地上下一体化的三维空间数据库模型设计与应用
国土空间二三维一体化技术体系设计与应用
国土空间二三维一体化技术体系设计与应用
柯水松;董学辉;彭盈钰;李凡
【期刊名称】《中国高新科技》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】文章围绕地理空间信息二三维一体化技术,建立了二三维一体化开发技术体系,提供了成熟的系统技术、运行框架,以及丰富的组件和服务。
同时,实践应用于国土空间“一张图”的建设,实现了二三维数据服务一体化、展示一体化、空间分析一体化。
该技术体系为相关业务系统的开发提供了基础运行支撑,提高了产品开发效率与质量。
【总页数】3页(P95-96)
【作者】柯水松;董学辉;彭盈钰;李凡
【作者单位】深圳市规划和自然资源数据管理中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.城市空间二维信息系统与三维虚拟场景一体化研究与应用——BDA城市三维信息系统的设计与实现
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城市地上地下三维空间一体化管理平台研究与实现
设备管理—214—城市地上地下三维空间一体化管理平台研究与实现黄正刚（长治市容海智成电力勘测设计有限公司，山西 长治 046000）引言城市三维空间的建设，能够为城市提供更加精确、直观的空间表达，因此我国各大城市都在如火如荼的进行城市三维空间的系统建设，一方面将传统二维空间所能解决的问题以及优点进行吸收，在二维空间的基础上再次进行系统升级优化，当前三维空间的可视化处理依旧是存在的一个重大难点。
此外，城市地下环境复杂，因此在进行信息数据的收集时难度较大，并且信息数据的真实性存在疑虑，上述难题就导致在进行信息化的智能三维空间构造中所涵盖的范围减少，并且所能检测的空间类型、体积与质量单一化，但是当前城市发展必须要求能够全面掌控城市地上地下的空间信息数据，国家发展与进步也必须具备立体化的城市地上地下信息数据，综上所述，进行城市地上地下三维空间一体化管理平台的研究与实现已经刻不容缓。
1、地上地下三维空间数据对比与分析创建三维空间城市规划的基础是进行地理空间信息的提取，根据地理空间的信息类型可以分为矢量地理图表信息、影像信息、智能化模拟信息、分类表格信息、城市三维空间图以及纹理信息。
其中城市三维空间信息的收集是将城市划分为三部分，地下、地表以及地上，根据城市地上地下三维空间一体化管理平台的建设构想，所必须进行收录的信息如下表1所示： 表1 三维空间城市信息类型表 序号 信息名称 位置1 建筑房屋模型 地上2 公共基础设施模型 地上3 交通道路模型 地上4 水体模型 地上5 影像模型 地表6 DEN 信息 地表7 地下建筑模型 地下8 管道模型 地下9 基坑模型 地下 10 地质模型 地下 11 其他模型 地下 结合上述表格信息，三维空间的信息哀怨各有不同，并且信息特性也存在差异，但是上述信息都是在城市空间中收集的，因此具有一定的联系，并且此种联系能够促进城市三维空间一体化构想的实现，对上述城市空间信息进行对比发现，该城市三维空间信息存在下列特性： 城市地上信息的来源比较广泛，而地下信息的来源比较贫瘠。
自然资源部办公厅关于印发《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》的通知
自然资源部办公厅关于印发《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》的通知文章属性•【制定机关】自然资源部•【公布日期】2021.02.08•【文号】自然资办发〔2021〕21号•【施行日期】2021.02.08•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】自然资源综合规定正文自然资源部办公厅关于印发《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》的通知自然资办发〔2021〕21号各省、自治区、直辖市及计划单列市自然资源主管部门，新疆生产建设兵团自然资源局，国家林业和草原局，中国地质调查局及部其他直属单位，各派出机构，部机关各司局：为切实履行自然资源统一调查监测职责，加强自然资源调查评价监测工作，部制定了《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》，现印发给你们，请参照执行。
自然资源部办公厅2021年2月8日附件自然资源三维立体时空数据库建设总体方案为加强自然资源统一调查评价监测工作，健全自然资源监管体制，按照《自然资源调查监测体系构建总体方案》（自然资发〔2020〕15号）和《自然资源部信息化建设总体方案》（自然资发〔2019〕170号）要求，做好自然资源三维立体时空数据库建设，编制本方案。
一、目标任务（一）总体目标以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，建设自然资源三维立体时空数据库和数据库管理系统，实现自然资源调查监测数据成果在中央一级的立体化统一管理，形成自然资源调查监测一张底版、一套数据，保障国土空间基础信息平台良好运行，服务部“两统一”职责履行，也满足相关部门科学决策和社会公众对自然资源基础数据的需要。
