数字孪生城市空间地理数字底座构建及应用

数字孪生是智慧城市建设的全新路径以及实践模式,数字底座是数字孪生城市建设的重要空间基底。通过数字孪生空间地理数字底座建设,最大限度采集生产数字孪生模式下的空间地理数据,可以为城市数字化转型提供有力支撑。本文根据上海智慧城市建设实践,从分析城市数字孪生以及空间地理数字底座的概念出发,提出了以数字孪生空间地理数据资源建设、数字孪生智能中枢构建以及时空数据服务体系建立为核心的城市数字孪生空间地理底座构建的技术架构和构建途径,并结合服务三维(3D)规划审批、土地利用全生命周期管理、智慧公安等具体应用场景,为城市空间地理数字底座在城市治理中的进一步应用提供参考。

上海城市空间基底探索与实践

针对空间信息在城市数字化转型中亟需解决的数据资源、服务能力等问题,在分析空间信息对智慧城市建设基础性、重要性作用的基础上,介绍了上海城市空间基底的建设背景和建设思路,以及在信息模型、数据生产、更新机制等方面的建设要点、技术探索和取得的成效。通过国土信息管理、法人、城运等应用实践证明上海城市空间基底的不断深化在城市精细化管理中发挥了重要作用,为新一代智慧城市建设提供可借鉴经验。

乡镇级国土空间规划三维展示系统设计实现及应用

传统文件式国土空间规划方案在展示上存在不直观、缺少交互性及空间立体位置关系。针对该问题,文章将实景三维技术应用于国土空间规划,围绕乡镇级国土空间规划展示的重点内容,从数据处理、服务发布及功能研发等方面,开展系统的设计与研究。基于Cesium渲染引擎,构建了乡镇级国土空间规划三维展示系统,并开展了实地应用,验证了系统可行性和展示效果,可为实景三维技术在国土空间规划中的应用提供参考。

实景三维技术在城市国土空间监测中的应用研究

随着城市化进程的不断加速,城市规模不断扩大,城市功能不断增强,城市国土空间监测变得愈发重要。城市国土空间监测不仅是城市规划与管理的重要基础,也是实现城市可持续发展的关键环节。实景三维技术作为一种先进的地理信息获取和分析手段,为城市国土空间监测提供了全新的视角和解决方案。实景三维技术能够直观、立体地展现城市的地貌、建筑物分布和交通网络等信息,为城市规划与管理提供了重要的数据支持。文章探讨实景三维技术在城市国土空间监测中的应用现状、优化措施以及未来发展展望,以期为城市规划与管理提供更科学、更精准的数据支持,推动城市的可持续发展和智慧化建设。

三维地理场景下基于地质特征的数字露头空间检索方法

数字露头技术已成功应用于地质研究,海量的地质露头模型与资料管理成为了技术难题。传统的信息管理方式,如文件夹管理、信息系统管理等,都无法直接获取露头的空间位置,也无法从空间位置直接检索到露头。针对这个问题,运用SuperMap灵活的空间检索功能,提出了一种在三维地理场景下基于地质特征的数字露头空间检索方法,将野外勘测获得的照片、扫描所建立的三维模型、文字信息记录、位置等多种类型的资料纳入到空间数据库中,结合数字高程模型和遥感影像搭建三维地理场景来模拟现实地形地貌,实现从空间定位、地层地质、构造地质、岩相古地理、含油气盆地、岩性等空间与属性综合的露头信息检索管理。并运用SuperMap iObjects.NET 10i和C#.NET技术,在三维地理场景下实现基于地质特征的数字露头空间检索方法,搭建数字露头空间检索引擎平台,且对比传统信息管理方式,综合评价其更占优。

基于文化旅游的3D GIS平台研究

根据3D GIS数据模型建设的现状,研究了数据压缩、查询、分类自动建模等技术难点,并详细阐述了文化3D GIS平台的建设,以及在资源受限终端上的可视化显示,通过在文化旅游景点中的应用,对文化旅游3D GIS平台做了一个很好的研究。

换流站三维实景空间定位与区域入侵监测

换流站目前主要通过人工巡视的方式监测区域入侵,监测效率较低,且容易出现纰漏,无法确保换流站关键区域的安全性,针对以上问题,提出换流站三维实景空间定位与区域入侵监测方法。构建换流站三维实景模型,定位三维警戒空间,利用目标跟踪算法,监测换流站入侵目标。实验结果表明,该方法针对5次入侵事件,监测的平均偏差始终低于1.675 m,定位警戒空间的偏差较小;最高漏检率和最高误检率均未超过1%,整体监测平均时间为0.53 s,保证了换流站关键区域的安全性。

