公園三維GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、公園三維GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：本文針對(duì)公園數(shù)字管理的需求，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、查詢以及更新，全面整合三維測(cè)繪數(shù)據(jù)，幫助使用者為三維測(cè)繪根底數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，在公園的建設(shè)與施工過程中，結(jié)合準(zhǔn)確的三維測(cè)繪根底資料，能夠有效躲避施工疏漏，進(jìn)一步提高公園的建設(shè)效率。論文全面分析了系統(tǒng)需求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總體架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。關(guān)鍵詞：GIS三維設(shè)計(jì)總體架構(gòu)中圖分類號(hào)：S127文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791202106a-0047-02在傳統(tǒng)的資料管理模式中，管理流程較為復(fù)雜，無法對(duì)各個(gè)資料進(jìn)行準(zhǔn)確

2、管理，導(dǎo)致其最終的管理效率極為低下，難以適應(yīng)現(xiàn)代化辦公的需求。在公園內(nèi)擁有空間和非空間關(guān)系，管網(wǎng)、建筑物或古樹等將由不同的部門來管理，如果此時(shí)仍然采用傳統(tǒng)的人工管理方式，不同的部門及管理方式不同，將會(huì)消耗大量的時(shí)間用于溝通和交流，無法真正從資料中展現(xiàn)各個(gè)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和特征。正是由于各管理部門之間，并未進(jìn)行有效的信息溝通，在公園的施工過程中，常常出現(xiàn)地下管線被挖斷或挖壞的問題，最終導(dǎo)致公園停水、停電，公園無法正常開放，也極大地增加了各個(gè)部門的工作難度。隨著當(dāng)今時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的開展，現(xiàn)代化步伐日趨加快，這就要求我們必須結(jié)合信息技術(shù)來提高資料的管理水平，實(shí)現(xiàn)各類資料的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和科學(xué)化管理。近

3、幾年來，將三維測(cè)繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，對(duì)于實(shí)現(xiàn)三維測(cè)繪的現(xiàn)代化管理有著極大的幫助，在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)各類三維測(cè)繪數(shù)據(jù)，使用者們能夠及時(shí)分享和更新該數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能來分析數(shù)據(jù)，各個(gè)部門之間不僅僅實(shí)現(xiàn)了資源的共享，也極大地提高了其管理效率。在施工過程中，正是由于各個(gè)部門并未做出明確的測(cè)繪數(shù)據(jù)，也并未針對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，才造成了極大的資源浪費(fèi)，將測(cè)繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了三維測(cè)繪動(dòng)態(tài)管理，進(jìn)一步完成了施工的平安運(yùn)行。在當(dāng)前的信息時(shí)代中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等都得到了突飛猛進(jìn)的開展，地理信息系統(tǒng)Geographic

4、InformationSystem，GIS能夠利用上述一系列技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維測(cè)繪數(shù)據(jù)的數(shù)字化存儲(chǔ)和管理，能夠借助一系列信息技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、查詢以及更新，全面整合三維測(cè)繪數(shù)據(jù)，幫助使用者為三維測(cè)繪根底數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析。在公園的建設(shè)與施工過程中，結(jié)合準(zhǔn)確的三維測(cè)繪根底資料，能夠有效躲避施工疏漏，進(jìn)一步提高公園的建設(shè)效率。1系統(tǒng)需求分析1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)目標(biāo)在已有測(cè)量數(shù)據(jù)根底上，開展普通房屋的三維根底測(cè)繪，完善地下管線和古樹古建的根底測(cè)繪，更新公園三維根底測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)，優(yōu)化古樹古建地理實(shí)體的三維模型，建立健全公園的三維信息系統(tǒng)，能夠進(jìn)一步提高未來公園的管理效率。公園三維信息系統(tǒng)的主要原數(shù)據(jù)是

