GIS三维可视化在机场选址中的应用研究

李佳蔓

摘 要：我国经济的高速发展带动了我国民航事业的发展，对于机场选址与规划人员而言，在数据分析、数据量化统计、查询等方面较为不便，而GIS技术可将显示世界中的对象空间位置和相关属性有机的结合，能更好地满足用户对空间信息管理的要求。

关键词：GIS三维可视化;机场选址;应用研究

一、华池县概况

华池县地处甘肃省东端，东北与陕西省志丹、吴旗、定边接壤，西南与甘肃省内的庆城、环县、合水为邻。地处东经107°29'-108°33'，北纬36°07'-36°51'之间。

初选场址过程中，以空域优先为原则，先从空中分析适合选址的区域，再从可选区域中根据地形地貌、城市规划、建设条件、区域位置及配套设施等因素筛选场址。

（一）按照新建机场邻接区应尽可能避免与现有机场使用空域重疊、且需与现有航路、航线保持足够水平间隔和垂直间隔的要求，华池通用机场选择场址，较为合适的为县域东南片区，此区域范围最大限度保障本场与现有保证本场飞行与现有航线、航路有足够的水平间隔。

（二）从华池县地形地貌来看，整个区域属于黄土低山丘陵地貌，选择县城和南梁之间山梁场址，既靠近公路又保证良好的净空条件。视野良好、气象情况稳定、排水条件好、对周边区域噪音影响小，满足机场使用要求。

（三）按照华池县城城市发展规划，今后将依托主要交通干线，引导人口和产业向发展轴集聚，形成点轴城镇发展格局，华池县东南区域处在规划发展轴的两轴之间，同时在老城区向新城区发展路径上，在此发展轴线建设通用机场，可带动该区域相关产业的发展，促进就业和增加税收，符合华池县城市发展规划，也符合选址要求中的机场运行和发展与城市规划相协调的原则。

（四）按照华池县县域旅游发展规划，旅游资源主要集中在：以南梁镇所在地位为中心的红色旅游区。南梁、抗大第七分校、双塔森林公园等组成的五大精品旅游线路及重点红色旅游基地基本围绕南梁设置，旅游线路与城市规划“多轴”布置一致，通用机场场址选在该区域，有利于旅游产业的发展和旅游产品的开发，符合华池县“做大做强旅游产业”的发展规划。

（五）从华池县地震震中分布图上看，华池西部地震活动较为频繁，东部地震活动相对较弱，因此将预选选址确定在此区域是合适的。

根据华池县的空域、地面条件、城市发展规划和区域地址环境等因素，综合分析后，重点选址区域宜确定在华池县东南区域。

二、初选场址地理分析

根据前述选址原则，按照民航选址的有关要求，结合和华池县区内自然地形地貌、资源分布的实际情况，项目组经过图上作业后，选出了条件相对较好的01柳湾场址、02雷圪崂场址、03南梁场址3个初选场址作为预选场址，如图所示

三、场址净空条件分析比较

所谓净空是指机场附近沿起降航线一定范围内的空域，即在跑道两端和两侧上空为飞机起飞爬升、降落下滑和目视盘旋需要所规定的空域。在这个区域内，不能有地面的障碍物来妨碍导航和飞行（种小雷，2002）。

传统的机场净空障碍物获取方法是调查和测定机场净空限制面内障碍物的位置和高度，绘制出机场净空限制面及障碍物位置图，然后根据三角关系计算物体高度是否超过限制高度。这种方式成图速度慢、精度低、难以更新。而通过建立机场净空模型，可以确定机场周围任一平面位置的障碍物许可高度，用三维遥感与GIS技术获取障碍物数据，具有分析过程效率高、结果数据准确、实现净空障碍物三维可视化等优点。

（一）机场净空模型

从《民用机场飞行区技术标准》（MH50012000）中关于机场净空的规定可以看出，机场对障碍物的限高要求具有纵横对称的特点，因此，本文采用一种通用的机场净空限制面几何模型，即所谓的纵横对称的净空模型。

（二）机场净空障碍物分析

研究中利用土石填挖计算的原理，将机场实地数字高程模型数据和机场净空限制面高程模型进行填挖方分析获得地形障碍数据，将机场实地数字高程模型作为原始地形数据，机场净空限制面高程模型作为填挖后地形数据，填挖方分析获得的挖方区域即是地形超高区域。将建立机场实地数字高程模型的等高线离散化数据，和带有顶端高程值属性的障碍物数据一起重新构建TIN，其中烟囱、塔欠、天线等点状地物被统一处理为直径为l〇m的面，这样点状地物与楼房、树林等面状地物全部参与构建TIN，TIN转换为grid，获得机场实地障碍物高程模型。机场实地障碍物高程模型与机场净空限制面高程模型进行填挖方分析，落在挖方区域内的障碍物即是超高障碍物。对超高障碍物数据进行整理，获得最终的机场超高障碍物成果。

对机场净空区进行三维建模及飞行模拟根据遥感图像三维可视化模型（图2），利用ERDASImagingVirtualWS软件，在VirtualGIS软件中，设置飞行路线、飞行视角、速度和飞行高度等飞行参数，进行飞行模拟，重点突出表现了净空障碍物对飞机飞行的影响，最终输出机场净空区虚拟现实模拟飞行录像文件。