同时，推动地方各级数据库建设，支持自然资源调查监测数据成果横向联通、纵向贯通，满足各级自然资源管理部门、政府机构与公众的迫切需求。
（二）建设任务1．自然资源三维立体时空数据库建库与集成基于全国统一的三维空间框架，构建自然资源三维立体时空数据模型，准确表达地上、地表、地下各类自然资源空间关系及属性信息；组织开展自然资源调查监测数据的整合、集成与建库，形成物理分散、逻辑一致、动态更新的自然资源三维立体时空数据库，及时掌握自然资源基础数据及变化情况，有效支撑国土空间规划和自然资源各项管理的业务需求。
重庆渝中半岛地上地下一体化三维模型构建与应用
doi: 10.3969/j.issn.1007-1903.2023.03.008Vol. 18 No.03 September, 2023第 18 卷 第3期 2023 年 9 月重庆渝中半岛地上地下一体化三维模型构建与应用陈星1，温金梅1，郑志林1，王昕亚2（1. 重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队（重庆市地质灾害防治工程勘查设计院），重庆 400700；2. 重庆市渝中区规划和自然资源局，重庆 400013）摘要：为解决城市规划建设中突出的地质问题，重庆市开展了渝中半岛地质调查评价工作，提出了地上地下一体化三维模型建设总体思路，总结了模型在城市地上地下一体化数据管理轨道交通规划选线、地下空间开发利用规划等方面的应用经验，提出了三维模型在服务城市安全监测预警、城市运行管理服务平台建设等方面的建议。
关键词：渝中半岛；三维模型；地上地下一体化；辅助决策Construction and application of 3D modeling with ground and underground integration in Yuzhong District Peninsula, ChongqingCHEN Xing1, WEN Jinmei1, ZHENG Zhilin1, WANG Xinya2（1.Geological Exploration Team 208 of Hydrogeological & Engineering of Chongqing Bureau of Geological and Mineral Exploration (Chongqing exploration and Design Institute of Geological Hazard Prevention and Control Engineering ) , Chongqing 400700, China；2.Yuzhong District Planning and Natural Resources Bureau, Chongqing 400013, China）Abstract: In order to solve the prominent geological problems in urban planning and construction, Chongqing has carried out geological survey and evaluation of the Yuzhong Peninsula. A general plan has been made to create an integrated 3D model of above-ground and underground. This paper summarizes the model application experience in urban rail transit line selection, underground space development and utilization planning and so on. Suggestions are also put forward on the applica-tion of the 3D model in urban safety monitoring and early warning, and urban operation management service platform con-struction.Keywords: Yuzhong Peninsula; 3D modeling; integration of ground and underground; supporting decision-making随着城市化进程的不断发展，城市系统安全、城市安全运营、未来地下空间合理规划布局等一系列问题也逐渐凸显。
浅谈三维地理信息系统及其应用实例
一.Super3D-VR 三维地理信息系统（3DGIS ）软件平台简介地理信息系统（GIS ）是空间信息的采集、存储、分析、显示的计算机系统，目前已经 被广泛运用，在各专业领域如：水利、交通、城市规划、军事等领域。
但目前大多数的 GIS应用都是基于二维空间数据的，将本来三维空间的世界简化为二维投影的概念模型，对地物上的三维空间关系用点、线、面等抽象的符号来表达，以至于“专业人士难理解，非专业人 事看不懂“的现状。
