天津市勘察院三维数字城市

天津市勘察院三维数字城市介绍

天津市勘察院成立于1979年，隶属于天津市规划局。天津市星际空间地理信息工程有限公司（简称“星际空间”）成立于2005年8月，属于天津市勘察院全资子公司。专注于三维数字城市建设，具有甲级资质，是国家认定的“高新技术企业”、“软件企业”，通过ISO9001质量管理体系和ISO27001信息安全管理体系认证。

公司具有城市三维空间数据采集、数据处理、模型制作于一体的城市三维实景建模能力，能够为三维数字城市建设提供全流程的技术解决方案，具有“三维空间数据采集、三维建模、数据建库、GIS应用系统开发等全流程、一体化技术服务”的企业特色。

一、三维数据成果介绍

三维数字城市是城市现代化水平的重要标志，具有直观、可视、动态表达城市空间的特点，已经成为数字城市的基础建设内容和发展趋势。公司致力于应用地理信息领域新技术，在机载和车载激光雷达测量数据处理、智能化三维建模等方面实现集成创新，自主研发应用平台，形成了具有广泛适应性的三维数字城市整体解决方案。

三维数字城市建模年产量可达380平方公里，三维数据成果主要有：

1. 天津市三维数字城市成果：12000平方公里高精度数字高程模型、1400平方公里的高精度体框模型和600平方公里的精细三维模型，中心城区范围内未来城市设计模型，2009年-2014年规划方案数据，目前广泛应用于规划、国土、建设、政府、应急、旅游、环保等部门，曾获2011年国家测绘工程奖金奖、天津市2011年科技进步一等奖等。

2. 其他城市数据成果：完成数字雅安数字城市建模项目，实现了雅安市主城区三维模型数字化覆盖，总面积为30平方公里，为完善四川省地理信息建设提供了翔实的数据支撑；完成太原市主城区约110平方公里的三维模型数据建库，进一步完善了太原地理信息框架；覆盖西安主城区30平方公里三维模型数据。

二、软件成果

公司基于OSG自主研发的VRStar平台，实现了三维数字城市的集成应用，平台功能实用、运行稳定可靠，显著优于国内同类产品和技术，可服务于城市的规划、审批、国土、医疗、市政等多方面的应用，商业价值潜力巨大，成果在大面积精细建模效率和成果应用开发方面达到国内领先水平。

三、三维数据制作工艺介绍

1. 三维数据内容：

三维数据内容包括数字正射影像、建筑体框模型、建筑精细模型、地形、小品、

树、桥梁、路灯、红线、绿线、蓝线、黑线、控规等。

2.三维数据获取技术流程

以集成机载和车载激光雷达测量结合的三维数据获取方法，通过采用机载LiDAR

获取建筑顶部的激光点云和数码影像、车载LiDAR获取建筑侧部的激光点云和数码照片，同时结合基础地形图便可快速完成建筑体框及重点景观（灯、牌等）的模型制作，开辟了一条革新性的技术路线。

3. 三维模型的制作流程：

精细模型的制作以激光雷达测量获取建筑体框模型为基础、外业拍摄实景照片和使用车载激光雷达测量技术扫描城市路灯、路牌等获取实际位置与尺寸，后期经过人工处理形成真实纹理，对城市建筑物以及道路、桥梁、水系、绿化、灯各类附属设施等进行立体数字化模拟，从而以真实色彩、尺寸、空间位置与关系在计算机中展现城市三维实景。

4、三维数据精度：

模型精度依据1:2000图精度要求进行制作，高程精度与平面精度中误差均优于

0.5M。

四、三维数据产品用途

数字城市是城市信息化的发展方向，三维数字城市是城市现代化水平的重要标志，

已经成为数字城市的基础建设内容和发展趋势。三维数据具有直观、可视、动态表达城市空间的特点，可以展现过去、现在、未来的城市状态，也可呈现地上、地面及地下的城市发展状态。

以下是三维数据应用方向的列举：

1.城市规划

以城市三维空间数据为载体，充分采集和整合城市规划与建设信息资源，建立面向政府、规划管理部门、建设单位的综合应用管理平台，为城市规划、建设、管理与服务水平的提高和城市的可持续发展提供支撑和保障。

(1)城市实景浏览

通过虚拟现实技术展现城市空间布局、城市天际线、城市色彩、重点区域城市自然以及人文景观，向政府部门、各级用户提供丰富、精确、详细的地理空间信息、现状城市地理信息和测绘相关信息。

(2)规划方案设计与策划研究

对城市设计空间布局、空间形态、体量关系、功能布局等进行直观审视、调整，为项目规划方案的相关指标、退线情况与规划控制条件等进行比较分析，提供日照阴影分析和计算，能够为规划设计方案的策划、研究提供支持。

(3)建筑方案审批

在现状实景中融入建筑方案，显示方案以及地面附属设施的空间位置、色彩、体

量和景观布置等，可进行方案必选、方案调整等，提高审批决策的效率和科学性。

(4)城市应急分析

以真实的三维景观，让用户身临其境，能够有效、方便、准确、直观、形象地将各种地物间的空间位置关系呈现出来，进一步提高人机交互，为应急管理工作快速提供科学可行的辅助决策。

应用单位：规划局、信息化办公室、规划院、国土局、环保局

举例1：天津空港经济区25平方公里精细模型

举例2：天津市津南区69平方公里精细模型

2.林业

通过三维数据真实记录树种，森林密度等，可更好、更直观地反映森林资源分布情况，更快捷地提供林业资源信息，辅助领导决策，同时也能减少外业工作量，缩短工

作时间。

(1)统计分析

对动植物进行统计，如树种统计，数量统计，绿化率统计等，同时可对相应的动植物进行分析调整，如植被分析等，更直观清晰的了解森林、湿地以及荒漠化等的情况。

(2)坡度、坡位计算

在林业造林规划、生物多样性、退耕还林、森林资产评估等项目都跟坡度、坡位有关。通过三维数据可以很直观方便的计算坡度、坡位，可以清晰明了观察坡度、坡位的分布情况。

(3)可视域分析

可通过三维数据清晰直观的计算并看到一点的可视域对森林防火中瞭望塔的布置、自然保护区中观测站的设置等。

(4)计算面积、体积

可计算如森林火灾的面积、病虫害的侵害面积、造林面积等这都需要其真实的山体表面积，通过三维数据即可获得相应的真实数据。

(5)林相模拟再现

三维数据可以从各个视角观测森林的生长情况，而且可以预先定义行走路线，动态显示沿线所能见到的森林情况。

应用单位：林业局、环保局、林业科学研究院

举例：数字盘山

3.公路

通过制作高精度的数字高程模型和道路两侧地物要素精细模型数据，构建公路沿线高精细三维虚拟场景，实现公路的三维可视化管理，为检查评价公路、桥梁的设计质量和效果提供一种有效和直观的手段，为设计人员提供参考。