三是运用BIM技术，直观形象展示在建项目的建设进展情况。

4 二维三维一体化管理基础测绘平台及关键技术

目前中央商务区二维三维一体化管理基础测绘平台基本建成。基于ArcServer、H5技术、BIM等技术建设的二维三维一体化管理基础测绘平台主要使用了以下关键技术：

一是三维建模技术，即采用倾斜摄影测量采集外业数据，对数据处理后进行空三数据加密，再依据空三加密的成果，采用三维建模软件进行全区域三维模型的建模工作。重点项目的BIM模型轉化为OSGB或者3Dtile格式的三维模型数据添加到二维三维一体化管理基础测绘平台数据库中。移动版的App基于WebGL和H5技术，实现倾斜三维模型跨平台、跨浏览器，无需插件，即可浏览三维模型成果。

二是App混合开发技术，为了提高效率、节省成本，二维三维一体化管理基础测绘平台使用了App混合开发技术。这是一种结合原生应用开发技术（指利用Android官方开发语言、开发类库、开发工具进行开发的技术）和H5开发技术的开发模式，App主要的UI界面、业务功能实现利用H5相关Web技术实现，原生代码部分则提供插件作为H5的容器。

三是城规和土规地类互译技术，为建立城规和土规用地分类之间的直接对应关系，根据《南京市城市用地分类和代码标准（2012）》与《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2007）以及相关标准，制定了城规和土规用地分类对应表，实现了城规和土规地类的映射和互译。同时具备升级功能，保证与后续国土空间规划用地分类相关技术标准匹配。

四是多层架构技术，基于二维三维一体化管理的基础测绘数据平台采用多层架构技术，平台一共分为数据获取层、支撑层、数据存储管理层、平台层、UI层5层。其中数据获取层是平台的数据来源，获取GPS、地形、地下管线等测绘基础数据，重点项目进展数据，以及图片、视频等数据；支撑层主要分为软、硬件支撑系统，提供基础的软硬件资源，包括服务器集群、网络集群、OS、系统软件等。数据存储管理层实现对数据的统一存储与管理，用于基础测绘数据、土地相关专项数据、辅助决策等数据的储存管理；平台层是承接数据与应用的主要载体，向应用提供各种服务，部署二维三维一体化管理基础测绘平台各种环境，包括应用服务组件、基础支撑组件等；UI层：针对不同角色、不同权限用户提供个性化的应用服务。

基于以上关键技术，为满足日常工作需要，辅助领导科学决策，二维三维一体化管理基础测绘平台实现了4大类功能：

一是数据管理类功能包括档案管理、数据质检和预处理、地形与地下管线等数据入库功能、地形图与管线图等专题数据的输出功能。

二是一张图类功能包括数据浏览、不同年份航片回溯及分屏显示、重点项目进度跟踪、空间数据分析、项目辅助选址、三维数据浏览等功能。其中各期拍摄航片的对比浏览功能，可以任意选择2期航片进行分屏对比，重点项目按照业主要求半个月进行一次航拍，可实现重点项目从空地到建成的各期航片存储、对比浏览。

三是运行维护类功能：服务发布管理、角色管理、用户信息管理、规划测绘数据更新等功能，其中角色管理功能主要是针对不同的业务部门、不同的领导层级赋予与其业务相关的特定功能。

四是移动办公类功能：考虑到实际需求，为了满足移动办公需要，开发了移动办公功能，实现了二维及三维数据浏览、查询、统计、空间分析等功能，可以直接加载CAD红线，查询红线范围内的地形图、航片、地下管线等信息。

5 结论

二维三维一体化管理基础测绘平台实现了二维、三维数据一体化管理。全面整理中央商务区范围内地形图、管线、DOM、项目建设情况、土地利用现状、拆迁等数据，完成了全区域的三维建模，统一了数据格式和坐标系统，实现了数据的浏览、共享、统计、空间分析等功能，能够直观形象展示地形地貌与在建项目，具备地形坡度坡向分析、通视分析、道路纵断面分析、场地填挖分析等三维空间分析功能。该平台为重点产业项目和城市配套项目选址、开展规划设计、保障项目建设、落实项目监管等提供准确的信息，是区域开发、建设、监管的科学辅助工具。

参考文献：

[1] 王燕.二三维一体化的 WebGIS 系统的研究与实现[J].现代测绘，2011（5）：46～47.

[2] 艾显明.二维地图与三维可视化一体化存储研究[J].贵州科学，2016（5）：91～96.

[3] 陈鹏，丘广新，张鹏程.基于二维、三维一体化的地下管线信息系统建设关键技术研究[ J].测绘与空间地理信息，2016（6）：11～13.

[4] 魏金明，杜洪涛，仲伟政.基于 AE 的二三维一体化 GIS 技术研究[J].城市勘测，2016（1）：89～92.