广西2.5D-GIS制作_VR三维全景技术

基于三维GIS技术的智慧社区的建设

3月10日，习近平总书记在湖北省武汉市考察疫情防控工作时强调，“抗击疫情有两个阵地，一个是医院救死扶伤阵地，一个是社区防控阵地。”此次新冠肺炎疫情是对我国国家治理体系和治理能力的一次严峻考验。新冠肺炎具有来源不明、传播性强、潜伏期长等特点，其管控需要从个体出发，从源头加强管理。社区作为市民生活的空间，也是城市管理的基本组成空间，在特殊时期便成为疫情防控的基础单元，在各地疫情防控过程中扮演着重要角色。

    社区在防控传染疾病、保护公共健康中发挥着重要作用。健康社区的建设，与市民的幸福感和获得感密切相关。此次新冠肺炎疫情是典型的突发性公共卫生事件，我们需要深入思考社区在城市防控疫情中的作用，通过科学的社区规划和社区治理，来提升整个城市应对突发疫情的能力，真正实现空间治理能力和绩效的提升。

    1 重要作用

    1.1 从社区规划和社区治理中体现

    从疫情发展的时序来看，在疫情暴发的初期，区域性的人口流动管理是重点。但在疫情扩散之后，以社区作为基本管理单元的居家隔离成为疫情管控的重点。社区不仅仅是公共服务的“最后一公里”，而是针对个体健康与安全管理的“第一步”。

    新时期的城市发展呈现出两个趋势:一是城市增量扩张，存量提升;二是城市管理向城市治理转型。特别是在社区层面，通过多方协作，广泛调动社会力量，实现社区的共建、共治、共享，成为各地社区发展的重要趋势。这次疫情事实上在社区规划和社区治理两个层面体现出了社区的重要作用。

    从社区规划的角度来看，近年来，社区规划在各地城市规划实践中的重要性不断提升。特别是“15分钟社区生活圈”的规划，对于居民生活便利度和获得感的提升，有着重要意义。在“15分钟社区生活圈”中，公共服务设施的配置，与居民需求和社区品质密切相关，是社区规划的重要内容。居民接受的医疗服务、政务服务，进行购物和社区活动、休闲，都主要在15分钟生活圈内展开。

    在疫情期间，社区更是体现了居民生活共同体的特征，从居家隔离、观察和治疗到口罩等器材的预约、分发，再到社区联防以及疫情期间的居家远程办公……良好的社区规划，对于居民适应疫情的紧张状态，合理应对疫情，以及积极地维持健康、进行防疫，有着重要的作用。在社区规划中，基于设施布局和人口格局，通过对于医疗等社会资源在社区层级的优化配置，通过加强公共卫生系统向社区的下沉，将会有效地降低居民的风险，提升面对疫情的韧性。

    在社区规划中，以往部分地区将重点放在老旧小区改造、社区设施提升等物质环境要素的提升上。通过本次疫情的社区防控，我们更要注意到，在社区治理等“软要素”领域的提升同样重要。特别是通过公众参与和协商共治，调动基层更多元的主体的积极性，可提升社区在应对紧急状况时的凝聚力。

    新冠肺炎疫情期间，聚集性传播特别是家庭聚集传播成为病毒传播的重要途径。而社区正是防控聚集性传播的主战场，是防灾防疫的基本单元。在许多城市，各社区都实施了限制进出的管理，而一旦一个社区出现新冠肺炎病例，整个社区都被要求隔离。这对社区治理能力提出了更高的要求，如何协商多元利益群体，优化宣传、联防和隔离的工作，平衡疫情防控居民日常生活的需求，是社区治理的关键。

    以成都为例，近年来，全市围绕城市治理体系和治理能力现代化，将社区治理上升到加强党对城市工作全面领导的高度来统筹，通过创新实践，探索出了符合大城市发展特点的治理新路径。在疫情期间，通过近些年打造的社区发展治理能力，转为社区疫情防控的强大动能。成都的市县两级社治委，发挥出了统筹基层治理和民生服务的专责部门作用，构建起了市、区(县)、街(镇)、社区四级运行机制，形成了横向协同、纵向贯通的社区治理体系，在规范社区重点人群排查、管理服务过程中发挥了重要作用。

    2 多方参与

    2.1 调动社区自治和基层动员的能力

    在突发重大公共卫生事件面前，更需要发挥社区的引导作用，调动社区自治和基层动员的能力。治理与管理的不同点在于，治理更强调自上而下与自下而上相结合，通过协调多方利益，构建利益共享机制，促进社会各界广泛参与，形成公共政策落地的合力。社区通过多方的综合参与，提升社区对于各类问题的应对能力。

    在这次疫情期间，我们应当注意到，在自上而下的防控工作布局之外，我们也看到大量自下而上的社会组织和邻里互助的工作，包括线上志愿者平台、微信小程序、互助小组、疫情地图、捐赠倡议等。在这些活动中，社区发挥了积极的引导作用，事实上成了邻里互助、矛盾调解、弱势群体扶助的平台和纽带，个人的力量在社区这一平台上得以发挥。

    这也反映了近些年来，我国基层社区由管理型组织向服务型组织的转变，与非典时期相比，如今基于移动互联网的发展，市民能更加便捷地表达意愿，参与联防工作。因此，在社区治理中，需要更加强化公众参与机制的优化。各地社区需要落实责任规划师制度，联动社区物业，引入社会资本，与各级政府和组织形成良陛互动，将社区层面自发的邻里互助与城市自上而下的管控政策要求相结合，刚柔相济、动态多元地提升社区在疫情等重大突发灾难面前的应对能力。