基于施工图的室内外三维空间关系构建方法

建筑物高精度快速三维建模是三维城市建设的迫切需求。通过分析施工图室内外三维地理信息要素内容及其相互空间关系,利用CAD、GIS等技术提取施工图中建筑物室内外要素空间关系描述信息并进行语义结构表达,建立三维地理场景要素之间的空间关系,构建建筑物室内外一体化三维地理场景,提高室内外三维建模效率,为建筑物室内外三维可视化、量算、空间分析等提供技术支撑。

水工地质三维实景编录与内外业一体分析方法

地质勘察是水利水电工程建设中的基础性工作。传统的地质勘察依赖于纸质材料记录地质信息,导致二维图件的直观性较差且极易丢失空间特征,现场分析过程大量依赖主观经验,内外业工作脱节难以保证编录效率及数据的可靠性。本文基于三维实景技术、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、机器学习算法、地质建模等技术方法,提出了以多源数据融合、多平台协同与二三维联动、地质智能编录及快速空间解译为核心的水工地质数字化编录与内外业一体化分析方法,并研发了适用于桌面端和移动端的软件平台,包括三个主要模块:①底图模块:基于多源数据而构建融合的三维实景,实现数据的多平台协同及二三维联动,为内外业工作提供参考场景。②编录模块:基于多平台协同和智能识别方法,实现地质点、地质界线和勘探对象的编录。③分析模块:基于空间解译方法,实现空间产状面的推求和三维空间交线推断等。在具体功能上,移动端侧重外业采集,桌面端侧重内业分析,二者相互配合实现内外业工作的无缝衔接。该系统平台已应用于我国西部一座水利水电工程的地质勘察工作中,与传统工作模式进行对比,大幅提高了地质勘察编录与分析的效率和质量,可为其他类似系统提供可借鉴的方法和模式。

基于实景三维的建设工程规划设计方案辅助构建及审查

面向建设工程规划设计方案构建及审查的业务需求,本文结合实景三维建设过程中形成的地形级、城市级、部件级等数据成果,构建形成了融合业务数据的三维“一张图”,并基于数据引擎、服务引擎、可视化引擎、知识引擎等关键技术,实现了规划成果全方位展示、规划设计方案构建、规划设计方案对比、三维立体化评审、规划辅助决策等场景应用。通过促进三维数据、技术、场景的融合创新,有效助力了湾沚区建设工程规划设计方案的全方位、多层次展示和评审,对于充分发挥实景三维成果价值、提升数智化服务水平具有重要意义。

北京三号卫星遥感数据处理与应用

针对北京三号卫星多目标成像、条带拼幅成像、立体成像和沿迹成像等多种成像模式的特点,突破基于嵌入式设备的在轨智能观测和影像处理技术、适应多种成像模式的地面预处理技术及多视角卫星实景三维生产技术等,实现了“星地一体、提速提质”的能力建设。基于卫星高精度立体成像技术生成的实景三维产品,在数字孪生社区与城市精细化管理、矿区动态监测及地质灾害隐患识别等领域具有较大的应用优势,可以满足3维空间信息的相关需求,能进一步拓宽遥感卫星的应用领域和范围,持续提升卫星遥感大数据和空间信息综合应用服务水平。

海量倾斜实景三维数据管理系统设计与实现

近些年,倾斜模型在支撑自然资源高水平保护与高效率利用中发挥了重要作用,随着模型数据量的不断增加,基于文件管理的传统方式已经无法满足需要,本文率先开展实景三维数据管理平台建设,推动促进实景三维模型数据的使用。开发数据库管理系统,主要用于自然资源三维立体时空数据库的建立、操作和管理维护,提供统一规范的数据和操作服务接口,实现实景三维时空数据的一体化存储管理、浏览查询、统计分析与成果应用。

基于PIE Earth的实景三维智慧文旅可视化研究

为推动数字文旅建设,解决旅游景区管理资源分配不合理问题,本文提出了一种基于国产化PIE Earth设计的WebGIS精细化实景三维可视化平台。采用前端Vue Cli框架,利用PIE Earth三维开发引擎,结合开源mapbox、Echarts技术构建5 cm白鹿原实景三维智慧文旅Web平台。结果表明,基于国产PIE Earth三维引擎开发的实景三维平台,可以实现白鹿原实景三维的二、三维一体化,三维模型空间分析,模型单体化属性查询,文旅资源统计分析等功能,有助于白鹿原景区和乡镇管理部门更加方便地掌控景区已有设施资源,更加直观、准确地查询和管理景区,可为打造实景三维智慧文旅建设提供参考。

