stamp二維三維一體化地下管線管理信息系統(tǒng)

1、Stamp3DGIS二三維一體化城市地下管線信息系統(tǒng)主要論述二三維一體化技術在地下管線信息系統(tǒng)中的應用方案，論述二三維一體化技術的優(yōu)越性，闡述地下管線信息系統(tǒng)系統(tǒng)中二三維一體化平臺的選擇、系統(tǒng)的設計、數(shù)據(jù)的處理以及功能設計，最后給出系統(tǒng)實現(xiàn)的原型，驗證二三維一體化技術在實際工程項目中的可行性城市地下管線是城市的主要基礎設施之一，它擔負著傳輸信息、輸送能量、排送廢物等工作，被稱為是“城市的生命線”EUo規(guī)劃、建設和管理好城市地下管線，既是未來充分利用地下空間的一項重要工作，也是現(xiàn)代化城市可持續(xù)發(fā)展和有效應對突發(fā)災害的保證。目前，各地區(qū)都在建立信息系統(tǒng)來實現(xiàn)對城市地下管線的管理和應用。隨著地理信息

2、技術（GIS）的發(fā)展，具被廣泛地應用于各個領域，也給城市地下管線信息系統(tǒng)的建設提供了新的方向。利用GIS進行城市地下管線的管理，不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)信息的存儲、查詢、檢索等，在此基礎上實現(xiàn)常規(guī)的查詢、統(tǒng)計、標注、量測等基礎功能，更重要的內(nèi)容在于還能利用GIS的空間分析功能，實現(xiàn)對地下管線的分析、預測和模擬，為管理和應用部門的規(guī)劃提供技術支持2o近幾年，三維技術的發(fā)展給地下管線信息系統(tǒng)的建設帶來了新的前景，三維平臺尤其是Web斷三維平臺技術的成熟使我們能夠在客戶端流暢的瀏覽地面建筑物模型、地面模型以及地下管線的模型，不僅能夠以逼真的場景再現(xiàn)城市地下管線的現(xiàn)狀，為規(guī)劃設計部門提供最大程度上的便利，真正實

3、現(xiàn)地上地下的一體化應用。盡管三維技術有著二維GIS技術不可比擬的優(yōu)勢，但是在相當長時間內(nèi)還無法完全替代二維GIS技術。二維GIS更加抽象、宏觀、綜合、易于進行空間分析，在地下管線信息系統(tǒng)中已有著非常廣泛的應用3。為了最大限度地利用二維的數(shù)據(jù)資源，同時又能利用三維系統(tǒng)逼真的圖形效果，實現(xiàn)在同一框架體系下兩種技術的優(yōu)勢互補，本文基于應用較廣的二維GIS（ArcGISserver）和三維平臺（Stamp）進行集成開發(fā)設計，實現(xiàn)二三維一體化的地下管線信息系統(tǒng)。2二三維一體化應用系統(tǒng)結構二三維一體化系統(tǒng)的邏輯框架如圖1所示，主要可以分為基礎設施層、數(shù)據(jù)層、服務層和一個用層四個層次:基礎設施層：基礎設施層

4、主要包括服務器主機、存儲（一般為4或8GB光纖通道磁盤陣列）、網(wǎng)絡、安全設備、路由設備及其它外圍設備，還包括服務器虛擬化軟件平臺、操作系統(tǒng)、GIS平臺（如ArcGIS）x數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)層：由于管線數(shù)據(jù)的特殊性，三維數(shù)據(jù)應包括地上三維模型數(shù)據(jù)和地下管線三維模型數(shù)據(jù)，因此整個數(shù)據(jù)層包括基礎地理數(shù)據(jù)、綜合管線數(shù)據(jù)、地下管線三維數(shù)據(jù)、地上三維模型數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)服務層：系統(tǒng)設計將以WEEK務為中心、以分布式數(shù)據(jù)庫為基礎、以XML為橋梁來搭建，從而實現(xiàn)有效處理信息的互操作和共享問題，并把各模塊的信息有機關聯(lián)。以WEE®務為中心的信息系統(tǒng)不是一種孤立的系統(tǒng)，而是一個存在于WEBtJWEE

