2022年基于Skyline的城市计划虚拟景观建设方法探讨与应用.docx

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1、精品学习资源基于 Skyline的城市规划虚拟景观建设方法探讨与应用王海鹰，张新长Abstracts: With the Sustained improvement of the theory and technology aboutEarth” , “it hDaisgibtaelcome theinevitable trend of this industry that using the 3DGIS technology for assisted urban planning. A set of construction methods and technology flowabout

2、virtuallandscape for urban planning based on the Skylinetechnologyare proposed. Based on the TerraExplorer Developer COM technology, the virtual urban planning simulation system is developed to provide the decision-making means for the urban planning.Keywords: Skyline ； virtuallandscape ； urban plan

3、ning ； 3D GIS1 前言1-3随着数字时代的来临与信息技术的飞速进展，GIS 技术应用已经深化应用到国土、规划、土地治理等各个行业；在城市规划部门，规划人员常常需要对规划方案的三维立体的直观4展现以及比较不同方案成效；由于传统的GIS 系统对于三维空间信息的治理、表示与分析才能的不足，已经不能完全满意规划工作的需要；三维GIS 就是在这样的需求背景下产生了，三维GIS 可以产生一个场景逼真的虚拟三维城市，规划人员可以利用系统强大的三维可视化才能和运算分析才能进行深度专业应用，促进城市合理规划，实现规划人员抱负中的设计蓝图；本文以增城市“广州东部汽车产业基地”虚拟规划仿真作为案例；在T

4、erra Suite技术框架下，通过融合 DEM、DOM数据实现三维地势仿真；讨论了一种有效的三维模型建设方法，完成面对城市规划的虚拟景观建设；开发了虚拟规划仿真系统，利用该系统对区域进行了案例讨论，通过空间漫游、方案对比、规划成果展现与审批、规划信息查询与分析等方式，为解决城市规划问题供应了一种有效的帮助决策手段；2 景观建设的平台挑选与分析2.1 Terra Suite 架构针对讨论区虚拟规划仿真的具体需求，挑选Terra Suite系列软件产品作为三维 GIS 软件平台； Terra Suite具有敏捷、简便的建模工具、稳固的软件功能，以及组件化的软件体系， 是独立于硬件之外、多平台、多

5、功能的一套软件系统；如图 1 所示， Skyline Terrasuite包含以下三类产品 5：TerraBuilder：快速创建、编辑和保护3 维地势数据库合成软件，能够结合影像、数字高程模型、矢量数据，简洁、快速地创建三维地势数据集；TerraExplorer Pro：创建、编辑、注记和发布照片实景成效3 维场景的强大便利软件工具；TerraGate ：基于网络实时传输海量 3 维地理数据的高性能服务器软件；它可以答应用户欢迎下载精品学习资源通过网络来拜访地势数据库；上述软件通过单机或网络应用模式方式形成工作流DEM数据:38 幅 DEM数据， 5M网格； 2DOM数据:16 幅高精度航空

6、影像，辨论率 0.2M； 3DLG地势图 :38 幅 1： 2000DLG地势数据； 4 测量及详规 DWG数据: 讨论区内的竣工测量验 收数据以及详规数据； 5 纹理照片 : 讨论区内相关单位建筑及周边环境具体纹理照片；将所需 DLG地势图、竣工测量图、详规图转成矢量文件，采纳西安80 坐标系，高斯投影；欢迎下载精品学习资源图 2 城市规划虚拟景观的建设范畴4 面对城市规划的虚拟景观建设4.1 虚拟景观建设流程设计结合讨论区虚拟规划的需求分析，提出一种行之有效的虚拟规划景观建模方法；欢迎下载精品学习资源DOM、DEM 数据ArcGIS软件DLG数字线划图、掌握性规划DWG数据欢迎下载精品学习

