三维可视化GIS在城市规划中的应用

三维可视化GIS在城市规划中的应用

陈焕洲

浙江华东测绘地理信息有限公司310004

摘要：随着科技的进步发展，三维可视化GIS在城市规划中的应用日渐成熟，降低了城市规划的难度。并且利用三维可视化GIS技术可以辅助城市规划，预估未来城市管理的变化，充分体现以GIS为主的信息技术在城市规划中的应用效益。基于此，本文阐述了城市规划中三维可视化GIS的主要技术及其应用优势，对三维可视化GIS在城市规划中的应用进行了探讨分析。

关键词：城市规划；三维可视化；GIS；技术；优势；应用；

一、城市规划中三维可视化GIS的主要技术

三维可视化GIS在城市规划中应用的技术主要有：（1）三维技术。三维技术的基础是三维坐标，利用光学与电子操作，促使三维城市具有可调节的功能，利用多样化的方式表现出城市规划的现行状态。（2）可视化技术。可视化技术借助计算机实现可视化的图像处理，将城市规划的信息转化成图像形式。（3）虚拟现实技术。虚拟现实技术的融合性强，融入了图像、传感等多项技术，属于信息化的产物，虚拟现实城市后转化成三维的表达方式，促使规划人员能够体会到仿真的三维城市环境，体现虚拟现实交互操作的可行性，在计算机中形成小型的城市现状。（4）GIS技术。GIS技术用于分析城市规划中的空间信息，主导了城市规划中的资源和环境。通过GIS技术可以快速掌握城市规划的信息，辅助规划决策，同时监督城市规划的动态变化，形成了信息化的交流平台。（5）空间数据库技术。空间数据库技术是三维可视化GIS的基础，通过数据表达的方式表现城市规划中各项空间物体的关系。空间数据库技术主动存储城市规划中的信息，提高空间数据处理的效率。

二、三维可视化GIS在城市规划中应用的优势分析

三维可视化GIS在城市规划中的应用主要表现为：（1）实现规划的直观和理性。三维可视化GIS具有对空间数据与属性数据的统一管理与分析能力，极大的丰富了规划设计手段和成果，直观而理性的空间分析模块可以辅助规划师对规划方案进行模拟、选择和评估，从而优选优化设计，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字、定量分析与定性分析脱节的缺陷。使空间数据的图形表达与属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个直观和理性的工具。（2）高效查询和管理规划信息数据。三维可视化GIS为城市规划提供了科学的方法，它既能管理和处理海量数据，支持多种形式的数据存储，又能减少重复性的工作，方便数据修改与调整、避免错误，又能解决空间数据与非空间数据的关联问题，对城市规划信息数据管理具有重要的意义。利用GIS的空间查询功能对这些信息进行查询、检索、统计、显示、输出，实现管理的自动化、规范化和标准化，提高城市规划的管理水平和建设项目的审批质量。（3）实现规划定量分析。面对各种纷繁复杂的空间数据和属性数据构成城市的空间关系，数据信息量大而且在不断快速更新，传统的城市规划设计由于缺乏快速准确的数据分析工具，无法对所获取的数据进行科学有效的定量分析。GIS软件的引入给规划设计领域带来了思维方式的转变，可以管理和分析大容量的数据，具有数据更新快捷，空间分析实时直观等特性，促进规划实现从静态展示到动态模拟，从终极描述到全程辅助的转变。

三、三维可视化GIS在城市规划中的应用分析

三维可视化GIS在城市规划中强调了三维与可视化的优势，其在城市规划中发挥重要的作用。三维可视化GIS在城市规划中的应用可以按照城市现状提供三维立体的图像，城市规划人员能够准确把握城市规划的方向，保障城市规划中各个对象之间的协调性，同时利用三维可视化GIS修改城市规划的方案，分析三维可视化GIS在城市规划中的应用重点。