三维航道GIS中大型场景的动态组织与可视化技术研究

三维可视化技术以其直观、逼真、实时、动态等特征,目前己成为港口、海岸、航道、运河等相关领域进行科学研究、工程设计、管理与决策的重要手段。文中在对基于该技术实现的天津港三维港区与航道信息管理系统进行简单介绍的基础上,重点研究了基于空间网格索引技术、Delaunay三角网技术与LOD技术的港口地面景观与地形模型的动态组织与管理,以及基于多线程技术和OpenGL的显示列表技术的子场景块与专题信息的实时读取与渲染,并对动态海洋、全景天空、水下地形仿真与漫游、交互操作与信息查询等作了深入探讨。实践表明,文中所开发的三维可视化系统中大数据量、复杂的场景对绘制的速度影响并不大,场景逼真度高,能进行实时操作与漫游,可以满足航道与港口三维可视化、空间分析与管理的需要。

三维GIS空间—属性信息交互查询的设计与实现

阐述了三维查询功能的开发思路,设计了一种三维场景空间信息组织结构和查询功能实现算法,利用VisualC++结合OpenGL运用面向对象技术从底层开发熏数据库的连接采用ADO技术,通过实现原型系统表明方法的可行性。

基于面向对象的空间目标3维交互式建模的设计

3维数据模型的建立是实现真3维GIS的一个核心问题。在充分分析现有3维数据模型的基础上,比 较了传统模型的优缺点。针对空间目标建模的特点,设计了一种面向对象的3维数据模型。考虑到软件的实 用性和可扩展性,着重论述了3维交互式设计及数据管理。

大规模新能源发电基地出力特性研究

基于规模化新能源出力带来的各种问题，建立风光三大评价指标，并采用多时空场景划分的方式进行基地出力特性分析；建立新能源基地三维出力模型，并应用于规模化新能源出力预测领域。研究发现，基地能源中，风电-光伏存在明显的互补性。在现有外送能力有限的情况下，大幅提高光伏基地上网比例，可从电源侧缓解“弃风弃光”问题。基于大量数据分析得到的新能源基地三维出力模型与气象数据结合，可对基地出力进行一段时间的预测，为区域电网新能源调度提供可靠参考。

实景三维空间信息模型技术在长江大保护建设中的应用

作为水环境综合治理项目,长江大保护项目涉及业态丰富,具有施工区域范围广、前期踏勘调研工作量大、测量工作量大等特点。结合项目实践,通过倾斜摄影技术与无人机激光雷达技术建立高精度三维实景空间信息模型,从而达到了获取施工区域空间物理信息、减少工作量、提高效率、加速项目实施进度的目的,可为类似项目提供借鉴。

井上下一体化三维场景优化表达研究

针对矿区地上下海量、多源空间数据在组织调度时,程序运行效率低、表达效果不理想的问题,提出了多层次混合索引策略。对多源空间数据进行地上下一体化的组织管理,在兼顾不同数据模型表达优势的同时,通过模型之间的拓扑关系和空间索引,实现不同数据模型之间的逻辑整合,构建浑然一体的地上下一体化三维空间数据组织模型。该模型可快速查询、选取目标数据,同时根据屏幕分辨率来判断抽稀级别,通过要素抽稀算法消除了大数据量显示时视觉裂缝、抖动、突跳等问题,极大地改善了三维可视化效果。

基于WebGL的三维GIS平台快速构建方法

随着WebGL技术和GIS技术的发展与应用,基于网络的三维地理信息可视化技术以其立体、直观的特点,迅速成为研究热点。为了快速构建功能完备、稳定可靠的三维GIS平台,本研究首先提出一种基于Cesium等技术设计的三维WebGIS可视化方案;然后从场景构建、系统功能设计与实现两方面展开探讨,详细介绍三维可视化的相关技术和系统主要功能的实现手段;最后对三维WebGIS快速构建方法进行总结。本研究所采用的技术可靠、交互设计友好,平台设计具有较强的通用性,可为多种应用场景的三维GIS平台设计提供参考。