贾佳

摘 要：目前在城市发展的过程中对地下空间进行规划也属于城市开发中的重要内容，而在实际中为了确保在对城市地下空间的合理规划就必须要从多角度进行考虑并采用适当的技术来对其进行综合性的划分，以此来保证地下空间布局的科学性及合理性。而现今三维GIS集成技术的应用在极大程度上辅助了地下空间规划工作的进行，其可以根据地下空间规划的需求来进行辅助及三维建模，并未地下空间规划工作提供了集中管理的效果，因此也使得规划水平得到提升。

关键词：三维；GIS集成技术；地下空间

在城市发展的过程中通过地下空间规划可以有效的提高土地利用率，这样可以构建更为完善的交通体系并扩大城市的空间容量，而在规划设计中必须要考虑开发区域的发展情况、地上建筑、地理环境等因素，而这对规划及设计工作提出了更高的要求。为此则需要采取科学技术来对城市地下空间进行合理的划分，目前三维GIS集成技术已经逐渐在地下空间规划中被应用及推广，通过其技术支持可以构建起符合实际地理特征的空间框架，以下则对三维GIS集成技术的应用进行了深入分析。

一、城市地下空间规划的三维建模要点分析

通常城市结构都较为复杂，这也使得其其包含了大量的规划信息，为此在进行地理空间规划中必须要对相关的信息数据进行全面统一的收集及管理，以此来保证可以根据城市地下空间的特征来进行相应的建模活动工作，因此在利用三维GIS集成技术進行三维建模时需要注意以下要点。

第一，GIS数据自动建模，此种技术是基于二维GIS技术的一种建模方法，其在实际的应用中具有较高的效率，相应的在实际中的使用成本较低，但是整体的精细度较差；第二，利用专业软件进行三维实体建模，目前在三维实体建模中，其主要应用的软件有3DsMAX、Sketchup，此种三维建模技术在实际的应用中可以很良好的表现出地下空间建筑物的特征，并且还可以对地下空间的布局进行详细的表达、恢复与重建，但是此种技术方法在实际的应用中成本较高且耗时较长；第三，DEM遥感影像建模技术，这项技术在实际的应用中可以更好的恢复及重现地表建筑物的特征，因此在地下空间规划中的应用可以为其提供相应的模拟依据；第四，利用激光扫描仪构建地物精细三维模型，精确真实程度较高，但建模费用较高。

二、城市地下空间规划的三维建模方法分析

1、地下综合管线建模

地下综合管线数据种类繁多、变动频发、数量巨大、空间关系纵横交错，采用人工建模方法存在效率低下、精度降低、代价较高等问题。考虑地下管线注重空间位置而不注重展示效果的实际，本文采用面向对象的矢量数据自动建模方法。该方法采用面向对象的方式将各类管线数据分解为多个小部件，并对组件进行统一标识，加入技术参数、空间位置、耦合关系等属性信息。管线数据分解为各类管点设施和管线段。根据管线种类、亚级类别、附属物不同，可以分为诸如雨水井、污水井、雨污合流井、电力井、弯头等多种类型管点，三维模型根据各种类型管点的实际情况，建立不同种类管点的模型，并根据实际外观选择模型材质和贴图，形成不同种类的管点小部件，并构建若干个高精度三维组件式小部件模型来表达各种管点。将它们和相应的模型实体存储在相应的管线拓扑表和内部关系表中，形成内连的基础信息。管线段由管点连接而成，在数据库构建时，为管线段建立管点拓扑关系，管线段具有管径变化特性，因此，需要根据不同的管径大小构建不同大小的模型。在管线三维建模时，根据管径的大小及管线具有的方管、圆管、排管、综合管沟等多种形状特性，利用管线起始点和终止点的位置信息，为管线段自动构建相应管径大小的模型，并根据实际管线材质，为模型选择不同的材质和贴图，形成管线段模型。最后，根据管线的具体特性将多个小部件模型组装到一起，形成完整的管线三维模型。

2、地下建构筑物建模方法

地下建构筑物一般指地下空间中除地下管线以外的其他人工建设的设施，主要类型包括人防工程设施、地下交通设施、地下公共服务设施，以及地下防灾设施、地下生产储藏设施等。对于地下室、地铁线路、人防工程设施等对模型的精细化程度要求不高的地下建构筑物，采用面向对象的矢量数据自动建模方法。将实体分为底面、顶面、内墙、外墙、柱、楼梯等多个部件，各个部件再根据复杂程度分解为多个小的部件，由小部件形成三维渲染的基本单元，根据部件的长度和高度信息，构建三维模型，并针对不同的用地性质，选择不同的纹理进行渲染。对于地下空间建筑物规划数据、现状建筑物数据、地铁站点等对模型外观、内部构造精细化程度要求较高的数据建模，则利用MultiGenCreator、3DsMAX、Sketchup等专业软件建模，进而逼真地表示建筑物的外观和内部形态，展示更加精细、准确的细节信息。

3、地质环境建模

地质环境三维模型主要是针对工程地质进行建模，本文采用连续层状地质体来表达，层状地质体表达方法又可分为两类，即基于面模型的和基于体模型的表达方法。面模型表达地质的空间轮廓，体模型可以表达地质的内部整体。本文根据工程勘察所获取的钻孔数据，采用离散光滑插值方法进行插值，进而形成由三角单元组合而成的地层面，然后将地层面作为地质体模型的边界，并将模型体划分成四面体形成地质体，最终形成地质三维模型。

三、辅助规划分析

三维GIS核心功能之一就是实现对实体的立体空间分析，发现隐藏在数据之后的更多信息。地下空间规划不同于地上规划，地下空间的建设需要开挖，单一专项建设的滞后都有可能导致重复开挖，耗费更多的资源。因此，地下空间规划更应统筹各个专项的总体科学合理性，综合分析，提高规划的合理水平，降低资源消耗。本文以重点地区地下空间规划为例，综合地下建构筑物、地下综合管线、地铁、地质环境等多类数据，建立辅助规划决策支持系统，可以实现规划方案对比分析、截面分析、碰撞分析和规划进程跟踪等多种分析功能。例如道路截面相关的道路、地下综合管线、地下通道、地下建构筑物、地铁、地下人防等的空间分布情况等，直观展示每块地物的位置、用地性质、高度、长度、埋深等。规划进程跟踪可以对现状、规划和建设各个阶段的发展情景进行三维模拟展示，直观地表达城市区域的发展变化过程。

结语：

通过上文分析可以看出在现今城市地下空间规划中三维GIS集成技术的应用已经得到了良好的发展及推广，但是从其实际情况来看仍有极大的进步空间。本文利用三维GIS技术，提出了面向地下空间综合规划的体系结构，设计了相关数据的综合管理方法，论述了多种建模方式相结合的三维建模方法，并建设了辅助规划系统，为城市地下空间科学合理的规划提供辅助决策支持。

参考文献：

[1] 王勇军.城市三维建模与GIS集成技术研究[J].甘肃科技，2017，33（11）：11-13；

[2] 任若微.三维GIS技术在城市地下空间规划中的应用分析[J].低碳地产，2016，2（17）.