5、4;務中心和一個分布式服務系統(tǒng)，消除了用戶與數(shù)據(jù)之間的信息鴻溝，體現(xiàn)了分布和集中相結合的特點，也為系統(tǒng)自身功能擴展打下了基礎。應用層：指的是最頂層的應用系統(tǒng)，即二三維一體化應用系統(tǒng)，提供用戶與系統(tǒng)交互的界面，與服務層的交互通過JavaScriptAPI以及相應的插件來實現(xiàn)。安全子系統(tǒng)和相關的標準規(guī)范將貫穿于系統(tǒng)的所有層次。圖1二三維一體化應用系統(tǒng)邏輯架構3二三維一體化地下管線信息系統(tǒng)地下管線的管理以及應用部門對地下管線信息系統(tǒng)的需求主要體現(xiàn)為城市規(guī)劃設計、輔助審批、應急搶險管理等方面的決策參考，希望通過較權威的數(shù)據(jù)發(fā)布，統(tǒng)一審批環(huán)節(jié)的用圖，并提供施工單位可靠的參考依據(jù)?；诙S一體化技術的地

6、下管線信息系統(tǒng)能夠提供二三維的數(shù)據(jù)瀏覽，并基于管線數(shù)據(jù)進行查詢統(tǒng)計、管網(wǎng)分析、輔助設計、輔助審批等功能。3.1系統(tǒng)設計二三維一體化技術實際上將二維GIS系統(tǒng)和三維GIS系統(tǒng)兩個獨立的軟件系統(tǒng)進行集成。兩個系統(tǒng)具有相對獨立性，各自調(diào)用不同的地圖服務以及功能服務，每個子系統(tǒng)都能完成獨立的地理信息系統(tǒng)功能；通過二三維一體化技術整合后，兩個系統(tǒng)之間具有聯(lián)通性，可以實現(xiàn)兩個系統(tǒng)間的聯(lián)動顯示和互操作，如在二維系統(tǒng)上進行縮放、漫游時，三維場景也跟著變化，反之亦然，另外，在二維系統(tǒng)上添加一個對象時，三維系統(tǒng)也要同時出現(xiàn)所標的對象。本地下管線信息系統(tǒng)中二維GIS系統(tǒng)采用ArcGIS平臺，利用ArcGISAPIf

7、orJavaScript調(diào)用后臺的管線地圖服務以及相應的功能服務，采用Ajax技術加載其他非GIS數(shù)據(jù)；而三維GIS系統(tǒng)采用國內(nèi)的Stamp平臺。考慮到信息系統(tǒng)的跨平臺兼容性以及系統(tǒng)的性能問題，整個地下管線信息系統(tǒng)的前段開發(fā)采用HTML5+JavaScript實現(xiàn)，后臺應用采用ASP.NE僅現(xiàn)。3.2管線數(shù)據(jù)處理二三維一體化地下管線信息系統(tǒng)中二維GIS系統(tǒng)和三維GIS系統(tǒng)調(diào)用的數(shù)據(jù)各不相同，數(shù)據(jù)處理的方式也不相同。二維系統(tǒng)中采用ArcGIS平臺，需要將地下管線數(shù)據(jù)處理成shp格式，利用ArcGISServer發(fā)布成動態(tài)服務的形式，以供前端調(diào)取；空間數(shù)據(jù)利用OracIeSpatiaI來存儲，將通

8、過ArcSDE*進行數(shù)據(jù)導入。三維系統(tǒng)中采用的Stamp平臺是國內(nèi)一家比較領先的三維軟件產(chǎn)品公司所提供的三維平臺，其在地下管線應用系統(tǒng)的設計開發(fā)上也有較為豐富的經(jīng)驗，為地下管線在三維平臺上的應用提供一整套的解決方案。Stamp平臺對于地下管線三維模型的制作提供了一套成熟的編譯工具，能夠?qū)⒃嫉膕hp格式管線數(shù)據(jù)自動生成三維模型，shp文件中應包括地下管線管點、地下管線、地下管線附屬設施三個圖層，文件數(shù)據(jù)來自于地下管線數(shù)據(jù)庫。地下管線三維模型制作流程如圖2所示。圖2Stamp平臺地下管線三維模型制作流程3.3功能設計二三維一體化地下管線信息系統(tǒng)建設的目的在于共享和發(fā)布地下管線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)在二維和三維模式下的瀏覽，并提供檢索、分析、輔助審批等業(yè)務功能，更好地為地下管線的管理和應用部門服務。系統(tǒng)的功能模塊如圖所示。在管線瀏覽模塊提供管線在二維模式、三維模式下的瀏覽，實現(xiàn)兩者之間的