山东三维GIS开发公司_三维gis开发

3DGIS地理信息系统设计方案

（一）主要研究开发内容

空间数据的获取是GIS建设与运行的基础，数据源及数据获取方式的不同，对数据模型的生成产生很大的影响，如何根据不同的需要，采取合适的方法来获取数据，以及如果保证数据的精确度，最终使可视化程度更接近现实，提高系统的空间查询分析能力。

由于客观世界的多样性和复杂性，可视化要涉及多方面的数据集成，要采用较复杂的数据模型。为了有效的管理和分析三维GIS中的各种数据，要求三维GIS的数据模型有着很强的数据表达能力。三维GIS数据模型不但要满足三维空间分析的需要，也要满足三维图形空间生成和管理的需要。如何选择一种快速而且有效的建模方法来满足不同应用的需求。

如何使人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对场景进行全方位的审视，比如可以从任意角度、距离和精细程度观察场景，可以选择并切换多种运动模式，如行走、驾驶、飞翔等，还可以自己控制浏览的路线等等。

（二）技术关键

2.1GIS空间数据结构

2.1.1空间数据结构的分类

（1）栅格数据结构

栅格结构是最简单最直观的空间数据结构，又称为网格结构或像元结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行、列号定义，并包含一个代码，表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。因此栅格结构是以规则的阵列来表示地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。栅格数据格网主要有三角形格网和正方形格网，图3.1分别表示了一个正方形栅格格网和一个三角形栅格格网。栅格数据结构的缺点在于一个栅格只能赋予一个特定的值，因而难以表示不同要素占据不同位置的情况。

（2）矢量数据结构

矢量结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体。矢量结构的特点是：定位明显，属性隐含。许多数据如行政边界、交通干线、土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中，表现为点、线、多边形数据。

其中点用一空间坐标对表示，线由一串坐标对组成，面是由线形成的闭合多边形。矢量数据结构是面向实体的表示方法，形式直观，分析方便，信息冗余量小，但是结构较为复杂。

概述

1.1 BIM+3DGIS技术应用现状

三维GIS可基于地形和周边宏观的地物信息，为BIM提供大场景规划、室外视域分析等三维GIS功能，提供决策支持;而BIM模型可为三维GIS提供精细的建筑构件信息，使得GIS从室外走向建筑内部，实现室内外一体化的管理。

基于BIM与3DGIS技术集成的软件平台开发，国内的专家、学者已经开展了一些研究。针对自主研发的隧道围岩量测自动化监测技术，建立GIS十BIM十物联网的安全监测平台;研发了基于BIM与3DGIS集成的铁路桥梁施工管理信息系统，实现从3D GIS可视化、漫游和三维空间分析到BIM施工管理、施工动态模拟和施工进度管理等功能;开发了基于ZTMapGIS的三维建筑信息管理系统，实现了建筑模型的可视域分析、爆管分析、火灾逃生模拟等功能。

1.2智能化管理的现状与发展

传统的建设智能化管理系统主要基于人工运维方式，存在许多问题，例如:设备的利用率很低;重复建设率高;同时无法实现智能化物理系统监控和信息管理的互联互通及共享交换，无法满足智能建设在综合管理和服务方面业务协同的功能需求。当前不少城市基础设施存在各系统相互独立、大量信息孤岛、数字化基础弱等问题，基础设施难以做到可视化、信息化和效率化，数字化与自动化结合严重不足，缺乏统一的监控和运维平台等问题。

基础设施物理信息智能化管理才能驱动城市建设管理向前发展。从基础物理数字化到信息互联网十物联网十云计算基础的发展模式是智慧城市基础设施物理信息管理智能化建设的发展趋势。BIM与GIS的融合可以实现从微观到宏观的多尺度城市管理，在室内导航、公共场所的应急管理、城市和景观规划、各种环境状况模拟等方面都将产生难以估量的价值。

智慧管理思路应服务基础设施的规划、设计、施工、运维等过程。因此，传统的城市基础设施建设管理过程与智慧管理思路需要快速对接、协同融合，应采用基于物理信息协同的智能化管理，搭建基础设施物理信息融合智能化管理平台。

2智能化管理平台框架设计

城市基础设施物理信息融合智能化管理平台是基于BIM和GIS技术的融合，获取项目的物理精确信息数据以及实时的状态信息，实现基础信息数据管理、资源综合管理、结构健康监测、安全评估预警、指挥控制等功能。根据智慧基础设施综合管理的需求，从中央管控的整体管理思路出发，集成物理设备的实时监控数据、报警信息、联动控制信息等动态数据，结合云计算、云存储以及大数据挖掘等技术，针对基础设施的生命周期、结构信息、养护信息以及运行信息进行深度挖掘、关联分析与预测分析，建立基础设施管养模型，并通过BIM十GIS技术集成将基础设施物理监测信息可视化，进行物理信息融合，为管养部门提供强有力的养护决策和支持。

集成的物理信息融合智能化系统包括环境监测系统、排水系统、变配电系统、智能照明系统、门禁系统、消防系统等。如图1所示，基础设施物理信息智能化管理平台共划分为4个子系统，分别是环境物理设备监控系统、BIM十3DGIS系统、运维平台和信息数据分析系统。不同的项目需要结合自身特点，综合考虑智能化管理平台架构，结合所需的逻辑架构、功能结构，系统化建设基于BIM十GIS集成的物理信息智能化管理平台。