5、根底測(cè)繪數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，根底測(cè)繪人員錄入外業(yè)數(shù)據(jù)，并將其保存到系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，為公園的管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。通過開展普通房屋的三維根底測(cè)繪，完善地下管線和古樹古建的根底測(cè)繪，在對(duì)測(cè)繪資料進(jìn)行詳細(xì)的需求分析后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪資料的動(dòng)態(tài)管理、公園三維根底測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)的同步更新，借此來提高空間數(shù)據(jù)套表結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，以及相應(yīng)數(shù)據(jù)和設(shè)備信息的完整性。系統(tǒng)檢測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù)的合格性，并將合格的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入到三維測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)中。古樹古建地理實(shí)體三維模型根底上，分析古樹古建地理實(shí)體的特點(diǎn)，優(yōu)化古樹古建地理實(shí)體的三維模型，將三維模型集成到公園三維信息系統(tǒng)中，并對(duì)公園三維信息

6、系統(tǒng)進(jìn)行完善擴(kuò)展和優(yōu)化。利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)離線和有網(wǎng)兩種模式的公園地理三維漫游系統(tǒng)。具體來說，公園三維地理信息系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)以下具體的目標(biāo)：1具備簡(jiǎn)潔實(shí)用的系統(tǒng)界面，廣闊普通用戶都能夠運(yùn)用該系統(tǒng)。2能夠充分發(fā)揮C/S和B/S結(jié)構(gòu)的兼容性特征，不同的旅游者和管理者，都能夠利用該系統(tǒng)滿足自身的使用需求。3用戶可以直接利用公園三維地理信息系統(tǒng)來查詢與公園地理相關(guān)的信息，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)公園地理空間的緩沖區(qū)分析和疊加分析，為管理者提供做出決策的數(shù)據(jù)。4該公園三維地理信息系統(tǒng)具備地質(zhì)體建模功能，能夠完成對(duì)測(cè)繪資料的三維地質(zhì)體建模。5地理信息系統(tǒng)具備強(qiáng)大的信息管理功能，該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)可以統(tǒng)一管理文本資

7、料、圖片資料以及影音資料。6地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)水平較高，管理員能夠及時(shí)更新和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得系統(tǒng)能夠隨時(shí)適應(yīng)時(shí)代的開展。7該地理信息系統(tǒng)具備信息發(fā)布功能，管理者可以直接在互聯(lián)網(wǎng)中公布旅游目的地的信息，游客可以瀏覽和查詢旅游目的地的相關(guān)信息。1.2系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)的功能需求分析，就是找到系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中所需要滿足的功能，在前期的用戶使用需求調(diào)查中，總結(jié)出地理信息系統(tǒng)的功能需求，將成為本次系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的根底。地理信息系統(tǒng)主要面對(duì)管理者和普通游客，管理者能夠利用該系統(tǒng)來提高對(duì)公園地理信息的管理，普通游客能夠利用該地理信息系統(tǒng)來查詢關(guān)于旅游目的地的相關(guān)信息，借由其查詢到的信息來設(shè)置旅游路線。相比較而

8、言，本研究所涉及的地理信息系統(tǒng)更側(cè)重于管理旅游信息，管理者能夠利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)功能，極大地提高了管理者的管理效率。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)公園三維測(cè)繪信息系統(tǒng)及其業(yè)務(wù)系統(tǒng)全部部署在公園管理處內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下，采用B/S和C/S相結(jié)合的混合模式。B/S模式業(yè)務(wù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)、ArcGIS效勞、Web效勞、文檔資料和軟件庫(kù)部署在效勞器中，通過內(nèi)網(wǎng)訪問共享存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)。C/S模式業(yè)務(wù)系統(tǒng)安裝部署在客戶端計(jì)算機(jī)中，通過內(nèi)網(wǎng)訪問效勞器上的數(shù)據(jù)庫(kù)和共享資料。B/S和C/S模式的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，都由客戶端通過瀏覽器訪問公園三維測(cè)繪信息系統(tǒng)，完成單點(diǎn)登錄和權(quán)限認(rèn)證。對(duì)于B/S系統(tǒng)，

