三维地理信息融入智慧园区建设的应用研究

靳晓媛

(广方电信规划咨询设计院有限公司汕头分公司，广东 汕头 515041)

随着近年来我国地理信息技术的改革与发展，面向公众呈现的地理信息图像不再只是传统的二维矢量图，更多地已向三维可视图形发展，我国城市三维地理信息系统也在原有二维基础上进行扩充和延伸。三维地理信息可以针对地理位置特征进行精确描述，真实、准确地提供三维地理坐标，可以对地点进行空间学的分析和时间学的运算，为相关人员提供了现实虚拟感，日益得到从业者的青睐，广泛应用于园区等建设上。

1 智慧园区对三维地理信息建设的需求

1.1 分层精细化管理专业要素

数据库系统是整个智慧园区的重要数据组成的一部分，GIS库依靠强大的园区时间和场地空间数据的实时存储和综合分析计算功能，可以高效率地解决在智慧园区中对物联网中“物“的具体所在位置以及其他与物的所在位置直接相关的重要信息进行分析与综合计算。空间应用数据库技术作为我国构建整个智慧园区空间物联网的基本核心和关键，将对于园区空间应用数据处理计算方法的广泛应用以及引入整个智慧园区中的物联网具有十分重要的社会现实意义，空间应用数据库会帮助园区物联网中“物”变得更加直观、精准。

1.2 地上与地下数据一体化精准表达

地理空间信息系统着眼于对三维空间面积大小等数据的高程位移进行精准化数据表达，在三维地理系统中，高程位移精准化数据是我们进行三维空间GIS等数据的空间分析和地理计算的重要依据[1]。在整个地上园区空间设计场景要素的整体构成以及内容上，涉及并达到了覆盖全空间的多种地理空间设计因素，如地下的给排水管及其主要附属品设计数据，地上的大型公用建筑、结构物等，为了真正实现地上园区设计要素场景和地下园区设计要素场景的完美相互融合，除其各自都分别需要精确的三维相对地理空间数据进行表达外，其他园区设计要素场景的相对空间地点则分别需要充分依靠数据建立在高精度测量和低精度的DEM之上。DEM不仅是真实三维场景的空间表达，同时也能够更加逼真地对地貌地形进行描述。

2 智能园区对数据建设的需求

园区的数据建设涵盖园区基础的业务数据及技术应用类的数据存储，是基于园区的地理信息数据及空间模型进行采集，以支撑平台形式进行呈现和应用的。而重点的三维网络园区建设应具备以下特点。

2.1 数据信息表达的分析精度高

三维描述GIS技术是对一个三维区域内的三维空间地理物体或者三维地理物体要素信息仿真模拟，全方位还原园区图像。通过真三维的图像描述，结合可视化图形，通过数据分析三维GIS，进而实现更高的三维描述可视化地理图像信息，其显示表达效果不仅能够提供满足三维GIS大数据范围的三维地理物体要素信息显示，还能够提供完整的三维空间物体地理要素，实现信息分析查询和数据分析处理功能[2]。在创建所属行政区域管辖范围内，在园区建设工程完成后，用科学的三维测量技术替代传统测绘手段，通过摄影图像测量、三维激光图像扫描等多种新的测量技术手段，采集现场的自然地理气候条件及其他关键要素三维表现空间的分析数据，可进一步表现可视化数据分析真实性，提高空间数据分析的测量精度和准确性。应用以上技术手段，利用采集到的空间数据信息进行高精度分析，1∶1对园区真实布局进行还原，原始数据的积累也为创建智慧园区提供了新的数据分析依托。

图1 重点建筑内部模型

2.2 针对重点建筑物内部的建筑结构应进行独立建模

每个园区均有核心片区，在设计绘制过程应挑选出具有园区标志性或特色性的建筑，对其进行内部单元模型的详细设计和绘制。对于室内承重墙或隔断需进行立体化形象的模型表达，重点标识消防系统(如室内自动消防栓、固定式自动消防灭火控制装置或其他消防设备等)的内部布局，展示其内部小品模型建造。重点类型建筑物的室内模型化的建设都将会给对于园区后期的企业导航、园区后期生产经营和园区管理等众多不同类型的技术应用者带来三维化和大数据的技术支撑。

3 GIS系统功能建设

3.1 基础设施层建设

基础配套设施一级作为智慧园区的重点建设组成部分，其基本职责就是直接负责对园区内的信息收集和管理，包括各种类型的感知器、视频电话系统、高清图像摄影监控系统、有线无线通信设备等，并和移动互联网紧密地相连，能够更加方便地与使用者及工作人员利用移动手机、pc等技术对园区内的相关信息进行链接，查询与园区内相关的信息[4]。基础设施管理层主要对园区内的建筑物、汽车、环境、安防等信息进行了采集，然后对相应的信息封装、调度，以3G、4G等网络将这些数据进行实时地发送出来，传输给控制中心，为参观度假者提供了信息接入服务。

3.2 感知设备数据三维场景融合

智慧园区中已经拥有许多具备三维空间感知设备功能的信息设备，例如三维视频监控等，在三维区域空间版图地理位置信息服务平台上，依靠一个GIS三维数据共享与信息交换网络协议，把各类三维感知设备装置所需要传输的三维数据直接纳入交换到一个GIS信息平台，以通过GIS三维空间地图表示出该技术的强大优势性，针对各类感知设备所需要感知的三维数据源进行三维空间地理位置的精确定义[5]。同时，还可以通过三维模拟场景和人机虚拟结合实现二维场景的信息真实性等技术手段，更好地准确还原一个重大事件可能发生的所在空间和周围环境，园区的相关工作人员无须随时需要四处在外行走，利用监控系统就能够了解到整个园区的日常管理情况。在临时遇到各种突发事件的紧急情况下，也能够更加准确地便于行政主管部门及时做出应急决策。

4 结束语

在信息时代潮流中，城市建设的三维信息呈现已是一种必然趋势，信息技术在三维领域的日渐应用，三维地理地图信息采集技术系统已经成为备受关注的信息技术，受到社会的广泛应用。随着5G、6G时代的到来，三维地理地图信息分析技术不断发展和快速衍生，将为更多的大型智慧园区和新型智慧城市建设所应用，其实际应用价值将被进一步研究挖掘和创新探索。