三維數字城市技術在城市規劃中的應用

吳江明，傅冬華

（義烏市大地數字測繪有限公司，浙江 義烏 322000）

1 引言

隨著我國科學技術和信息技術的進步，數字化技術不斷提升，數字城市建立也逐漸成為城市發展趨勢，傳統城市規劃和建設中，主要是運用二維規劃技術這種模式已經難以滿足新時期城市規劃發展需求，應用三維技術能直觀地了解城市及周邊空間，為城市化建設奠定技術，在技術應用中，要重視對如何高效獲取城市三維模型建設所需要數據等研究，并將三維技術與其他先進技術結合，促進數字城市發展[1]。

2 數字城市概述

現代信息技術不斷發展，我國產業結構也在不斷優化發展，對城市管理、文化建設等產生很大影響，當前發展中，信息化建設已經成為城市發展重要趨勢。信息化城市主要是建立數字城市，將作為現實城市虛擬參照，并借助遙感技術、地理信息技術、GPS技術等對城市地物信息進行采集分析，將采集信息進行虛擬仿真，從而建立虛擬數字化城市，與現實城市功能相同，能自動采集和分析信息，從而為政府城市規劃決策提供有效數據，并能輔助處理城市規劃發展中的問題，更好地為公眾服務。城市智能化和數字化趨勢更加顯著，對數字城市研究也越來越多，三維數字城市技術在城市規劃中發揮著一定的輔助作用，對研究意義深遠[2]。

3 三維數字城市技術在城市規劃中的作用

在城市規劃管理和建設過程中，主要應用網絡技術、測量技術和虛擬現實技術等，網絡技術出現，改變原有規劃中信息反饋模式，現代通信技術、數字技術及網絡信息技術發展，網絡傳輸速度不斷加快，促進了信息動態交流，可以傳輸交互式雙向信息數據，不受時間和空間限制。遙感技術和地理信息系統技術及測量技術運用，主要是解決空間信息搜集及分析，通過無人機裝載攝像儀，獲取高精度城市圖像狀況，制作影視圖和矢量圖等，得到高精度城市規劃信息[3]。

3.1 運用三維技術進行建模

數字城市三維建模過程中，可以借助三維遙感技術，或是激光掃描技術等，三維建模主要是采集現實城市空間定位數據，增加坐標對數字城市感知能力，且三維建?？梢栽黾咏换ゲ僮餍?，增強數字城市功能。三維建模主要工作流程如圖1所示。

圖1 三維建模工作流程圖

在空間數據采集中，可以借助遙感技術、地理信息處理技術等，從而給城市數字模型提供更準確和詳細的數據信息，運用三維激光掃描技術，主要是對城市建筑物等信息進行掃描，并同時收集城市地下信息，使采集信息數據更加全面。遙感技術應用主要是采集城市動態信息，并對信息加以降噪處理，提升信息質量。遙感技術、地理信息系統技術等，在數字城市繪制地形圖和正射影像等工作中，同樣可以發揮作用。

3.2 建立三維技術虛擬仿真系統

數字城市主要是在現實城市基礎上，通過網絡建立數字化模型，人們能通過網絡直觀地了解城市狀況，要實現這一技術，需要交互方式和交互系統審視數字城市，可以通過建立三維虛擬仿真平臺，在仿真平臺上添加數字城市數據庫，將數字化三維模型上傳到此平臺，大眾可以通過網絡數字城市進行訪問。仿真系統建立中，要將數字城市及數字城市相關三維信息進行輸入，為系統提供相關數據信息，數據輸入完成之后，城市規劃人員從多個角度對數字城市進行觀察，更高效地協調數字城市環境，做好理性、全面分析數字城市。城市規劃建設中，三維虛擬仿真技術改變原有抽象化概念，能讓人們獲取更加直觀的概念信息，借助三維技術，能對集成數據進行模擬和分析，從而為城市規劃提供更加智能和虛擬化平臺，促進我國城市規劃科學發展[4]。

4 三維技術在數字城市規劃中的應用分析

4.1 表達數字城市三維地形

在數字城市三維地形表達過程中，一般可以將等高線轉換為網絡數據，建立數字城市相關高程模型，對三維地形進行可視化展示時，可以借助DEM對數字地形進行直接轉換，將數字城市圖像紋理轉換到虛擬系統中，更直接地實現地形對數字城市規劃作用，此外，要提升數字城市規劃準確性，需要對相對應的數字模型進行分層次和細化，確保不同層次清晰度和準確性，并借助三維動態分析技術，對數字模型進行處理，提升整個城市模型規劃精確度[5]。

4.2 高效處理數字城市相關數據

可以借助三維技術，航拍城市整體圖像，并借助激光點云來處理數字城市三維模型數據，確保更加符合城市現實情況，借助去燥和剔除等操作處理，得到高精確度數字城市DEM數據，將數據導入城市信息系統之中，對整個城市進行三維重現，為城市規劃和后期建設提供依據，借助三維技術，通過數字城市模擬平臺，可以獲取DEM數據、影像資料和矢量圖形等，可以將這些數據進行統一管理，從而提升數據信息準確性和完整性，實現三維場景真實顯示，最終更有利于城市規劃部門制定相關發展決策，在城市規劃決策制定和優化中起著重要作用。

4.3 實現動態分析規劃信息

借助三維數字信息技術，能對城市規劃相關信息進行分析和查詢，用戶能在網絡數字模擬平臺對規劃相關信息進行查詢，了解城市不同區域詳細規劃情況，最終確保規劃準確。

4.4 實現規劃區在線仿真

當前城市化發展推進中，我國很多城市也在加強在線規劃網站建設，讓大眾可以借助互聯網了解數字城市規劃和建設效果，原有規劃中，多是采用二維系統進行城市規劃，無法實現對城市規劃全面真實觀察，借助三維技術實現三維城市規劃，可以直觀展示規劃效果，大眾在規劃觀察中可以提出自己的意見和建議，在線輔助數字城市規劃建設，提升規劃可行性和規劃效果有效性。在線仿真規劃過程中，可以借助網絡調取規劃相關文件，并對其進行轉化，借助網絡技術分析文件，確保規劃內容可以實現實時顯示[6]。

4.5 對三維城市場景建設統一標準

三維數字城市建設從數據和系統建設來看，是一個復雜的工程體系，需要投入大量人力物力和科研力量等，為提升規劃效率，三維技術應用中，三維城市場景建設需建立統一標準，提升整體效率。

5 結語

綜上所述，科學技術發展進步，三維地理信息系統平臺逐步完善和發展，在互聯網信息技術、測量技術、云計算等技術應用中，三維數字城市技術已經逐漸取代原有二維地理信息系統，在城市規劃實踐中，城市規劃者可以結合虛擬技術等，建立虛擬三維場景，提升城市空間分析準確性。要根據城市規劃發展實際，加強對三維數據城市技術研究，推動我國城市規劃科學性和規范化發展。