世界空间信息本质上是三维的，需要三维坐标（X,Y,Z 或经纬度加高程）来描述地理对象，三维GIS 可以包容几乎所有的海量空间信息，能大大突破了常规二维表现形式的束缚， 即使是非专业人士也一目了然。
三维地理信息系统作为的重要工具、技术和学科，近 2-3年来得到了广泛关注和迅猛发展。
由于信息技术的发展，数字时代的来临，未来，它将广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、农林牧业、统计、国土资源、 电力系统、数字海洋、水利、环保、市政、交通、通信通讯等领域。
由中鼎图数字科技自主研发、 十年积累、上百个成功案例、 在国内拥有无可比拟的开放式平台优势，据调研分析，Super3D-VR 三维地理信息系统（3DGIS ）软件平台算是国内一流的，它解决当前三维 GIS 应用碰到的主要问题：海量三维数据（超过 100G ）的处理和存储、基于三维的空间分析、三维可视化、基于网络的三维 GIS 、虚拟现实技术、兼容已有空间数据等。
应用 支撑 层基础局域网、互联网\ ______________________________________________________________层、Super3D-VR 平台实现了三维地理信息系统的以下功能:Brosewer 浏览器模型及 功能键Super3d 渲染引擎信息 采集 层DEM 影像等矢量数据MAX3D模型数据2DMAP数据及接口Super3d-VR 三维地理信息软件平台体系结构图Super3DEditr编辑器Super3DObject三维插件数据采集和检验有效性；数据结构化和转化为新的结构；各种变化（平移、旋转、比例、剪切）；选择；布尔操作（交、并差、或及切割断面、开隧道、建筑）；计算（体积、表面积、中心、距离、方向）；分析；可视化；系统管理；其具体功能如下：1、DEM遥感图象，生成高低起伏的三维地形使用四叉树算法和图象压缩技术，自动生成三维场景中的地形数据，不受数据量的限制，分块计算，直至拼接成所需面积和精度的地形；2、人工建模和系统模型高度兼容系统提供3dmax插件，直接将外界人工模型转到本系统中，这样在完善和美化场景方面更加实用；3、面积/长度测量功能在场景中的任意两点直接的距离测量，任意三点及以上的区域面积测量，瞬间生成；4、水淹分析功能由于地面是矢量图、地面高程不等，在连续降雨的情况下，可以模拟水淹趋势分析的功能；5、通视分析功能地面物体两点间是否被遮挡关系，以及以地面某点为原点，半径范围的视角遮挡关系的分析和体现；6、属性查询功能场景中的任一物体及设备，编辑好其属性，点击后可以查询特性及属性；7、立体显示功能一键切换立体效果的场景，就像看立体电影的效果；8、日照分析功能模拟某个季节的日照全天模拟，早晨、傍晚至黑夜，以了解某地区的日照时间和强度；9、其他功能根据不同行业需求，开发不同功能满足其需求；除此之外，还具有如下独有的功能：1、兼容一维、二维对象传统的二维GIS将一维、二维对象垂直投影到二维平面上，存储它们投影结果的几何形态与相互间的位置关系。
室内外一体化三维数字空间智能构建关键技术及应用
室内外一体化三维数字空间智能构建关键技术及应用室内外一体化三维数字空间智能构建是指将室内和室外环境结合起来构建一个统一的三维数字化空间，它涵盖了室内和室外空间的建模、识别、定位、导航、交互等技术。
这种技术的出现，使得人们可以在虚拟环境中进行真实感的室内外体验，对于设计、建筑、旅游、教育等领域具有广泛的应用前景。
室内外一体化三维数字空间智能构建的关键技术主要包括以下几个方面：1.空间感知技术：室内外空间的感知是构建三维数字空间的基础。
通过使用传感器、摄像头、激光扫描仪等设备，可以对室内外环境进行感知，并将获取到的数据进行处理，得到相应的建模信息。
例如，利用RGB-D摄像头可以获取室内环境的深度信息，从而得到室内场景的三维模型。
2.建模与重建技术：建模是室内外一体化三维数字空间智能构建的核心技术之一。
通过将传感器采集的数据进行处理，可以生成室内外环境的三维模型。
例如，利用激光扫描仪可以快速获取室内外环境的点云数据，然后通过点云配准和点云重建算法，可以得到高精度的室内外模型。
3.语义理解与识别技术：室内外环境中的物体和场景往往具有丰富的语义信息。
通过使用计算机视觉和机器学习等技术，可以对室内外环境中的物体和场景进行自动识别和理解。
例如，通过使用深度神经网络可以实现对室内物体的自动识别，从而达到室内智能化管理的目的。
4.室内外定位与导航技术：室内外定位是实现室内外一体化的关键技术之一。
通过使用自主导航技术和地标识别技术，可以实现在室内外环境中的定位和导航。
例如，利用室内外地标的特征，可以实现手机的室内导航，帮助用户快速准确地找到目的地。
室内外一体化三维数字空间智能构建技术在各个领域有着广泛的应用前景。
下面以设计、建筑、旅游和教育为例，具体介绍其应用情况：1.设计领域：室内外一体化三维数字空间智能构建技术可以帮助设计师在虚拟环境中进行室内外空间的设计和模拟。
通过在模型中添加虚拟家具和装饰物，设计师可以更加直观地看到设计效果，并对设计进行调整和优化。
城市地下三维管网数据结构模型和管理模式
