三维gis技术在城市地下空间规划中的应用分析

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1、三维GIS技术在城市地下空间规划中的应用分析中国一治集团有限公司交通工程公司湖北武汉430000【摘要】文章从三维GIS技术，三维GIS基木功能，城市地下空间规划内容，三维GIS在地下空间规划中的作用四方面来阐述。【关键词】三维；GIS;地下空间；城市规划；应用由于地下空间开发只有难恢复、难预算等特点，如果希望地下空间资源在城市发展中发挥最大的长期效益，就必须对地下空间资源进行有效规划。然而，不管是地下空间总体规划还是详细规划，都需要在提供文字说明的同时，形成辅助说明图件，如地下空间资源评估图、地下空间开发利用现状图、地

2、下空间开发利用总体布局与结构规划图、地下工程系统规划图等，传统的规划技术主要关注于研究区域的二维表达，这对于地表规划己经足够了，但是地下地质环境极大地影响着可建造设施的类型、规模和费用，直接决定了地下构建筑物建设状况，这就需要一种更为有效的方式来描述地下三维复杂地质环境，三维GIS(3DGIS)技术为解决这一问题提供了可能。一、三维GIS技术经过几十年的发展，二维GIS己深入到社会的各行各业，但其存在着自身难以克服的缺陷，虽然一些二维GIS和图象处理系统也能处理第三维的高程信息(2.5维GIS),但它们并未将高程变量作为

3、独立的变量加以处理，只将其作为附属变量，虽能表达出地表的起伏，但对地下信息的描述能力十分有限。而三维GIS是布满整个三维空间的GIS,其通过对人类从某点观察视觉效果的模仿，使三维对象更只真实感，较好的弥补了二维GIS的不足。在三维应用要求较为强烈的采矿、地质、岩土等领域，己率先形成了具有部分三维GIS功能的专用三维GIS,如法国的GOCAD软件、加拿大LYNX软件等。但是，迄今为止，国内外还没有一个成熟完整的三维GIS系统，相关系统大多集中在三维可视化方面，缺乏对各对象间关系的表达，管理大批量三维空间对象和空间分析的能力

4、都比较弱。二、三维GIS基本功能由于三维GIS尚处于研究阶段，不同学者对其不同领域三维GIS功能的理解也不甚相同。由于地下空间规划主要以地学对象为研究载体，所以笔者主要对地学方面三维GIS的基本功能加以总结，主要包括以下几个方面：(1)三维数据管理：主要包括三维数据录入、与其他系统数据的转换、数据基本分析、三维坐标转换、入库数据的有效整合和查询等。(2)三维对象管理：基于三维数据的三维对象建模、三维对象模型可视化选择与査询、三维对象变化(平移、旋转等)。(3)三维空间分析：三维布尔操作(交、并、差、切割断面、7T•挖等)

5、、三维计算计算体积、表面积、距离、方向等)。三、城市地下空间规划内容0前，国家正在加速推进城市地下空间资源开发利用规划的技术标准建设与编制研宄。与传统城市规划类似，也可将地下空间规划分为总体规划和详细规划两个阶段。在地下空间总体规划阶段，需对地下空间需求情况进行总体预测，并对功能使用及规模进行分析，开展地下空间立体布局设计，统筹安排各类专业设施中长期分布等。而在详细规划价段，需基于总体规划内容进一步明确各类地下工程建设的技术指标、相互间关系及整合要求，对地下工程建设的经济状况进行分析，提出切实可行的工程实施措施等。需要指

6、出的是不管是地下空间总体规划还是详细规划，都需要在提供文字说明的同吋，形成辅助说明图件，如地下空间资源评估图、地下空间开发利用现状图、地下空间开发利用总体布局与结构规划图、地下工程系统规划图等。但是，传统的规划技术主要关注研究区域的二维表达，这对于地表规划己经足够了，而地下地质环境极大地影响着可建造设施的类型、规模和费用，直接决定了地下构建筑物建设状况，这就需要一种更为有效的方式来描述地下三维复杂地质环境，而三维GIS技术为解决这一问题提供了可能。四、三维GIS在地下空间规划中的作用由于三维GIS技术可以对地质、构建筑物

7、等地下空间对象进行直观、形象地描述，所以其可应用于地下空间规划设计的各个阶段。通过多种三维建模方法的使用，可以方便地建立各类规划对象的三维模型，并可对地下工程设施的位置、规模、埋深以及构建筑物与己有地下设施的连接方式进行调整修改，从而较好地辅助地下空间规划方案设计，提高规划设计的速度和质量。地下工程建设一般都在城区范围内，在其施工过程中常常会引起周边地层产生位移、变形、沉降、塌陷等环境地质效应，从而威胁到周围地面建筑物及基础、前期人防等K他地下构建筑物、地下管线等各种地下设施以及道路路基、路面等。因此，地下空间规划吋需对

8、城市地下建设工程的环境地质效应及其影响进行科学的分析预测。但是,如地下工程引起的地层变形、地下水环境变异、洞室围岩失稳、地质生态环境恶化等分析评价都需要各方面专业技术的支撑，而这对于规划设计者和审批领导的要求是比较高的，在短时间内很难完成此类分析。结合这类专业分析功能的三维GIS系统能为这类人员提供较客观认识该类问题