7、资源欢迎下载精品学习资源TerraBuilder处理合成道路系统矢量数据在SketchUp中进行三维建模经SketchUp处理后导出欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源三维地势仿真模型TerraExplorer Pro道路生成程序道路模型数据建筑、地物矢量数据三维模型数据利用DeepExplorer进行格式转换欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源三维虚拟规划景观在Creator中进行三维建模三维模型精简与优化欢迎下载精品学习资源图 3 虚拟规划景观建设流程该方法如图 3 所示，将虚拟规划模型建设主要分为，三维地势模型建设、三维建筑模型建设与城市基础设施建设三个部分；4.2 生成三维地势

8、模型利用Terra Suite的TerraBuilder软件对三维基础空间数据进行处理、建立、更新和保护9 ；需要的原始数据主要是 DEM数据和 DOM数据，其中 DEM除了可以对虚拟城市地表进行描述, 仍可以为虚拟规划城市的三维模型供应地面高程起算基准；DOM数据供应了城市地表的真实颜色 与纹理特点 , 可以对城市进行直观的描述 , 也可以供应城市规划等方面的基本信息；第一, 建立一个新的工程并指定 WGS84坐标系统和椭球信息，将 DOM航拍影像与 DEM高程欢迎下载精品学习资源数据设置配准并设置为同一投影坐标系下与现实建筑 右欢迎下载精品学习资源对于一般的建筑物模型就不需精细建模，可以利

9、用1：2000 的 DLG 数据猎取建筑的面状图形；由于 CAD 数据中建筑图形没有相关属性，只有建筑物类型标注层；可以利用ArcGIS 软件的最近距离方法给予建筑图形相应的建筑类型及层数、层高等相关属性，建立建筑图形与建筑属性信息的关联；通过TerraExplorerPro导入建筑面状矢量数据生成Building，利用 BScripts函数表达式 *height运算求得每栋楼的高度；再对模型的墙面进行纹 理贴图，生成具有真实感的三维建筑模型, 如图 6 所示；在本讨论中，利用该方法一共批量生成了23382 栋三维建筑模型；以流模式加载后，系统运行流畅 .欢迎下载精品学习资源4.3.3 城市基

10、础设施模型图 6 批量生成的建筑模型欢迎下载精品学习资源要形成虚拟城市景观，需要大量的地物模型，包括天空、桥梁、城市道路、桥梁、路灯、树木、花坛等地物；为使系统运行流畅，不产生迟滞感，通过流模式、模型简化、纹理压缩、纹理共享、 billboard 等技术手段进行优化；不同地物其制作方法有所不同，对于天空、桥梁、花坛等实体模型，采纳图4 的技术路线进行制作；对于路灯、路木模型，采纳billboard及纹理共享技术大批量自动生成；对于道路 系统，通过自主开发的道路生成程序，利用线状SHP数据生成城市道路；4.4 城市规划虚拟景观模型整合与生成如前文所述，面对城市规划虚拟景观是由三维地势模型、三维建

11、筑模型与城市基础设施模型三个部分组成；因此要在 TerraExplorer Pro中将三个部分分别加载 10 ，形成一个完整的城市规划虚拟景观；4.4.1 三维模型定位三维实体建模模型通常是在模型坐标参数系中描述的，被定义在一个模型坐标系中；该坐标系只是一种相对于模型位置的局部坐标系；因此，在将三维实体模型导入城市规划虚拟景观时，需要对三维实体模型进行定位，给予真实的空间地理坐标；利用手工方法可以进行定位， 但是坐标不精确，而且仍需要花费大量的时间，并且在以后的模型更新、编辑、信息读取会显现许多问题；本文对此进行了有益的尝试和讨论，发觉了一种矢量关联方法可以实现大批量的三维实体模型在虚拟景观中

12、的快速、精确定位；简要介绍方法如下：在模型 CAD底图中挑选建筑图形的一边脚点，记录其精确坐标值；并依据其坐标点转换为点状的 SHP数据格式；在 Creator找到实体模型的相应脚点，将其脚点坐 标平移到模型的局部坐标系原点，储存后以.x格式导出；然后，在 TerraExplorer Pro中导入点矢量文件，利用矢量关联方式将全部的.x 格式的实体模型批量导入虚报景观；4.4.2 三维模型整合在三维实体模型的建设过程中，为达到在虚拟景观中运行流畅清楚、模型读取便利等目的，欢迎下载精品学习资源必需对模型进行整合处理；整合内容通常有：对三维地势的改造处理、对精细模型矢量文件的处理与统一加载、对批量

