1导言

随着经济、科技的快速发展，城市不断推陈出新，智慧城市的概念越来越被重视，以可持续、智能和绿色为主导的城市建设蓬勃发展。而在智慧城市建设过程中，基础测绘作为城市基础设施建设的重要环节，对城市规划、设计、施工、运营和管理具有重要作用。

2城市勘测三维成果类型

三维模型是城市勘测三维成果的核心，关于模型的分类尚无一个统一标准，目前较为主流的分类方法有两种：一是基于表现内容的分类，将城市勘测三维模型分为地形模型、建筑物模型、城市部件模型(植被、水系、交通等)。二是基于建模方法的分类，将城市勘测三维模型分为传统三维模型、实景三维模型、建筑物信息模型(BIM模型)。其中，传统三维模型又可根据复杂度分为精细复杂度模型(精模)、中等复杂度模型(中模)、体块模型(白模);实景三维模型又可分为倾斜摄影模型、基于点云和倾斜摄影的三维模型等。

城市勘测三维数据的种类繁多且结构复杂，各类型的数据管理方式也不尽相同。例如，有研究者基于GIS技术对多源异构的海上风电勘测数据一体化管理系统进行设计，并基于Skyline进行三维建模，实现了风电场多波束、侧扫声呐管线路由的三维可视化表达。有研究者指出了三维管线管理系统应具备的各项功能。

总体来看，目前已有的城市勘测三维成果管理研究，主要集中在管理问题分析、管理方法探究、管理系统建设实现等方面，较注重系统功能的设计，但大多缺乏档案管理思维，管理不够规范，不能最大限度延长三维成果数据的寿命并充分利用其价值。应用层设计是在服务层功能的基础上，实现对徐州市城市三维数据在查询、设计、联通、管控方面的应用，为更多社会群体应用此功能提供了相应的功能模块。

3新型基础测绘在智慧城市建设中的作用分析

3.1促进智慧城市的智能化发展

在智慧城市的建设过程中，新型基础测绘不仅可以大大提高城市数据的精度和数据的质量，还可以有效促进智慧城市的智能化发展。新型基础测绘可以通过测量城市中的各种数据并进行处理，从而实现对城市的精细化管理。例如，基于新型基础测绘技术，可以对城市中的道路、建筑物、区域等进行精确地测量和拍摄，从而获取精确的地图信息和三维城市模型，提高城市数据的精度和质量。这些高质量的城市数据能够为智慧城市提供精准、实时的基础数据，进而支撑其在物联网、人工智能、云计算、大数据等领域的应用程序和服务，实现更为智能化的城市运营和管理。此外，新型基础测绘还可以通过数据融合、数据共享等手段，将城市中的各种数据进行整合和优化，有效促进智慧城市的智能化发展。例如，芝加哥市就利用新型基础测绘技术将不同的城市数据整合起来，创建了套智慧城市操作系统，实现了城市各项服务的高效协调和智能化管理。这种智能化的城市运营和管理模式，可以进步提高城市的运营效率和服务质量，为居民和企业带来更优质的城市生活和商业环境。

3.2促进智慧城市的多功能发展

新型基础测绘在智慧城市建设中的作用之是促进智慧城市的多功能发展。以往的测绘工作主要局限在地貌、地势、地貌等基础方面，而新型基础测绘则突破了这些局限，更多地考虑到了城市的多功能需求。新型基础测绘可以为智慧城市建设提供准确的±也理信息数据，包括地形、地貌、交通路线、人口分布、城市设施等多方面的信息。这些数据可以为城市规划、公共交通、环保、社会治安等方面提供支持。此外，新型基础测绘技术还可以为城市的建设提供更加精确的基础资料，为城市的综合治理、重大项目决策等方面提供支持。通过将新型基础测绘技术与其他领域的技术和应用相结合，可以实现更加智能化、先进化、绿色化、健康化的城市建设，为人们创造更加美好的城市生活环境。

4高精度智慧城市实景三维模型构建的关键技术

4.1完善档案管理系统

城市勘测三维成果作为一种新型档案，应与传统电子档案一同进行管理，而当前各单位的档案管理系统不支持三维成果的归档和管理，故需完善档案管理系统，新增三维成果管理和浏览子系统。由于城市勘测三维成果不同于传统电子档案，故需根据其归档和管理的特点设计和建设三维成果档案管理系统，以实现三维成果归档、保管、统计、借阅、利用和可视化等功能。