Data Base Technique •数据库技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 153【关键词】城市地下管网 二三维一体化 数据结构 模型构建城市地下管线数据信息指的是埋设在城市主干道、非机动车道、人行道以及道路两侧的绿化带等区域的地下管线的埋设位置、埋设深度、铺设方向、管线材质以及管线特征点、附属物等数据信息。
城市管线数据是地下管线管理信息系统的核心与基础，然而城市地下管线数据和与之相关的数据来源多、格式杂、数据量大，给数据的处理和管理带来挑战。
随着大数据、云平台等新技术的发展，复杂数据处理能力已经越来越强，这为城市地下管网信息化平台的应用带来活力。
通过信息化手段，将更加科学、合理、高效的进行地下管网的管理。
1 地下管网三维数据结构模型研究地下管网数据由城市地理地形数据、地下管线数据和地上三维建筑物模型数据等组成。
管线数据分布在城市地下，三维模型数据指地上三维环境，基础地理地形数据为系统基本的现状信息。
三者相辅相成，共同构成城市三维管线应用环境场景，展现一个直观、可见即可得的专业管线应用场景。
1.1 管线专题数据管线专题数据包含管线本体数据、附属物。
城市地下管线按类别可分为排水、燃气、工业、给水、热力、电力和通信管线，他们对应不同的权属机构和管理机关，统一在城市地下穿梭。
附属物指管线的附属设施，常用于管线维护、管理、转换，如检修井、电线杆等。
1.2 管线数据组织管线按数据类型划分为不同的管网层。
不同类型管线在系统设计中具有相同的数据结构，但数据存储类型依据管线类型各异。
管网城市地下三维管网数据结构模型和管理模式文/房莹莹1 钱志奇2层内的管线可以再细分，存储后以不同的类型码和颜色来显示。
1.3 城市管线三维数据结构三维数据在二维结构的基础上，进一步的抽象，形成便于三维环境下组织、存储、建模的数据表结构。
空地一体化实景三维建模在智慧校园中的应用研究宋灵君
空地一体化实景三维建模在智慧校园中的应用研究宋灵君发布时间：2023-05-04T02:38:31.263Z 来源：《工程管理前沿》2023年4期作者：宋灵君[导读] 随着信息化技术不断发展，传统二维地图已经无法满足人们对于空间地理信息获取和表达的需求。
空地一体化实景三维建模在智慧校园中的应用研究宋灵君河北省地理信息集团有限公司摘要：随着信息化技术不断发展，传统二维地图已经无法满足人们对于空间地理信息获取和表达的需求。
因此，基于实景影像进行三维重建成为了当前热门的研究方向之一。
而无人机倾斜摄影测量技术作为一种新兴的航空遥感技术，具有高效、快速等特点，被广泛运用到城市规划建设、资源环境调查以及应急救援等领域。
然而，由于目前大多数无人机航测系统还不能实现真正意义上的“所见即所得”，存在一定局限性。
为此，本文提出将无人机与地面激光雷达相结合，通过空地一体化实景三维建模方法来提高模型精度和真实感，并探讨其在智慧校园建设方面的实际应用价值。
关键词：空地一体化；实景三维建模；智慧校园；应用研究前言：围绕“空地一体化”技术进行研究，以某高校为例，通过对该校部分区域进行实景三维建模和模型精度分析，验证了该项技术在实际生产生活中的可行性。
同时针对目前传统的航空摄影测量存在的问题提出了一种新的解决方案，即采用无人机倾斜摄影测量结合地面激光雷达扫描的方式获取建筑物顶部纹理信息，并将其与卫星遥感影像相融合，从而实现高精度、高分辨率的实景三维建模。
此外，本文还探讨了基于实景三维模型的多种应用场景，如建筑物规划设计、土地资源管理、城市应急救援等方面，具有一定的理论意义和实用价值。
一、空地一体化实景三维建模关键技术分析（一）地形数据获取对于大范围、高精度的实景三维建模，需要大量精细准确的地形数据作为基础支撑。
因此，本章节主要介绍了几种常见的无人机倾斜摄影测量系统搭载的传感器以及对应的数据处理方法：SWDC-5五镜头相机和ILS激光雷达。
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地上下一体化的三维空间数据库模型设计与应用
地上下一体化是近年来在城市规划、建设和管理中提出的一个新理念，它强调城市的空间信息应该同时考虑地上和地下两个空间维度，以满足城市的综合管理需求。
因此，建立一个地上下一体化的三维空间数据库模型，对于城市规划和管理至关重要。
首先，地上下一体化的三维空间数据库模型设计，需要考虑到数据的采集、处理和存储。
针对地面和地下的数据采集，可以使用现代化的测绘和调研技术，包括航空摄影、卫星遥感、激光雷达、地下勘探等多种技术。
数据处理方面，可以使用现代化的计算机技术，对数据进行分类、整理和分析，以建立全面、准确的地上下三维空间数据库。
此外，为了方便数据的存储与管理，可以结合大数据技术，进行高效、安全的空间数据库构建。
其次，地上下一体化的三维空间数据库模型应用了多种技术手段，以满足城市规划和管理的需求。
其中包括，场景模拟技术、虚拟现实技术、联网技术、智能分析等。
通过这些技术的应用，地上下一体化的三维空间数据库模型可以为城市决策者提供直观、准确的空间分析结果，为城市规划和管理提供有力的技术支撑。
总之，地上下一体化的三维空间数据库模型的设计与应用，是目前城市空间信息技术发展的一个重要方向。
通过建立该模型，可以为城市规划和管理提供更全面、更准确的空间数据支持，为城市的可持续发展做出了重要贡献。