    3 技术赋能

    3.1 让社区的管理工作更为精细化

    在智慧社区建设普遍开展的今天，以新技术赋能的智慧社区在疫情防控中发挥了积极作用。通过智慧社区的建设，以信息化、智能化手段整合社区各类资源，实现智慧养老、智慧医疗、智慧安防、智慧物业等多领域应用在防疫中的协同响应。一些发达地区的社区，借助互联网、物联网、大数据等技术，将个人健康监测、预警与社区精细化防疫管控、卫生优化相结合，做到病患及时发现、疫情精细防控和医疗资源精准投放。

    智慧社区不是技术的堆砌，比如，《上海市智慧社区建设指南(试行)》中，智慧社区要利用信息技术整合社区资源，为社区居民提供高效、便捷和智慧的服务，提升社区居民对智慧城市的体验度和感受度。实施上，疫情期间，大量的市民居家办公，社区成为生产和生活融合的社会空间，活动的复杂性较以往有所提升。

    智慧社区可以为社区的管理工作提供更为精细化的策略。例如可以通过人口流动信息的共享和精准定位，避免“一刀切”的刚性管制。以大数据为基础的社区信息化管理平台，可以基于空间关联建群，定位上传信息，通过公众参与和数据众筹的方式，为疾控部门和医院提供医疗救护者信息，实现救助工作的快速响应。

2.2GIS三维空间数据模型

2.2.1空间数据模型分类

三维数据结构同二维一样也存在栅格和矢量两种形式。栅格结构使用空间索引系统，将地理实体的三维空间分成细小单元（体元）。三维矢量数据结构表示方法有很多，将实体抽象为点、线、面、体，由面构成体。其中运用最为普遍的是具有拓扑关系得三维边界表示法和八叉树表示法。根据三维空间模型对地学空间目标的集合特性的描述是以表面描述方式还是以空间剖分方式，可以分为体元模型和面元模型。

（1）体元模型

常用的体模型是将三维空间对象视为体单元的集合。体单元是简单的三维基本单元，如立方体、球、圆柱体等。将三维空间对象视为这些基本对象经过一些基本操作(如交、并、差等)后的组合体。体模型数据结构包括三维栅格结构、八叉树结构、结构实体几何模型和四面体格网模型[23]。对于建筑物，本文不关注其中的拓扑结构，仅对其整体和外部形状感兴趣，综合考虑到建筑物的形状特点、3D建模的精度要求，如果用Octree建模则难以保证精度，用TEN建模则会增加许多无意义的数据，因此CSG是进行建筑物建模的一个较好选择，本文重点讲述结构实体几何模型（CSG）。结构实体几何模型（CSG）类似于机械制造方法，最早由Voelcker和Requicha提出，是将简单的几何形体（如球、圆柱、圆锥等体素）通过正则运算（交、并、差）来构造复杂的3D目标。一个复杂目标可以描述为一棵CSG树，这棵树的终端结点为基本体素（如立方体、圆柱、圆锥），而中间结点(枝节点)为正则集合运算的结点。

CSG树以根节点作为查询和操作的基本单元，它对应一个三维空间目标。一个复杂的空间形体，可以由一些比较简单，规则的空间形体经过布尔运算而得到。

CSG模型的优点是：方法简单，适合对复杂目标采用分治算法；具有唯一性和明确性；没有冗余信息，必要时可以在目标和体素上附加有关属性。其缺点是：一个3D空间目标的CSG是不唯一的，且不描述点、边、环、面的拓扑关系。

（2）面元模型

面模型数据结构主要包括规则格网模型Grid、不规则三角网TIN和边界表示模型B-Rep。

规则格网模型Grid用一组大小相同的网格描述地形表面。它能充分表现高程的细节变化，拓扑关系简单，算法容易实现，空间操作及存储方便。但占用的存储空间较大，不规则的地面特征与规则的数据表示之间可能不协调，在地形平坦的地方存在大量的数据冗余。

不规则三角网（TIN）是由分散的地形点按照一定的规则构成的一系列不相交的三角形，三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点的密度和位置。TIN实现三维地形的显示过程就是确定哪三个点构成一个最佳三角形，并使每个离散点都成为三角形的顶点。TIN的优点是存储效率高，数据结构简单，与不规则的地面特征和谐一致，可以表示细微特征或叠加任意形状的区域边界。当表面粗糙或变化剧烈时，TIN能包含大量的数据点，而当表面相对单一时，在同样大小的区域，TIN只需少量的数据点。TIN比Grid复杂，它不仅要存储每个点的属性数据，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，难以与矢量和栅格数据结构进行联合分析。

边界表示模型（B-Rep）是以物体边界为基础来描述几何形状，一般采用矢量法表达三维目标，与二维GIS所采用的矢量结构在原理上一致。每个物体均由有限个面构成，每个面由有限条边围成，而每条边由构成边的顶点表示。在边界表示法中，空间实体的几何信息和拓扑信息是分开存储的，其数据结构可以用体表、面表、弧表、边表、顶点表等五个层次来描述，因此在进行坐标变换时，仅需改变空间点的坐标，空间实体间的拓扑关系可以保持不变。B-Rep模型强调3D空间目标的外部细节，通过3D目标属性表、面-体关系表、边-点-面关系表和点坐标表来详细记录构成3D空间目标的所有几何信息和拓扑信息。其优点为：几何信息与拓扑信息分开存储，完整清晰；便于基于面、边的空间查询与计算；易于与2D图形、3D线框模型、有限元网格剖分及3D曲面造型接口。其缺点是：数据量大，数据关系复杂；对3D空间目标的整体描述能力差，不能反映目标的构造过程；不能记录目标组成元素的原始特征。