三维成果档案管理系统设计方面，需确定相应的设计原则，并据此对系统的架构、支撑环境、安全设施、系统部署等进行设计。系统架构设计方面，应先充分考虑本单位的业务需求以确定系统的功能、业务范围和运营需求，然后从系统的不同维度进行架构设计，以满足系统相关干系人理解系统架构的需求。支撑环境设计方面，应配置相应的软硬件与网络设备，建立系统的内部环境，以保障系统正常运营。安全设施设计方面，应采取相应的策略以保障网络、系统和数据的安全。系统部署设计方面，应根据本单位的具体情况，设计适合本单位的系统部署方式。

三维成果档案管理系统建设方面，主要包括数据库建设和系统功能建设。数据建库内容应包括系统业务数据、二维地理信息数据、三维地理信息数据等，应根据需求设计数据库的概念、逻辑和物理结构，并据此进行数据库的实施。系统功能的设计和建设应满足本单位的相关业务需求，并根据需求调整适时进行更新。

4.2三维模型生产

变化区域提取后，在现有控制资料基础上，按需加密像控点，采用倾斜摄影测量技术对变化区域进行分块航飞，获取变化区域最新影像数据，数据采集完成后采用CC软件进行三维实景模型生产。

三维模型生产步骤如下：①数据准备：检查原始影像、POS数据以及控制点数据是否符合要求；②空三解算：在CC软件中新建工程，导入影像数据，提交空三解算；③刺点：第一遍空三完成后，设置正确的坐标系统并导入像控点，人工进行像控点刺点；④模型重建：刺点空三完成后查看空三报告确定精度满足要求，提交三维模型重建。

4.3三维信息数据库设计

系统中的三维信息数据库选用MySQL数据库，方便对数据库进行统一管理。数据库主要用于存储空间物体的3D几何模型和对应的纹理信息，并记录对应关系。

利用分层结构组织三维模型，并将城市三维模型以MySQL数据库的形式存储起来。利用多层次的分层结构，在单一数据库中存储了细粒度三维模型。此外，将不可再利用的城市3D模型和纹理，拆分为单独的建筑物模型，并单独存放在各数据中。在此基础上，对每个模型用到的纹理数据进行细致地组织，并将其分别存放在不同的区域。此方法将三维城市模型和纹理按照区域划分为多个子类，并将其存储在相应的子类中。

通过C/S架构开发系统功能，在系统中设计漫游浏览功能，可通过飞行、驾车和步行等方式实现漫游，用户也可根据需要进行自定义。通过键盘也可以控制可视图。当测量一个视图时，因为鼠标正在响应一个测量的功能，所以不能同时拖曳视图。当被测部位不在视场中时，可通过键盘上的方位键调整视场，或通过键盘上的AWSD键旋转视场。

对空间查询来说，系统支持可直接选择场景中的建筑物，显示其属性；可选择定位点，设定影响区域，执行缓冲查询，获取与此区域相关的“楼房”“单位”和“道路”等信息；给多个条件定制的进阶提供了查询。分析空间可分为高度、日照、视域以及空间量算。

此系统为设计者提供分屏可视化的展示方式，使设计者能在真实的环境下，利用各种方式（步行、驾车和飞行等），从多个角度观察设计者所处的空间形态。这种沉浸式的、直觉式的互动方式，可以更方便地找出不足之处，并适时地加以修正。

4.4系统功能设计与开发

通过C/S架构开发系统功能，在系统中设计漫游浏览功能，可通过飞行、驾车和步行等方式实现漫游，用户也可根据需要进行自定义。通过键盘也可以控制可视图。当测量一个视图时，因为鼠标正在响应一个测量的功能，所以不能同时拖曳视图。当被测部位不在视场中时，可通过键盘上的方位键调整视场，或通过键盘上的AWSD键旋转视场。

对空间查询来说，系统支持可直接选择场景中的建筑物，显示其属性；可选择定位点，设定影响区域，执行缓冲查询，获取与此区域相关的“楼房”“单位”和“道路”等信息；给多个条件定制的进阶提供了查询。分析空间可分为高度、日照、视域以及空间量算。

此系统为设计者提供分屏可视化的展示方式，使设计者能在真实的环境下，利用各种方式（步行、驾车和飞行等），从多个角度观察设计者所处的空间形态。这种沉浸式的、直觉式的互动方式，可以更方便地找出不足之处，并适时地加以修正。