1、三维可视化GIS的工作内容。城市规划有明确的目标，三维可视化GIS应用中需要以城市规划目标为主，科学的安排辅助工作。首先规划人员利用三维可视化GIS建立城市规划的模型，主要以城市地形、地貌为主，大致规划出城市的根本布局；然后构建三维立体化的城市模型，模型中应该包括城市中的建筑、绿化带实际市政工程的分布情况，反应出城市规划的现行状态，提供可视化的城市信息；最后是形成三维可视化的地形图，以电子地图的形势存储到计算机内，构建三维状态的城市景观，为规划人员提供虚拟的规划地图，然后规划人员通过对电子地图进行修改、评估，保障城市规划方案的可实施性。

2、三维可视化GIS在城市规划中的应用分析。主要体现在：（1）评估城市规划方案。三维可视化GIS具有综合、系统的优势，可以将城市规划的整体布局图存储到电脑内，规划人员在电脑内在线跟踪城市规划的路线，评估规划路线是否具有实施的意义，而且规划人员利用三维可视化GIS商讨城市同一地点的规划方式，同时讨论该点城市规划的布局、空间分布等，避免出现规划矛盾，提高城市规划的判断能力，体现三维可视化GIS在城市规划中的辅助作用，精确城市规划方案的评估结果，保障城市规划的合理性。城市规划涉及到多项方案，规划人员通过三维可视化GIS评估规划方案的价值，选择可以应用到城市规划中的方案，解决方案中的规划矛盾和相关问题。（2）提供虚拟城市规划图。城市规划中比较常用的是二维的规划图，增加了城市规划的难度，达不到简化和灵活的标准。三维可视化GIS的优势明显，其可为城市规划提供虚拟的规划图，打破二维规划的局限，促使城市规划中的建筑、交通、景观等都可匹配到同一个三维空间中，通过电脑清晰的表达出来。虚拟城市规划图在三维可视化GIS的作用下，可以自主更改多项因素，如：景观结构、室外光线等，营造仿真的规划环境，实现虚拟状态下的城市规划。虚拟城市规划图是主要的途径，展示了城市的基础规划，虽然属于虚拟化的规划图，但是优势明显，其效益远高于二维规划地图，也是三维可视化GIS应用的主要目的，致力于完善城市规划图的信息化应用。

3、实现三维可视化GIS在城市规划中应用的措施。（1）加强关键技术的支持。三维可视化GIS中的应用技术可协助规划人员构建城市规划图，虚拟出城市规划的基本场景，因为规划人员在系统平台中要大面积浏览电子地图，还需引入虚拟地形，利用三角网的形势划分城市规划的层次，动态显示城市布局，方便规划人员浏览。（2）强化消隐处理。由于三维可视化GIS的数据有限，为了满足城市规划的整体性，采取消隐处理的方式，按照规划人员的要求隐藏部分城市规划的内容，避免超出计算机的存储上限。消隐处理根据规划人员的需求，适当隐藏相关的城市规划内容，重点显示出规划人员所需要的规划内容，以免电脑界面的图像过多影响规划的效果。消隐处理在很大程度上提升了城市规划的空间存储，能够利用三维可视化GIS显示城市规划中的细节部分。（3）加强组件的应用。确保三维可视化GIS具有多层次的优势，可以按照城市规划的逻辑方式构建集成化界面。三维可视化GIS对组件的应用，改善了其在城市规划中的实践应用，体现出组件连接的可靠性，进而完善城市规划的GIS途径。

结束语

综上所述，城市规划是城市管理的主体依据，而三维可视化GIS中涉及到大量的科学技术，构建三维立体化的规划空间，其在城市规划中的应用，可以有效协助城市建设，保障城市建设的准确性，打破城市规划中的地理限制，对于城市健康发展具有重要意义。

参考文献：

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[2]曹建逵.浅析GIS技术在城市规划中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（08）

[3]王炳江.城市三维视觉可视化系统设计仿真研究[J].计算机仿真，2017（01）