9、由公園三維測(cè)繪信息系統(tǒng)完成頁面跳轉(zhuǎn)和權(quán)限控制；對(duì)于C/S系統(tǒng)，由公園三維測(cè)繪信息系統(tǒng)完成智能部署并調(diào)用本地業(yè)務(wù)系統(tǒng)。智能部署包括權(quán)限控制、下載和自動(dòng)部署、版本升級(jí)等功能，簡(jiǎn)化用戶對(duì)眾多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的訪問和權(quán)限控制。B/S業(yè)務(wù)系統(tǒng)的用戶通過平臺(tái)單點(diǎn)登錄和權(quán)限驗(yàn)證后，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的B/S模式應(yīng)用。C/S業(yè)務(wù)系統(tǒng)的用戶通過平臺(tái)單點(diǎn)登錄和權(quán)限驗(yàn)證后，實(shí)現(xiàn)智能部署后加載客戶端本地應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)及相應(yīng)的效勞部署在后臺(tái)效勞器，C/S系統(tǒng)、B/S系統(tǒng)以及公園三維測(cè)繪信息系統(tǒng)訪問后臺(tái)效勞器提供的效勞和數(shù)據(jù)。2.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能框架如圖1所示。公園三維地理信息系統(tǒng)包含三維建模子系統(tǒng)、公園信息管理子系統(tǒng)和旅

10、游信息平臺(tái)子系統(tǒng)三局部。1三維建模子系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)資料生成相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)，為公園信息管理子系統(tǒng)旅游信息平臺(tái)子系統(tǒng)提供三維可視化支持。主要包括三維地質(zhì)體建模、三維古建筑建模和三維地表建模。涵蓋公園整個(gè)范圍內(nèi)地上、地表和地下所有要素的三維模型建模。2公園信息管理子系統(tǒng)。主要對(duì)公園的各種資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，并提供查詢功能。信息查詢功能。能夠查詢公園范圍內(nèi)的各個(gè)要素根本資料、屬性以及緩沖區(qū)查詢，查詢結(jié)構(gòu)以三維場(chǎng)景直觀地展現(xiàn)。其中緩沖區(qū)查詢的主要目的是查詢目標(biāo)要素影響的范圍，使得相關(guān)改造建筑施工對(duì)公園的其他要素產(chǎn)生影響，造成不必要的損失。系統(tǒng)管理功能。能夠維護(hù)公園三維場(chǎng)景中各個(gè)要素的根本信息、屬性以及相

11、應(yīng)緩沖區(qū)范圍，并維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的用戶管理。同時(shí)，系統(tǒng)管理功能還能維護(hù)FTP效勞器，使得公園涉及的所有資料能夠在信息管理系統(tǒng)中統(tǒng)一管理。3旅游信息平臺(tái)子系統(tǒng)。主要針對(duì)游客進(jìn)行地面三維場(chǎng)景展示，并提供查詢功能。游客可以在公園終端機(jī)上進(jìn)行三維漫游，了解公園的整體概貌，同時(shí)也能夠查詢公園內(nèi)各個(gè)景點(diǎn)的根本信息，以及相應(yīng)的公共效勞設(shè)施根本信息。3結(jié)語基于軟件工程方法，結(jié)合提出的數(shù)字高程建模方法，本研究設(shè)計(jì)開發(fā)了一套適合公園管理的三維地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括3個(gè)子系統(tǒng)：三維建模子系統(tǒng)、公園信息管理子系統(tǒng)、旅游信息平臺(tái)子系統(tǒng)。三維建模子系統(tǒng)應(yīng)用本研究提出的不規(guī)那么三角網(wǎng)數(shù)字高程建模方法，能夠?qū)珗@范圍內(nèi)地質(zhì)環(huán)境建立三維模型；公園信息管理子系統(tǒng)能夠統(tǒng)一管理公園各類文檔與數(shù)據(jù)；旅游信息平臺(tái)子系統(tǒng)可以向游客直觀展示公園的各種旅游資源和效勞設(shè)