4.5空间分析功能

一是坡度坡向分析。工程技术人员基于实景三维中的DEM数据，绘制出一个专门的系统空间区域，并依据此区域计算出三维场景中相关地形的坡度和坡向。

二是建筑淹没分析。工程技术人员基于建筑物绘制三维模拟场景，并进行相关建筑的模拟分析。通过动态模拟技术模拟三维空间内相应水位的高程涨幅，及其最大高程淹没情况，再通过数据分析，依据三维模拟图像，计算出实际建筑场景中区域水位上涨时可能出现的淹没情况。

三是建筑填挖方分析。同样，基于三维模拟场景中的DEM数据，工程技术人员首先对相应的场景进行三维数据分析，并绘制出相应的建筑填挖方分析图，并依据其相应的参数，打造建筑填挖方动态模型，通过模型计量，测算出工程挖方量及填方量等。

四是建筑盒子裁剪。所谓建筑盒子裁剪，是指工程技术人员会首先在建筑三维模型空间中绘制出一个裁剪盒子，然后通过比对盒子的长、宽、高以及相对应的旋转角度等参数，加之裁剪分析，得出不同角度相应建筑模型在不同视角下的呈现情况^[3]。

4.6水准仪在智慧城市建设中的应用

目前，水准工作中大量使用电子自动水准仪，并配合gps、总站等设备，实现髙精度测量。这里介绍种基于水准测量的智慧城市建设中的应用，即数字高程模型（DEM）的生成。数字高程模型是表达地球表面与真实高程之间关系的数字模型。通过水准测量数据以及借助计算机软件，可以生成高精度的数字高程模型，为城市规划、公共基础设施建设、地图制作等提供了基础数据支持。具体步骤包括:数据采集使用水准仪采集地形高程数据，并进行处理、质量控制;数据处理将采集的高程数据进行数字化处理，包括数据导入、平差处理、垂直精度检查等;DEM生成利用数字高程数据生成DEM，包括平面坐标转化、等高线提取、边界处理、DEM生成等;智慧城市应用利用生成的DEM，可以进行城市规划、水利工程设计、3D可视化等应用，在智慧城市建设中发挥重要的作用。水准仪测量的基本原理如下即利用水准仪所提供的水平视线测定地面两点之间的高度差，根据已知高程及高差来推算得到另个点的高程。高差法是利用水准仪测量，已知地面上Ａ点的高程为HA，欲测定Ｂ点的高程１，需要先测出Ａ与Ｂ两点间的高差hAB，为此在Ａ与Ｂ之间安置台水准仪，再在Ａ和Ｂ两点上各竖立根水准尺。

4.7应用探索功能

工程技术人员运用“多测合一”的数据思维，进一步创新徐州市实景三维城市建设在模型建构方面的高效运算法则，现阶段所打造的实景三维数据平台不仅可以高效生成精确的三维数据，且通过相应数据得到的三维模拟成像可支持各类数据的挂接运用，其中的数据库技术可实现各类数据的分层处理及存储，同时工程技术人员还可以将数据端口关联相应的单位平台，帮助个体实现其对应的功能用途，例如，查询、注册等功能模块，另外，工程技术人员通过城市POI等多类别数据的运用，可进一步完善建筑三维数据的精细化管控。同时，工程技术人员还可以通过GIS插件技术，将实景三维数据服务端口接入相应的功能引擎，这种方法多适用于三维环境创设美化方面，通过GIS技术接入相应的引擎进一步提升三维场景的美观度，使三维场景的呈现效果更加完善。

结束语

综上所述，三维城市模型精细化生产是未来城市管理和规划的重要趋势之一，对提高城市的管理水平和发展质量具有重要意义。城市地下空间三维地质模型可视化技术方法，实现了海量庞杂城市地下空间模型数据的高效管理，能够更加丰富地表达城市地下空间三维模型地质信息，为城市地下空间开发利用提供数据支持和辅助决策分析支撑。

参考文献

[1]杨崴,冯阳.城市二三维基础地理信息快速更新方法研究[J].城市勘测,2024,(01):80-83.

[2]蒋瑞丽,刘莹,刘丹丹等.城市勘测三维成果管理现状及对策研究[J].城市勘测,2024,(01):165-168.

[3]于海强.三维城市模型精细化生产与地理信息系统设计开发[J].中国新技术新产品,2024,(03):117-119.

作者简介：王经纬(1996-11-17) 男,汉 ,山东省莱阳市,本科,研究方向：地理信息系统。