13、生成建筑的加载与流模型处理、对于地物实体模型的集成与加载、对billboard模型的矢量文件整理与加载、道路模型的转换与地势的叠加整合；最终，要形成虚拟景观的目录体系，通过目录体系可以有效的治理虚拟景观的模型；最终生成的城市规划虚拟景观 , 如图 7 所示：图 7 面对城市规划的虚拟景观5、面对城市规划的虚拟景观应用结合城市规划实际需求 , 设计开发了三维城市规划帮助审批系统；该系统除了实现了三维GIS 系统的三维漫游、路径浏览等基本功能以外，仍为城市规划人员供应了测量、阴影分析、对象查询、方案比较、视域分析等多种三维帮助规划功能；作者利用该系统，结合城市规划虚拟景观，进行了以下城市帮助规划的

14、应用讨论；5.1 规划成果展现与审批在规划设计过程中，一般会有几种不同的设计方案；在虚拟景观空间中，可以真实的展现与查询规划成果，直观表达设计思想，进行经济统计分析，提高规划决策的科学性；规划设计人员可以实时地切换不同的方案, 在同一观看点或同一个观看序列中感受不同的三维景观，比较各方案的合理性以及环境美学成效；仍可以通过模型生成工具，现场生成规划方案，对规划方案进行方位、大小、角度的修改，通过比较后获得正确的成效11 ；下面以“广东市东部汽车产业基地”内的某公司厂区二期建设规划为例分析说明；在系统中打开掌握性具体规划图，可看出控规图所示该公司厂区占用土地属于二类工业用地棕色）， 北面的土地属

15、于二类居住用地 :140-142.2 宋小冬 , 钮心毅 . 城市规划中 GIS 应用历程与趋势中美差异及展望J.城市规划 .202110:23-29.3 毛迎丹，黄作维 . 基于 WebGIS 的土地资源地理信息服务系统讨论J.安徽农业科学 .2021, 366:2485- 2486.4 王军, 周伟 , 田鹏 , 李娜 . 城市三维基础地理信息系统在城市规划中的应用J.工程勘察 .202111:56-61.5 东方道迩GIS 事业部 .Skyline软件产品概述 EB/OL. 20060710/20211221.6 徐 昌 荣 , 孙 涛 , 仲 军 华 .ArcGIS结 合 Sketch

16、Up辅 助 城 市 规 划 的 综 述 J.安 徽 农 业 科 学 .2021, 3634:15132 -15134.7 黄艳芳 , 祝国瑞 , 庞前聪 .3DS MAX 和 MultiGen Creator相结合的虚拟城市建模方法. 测绘信息与工程.2005,305:37-39.8 洪光, 李洪儒 , 牟建 . 基于 Creator的三维模型的简化讨论J.运算机仿真 . 2004, 211:57-58.9 王爱国 , 刘春雷 , 胥存华 .3D GIS技术在国土资源信息治理中的应用J.现代测绘 .2007, 302:44-46.10 史翔 , 孙红丽 , 孔凡伟 . 数字城市三维城市规划信息系统的实现以“数字潍坊”为例J.矿山测量.2021 6:55-5811 黄丽娜 , 费立凡 , 庞前聪 , 郑斌 . 城市规划仿真审批系统开发以海口市三维仿真规划审批系统为例J.测绘信息与工程 .2007, 321:18-20.12 刘增良 , 陈 品祥 , 贾光军 , 李扬 . 虚拟 现实技术在城市规划治理中的应用讨论与实 践 J.测绘 通报.20215:45-47.作者简介： 王海鹰，男，汉族，河南洛阳人，理学博士，主要讨论方向为土地利用时空变化模拟和三维GIS ；基金工程： 国家自然科学基金工程“城市边缘区土地利用时空结构变化分析与模拟” 40971216 资助欢迎下载