三维城市地下管线模型的缓冲区分析

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1、三维城市地下管线模型的缓冲区分析城市地下管线作为城市信息传输、物质运送的生命线，在城市基础建设中发挥着重要的作用，随着智慧城市建设的推进，各地三维城市地下管线的建设也取得了一定的进展。在对三维管线的空间分析屮，缓冲区分析存在于管线的设计、铺设、维护的各个阶段，具有重要的作用。木文介绍一种三维城市地下管线缓冲区分析的算法。Abstract：Urbanundergroundpipelineplaysanimportantroleinurbaninfrastructureasthelifelineofthecityfortheinformationandmaterialt

2、ransportation.Thespeedoftheconstructionof3DurbanundergroundpipelineprogressedrapidlyrecentyearswiththedevelopmentoftheSmartCity.Bufferanalysisisimportantforthespatialanalysisofthe3Durbanundergroundpipelineanditexistsinvariousstagesofthepipeline’sdesign，layingandmaintenance.Inthispaper,

3、anewalgorithmfortheanalysisof3Durbanundergroundpipelinebufferisintroduced.?p键词：三维管线；缓冲区分析；市政建设Keywords：3D-pipeline;bufferanalysis；municipalconstruction:TU990.3A1006-4311(2017)10-0123-030引言城市地下管线是城市规划建设的重要内容，也是保障城市生存和发展的重要设施和生命线，与人民的日常生活息息相关。地下管线的管理与建设是市政建设的重要内容，而管线数据种类繁多、数据量大、分布范围广、空间分

4、布复杂、形成时间长等特点，使得计算机管理技术在城市管线的科学管理屮越来越发挥着重耍的作用。在三维管线模型的分析屮，缓冲区分析占据着极大的比重，管线的日常维护、开挖、选址以及建筑设计中确定建筑物的影响范围等，都可以利用缓冲区分析功能作为工具，以期取得特定的效果。二维空间的缓冲区建立的研究己円趋成熟，如Ronggui在《栅格缓冲和矢量分析算法的联合研宄》中对比了矢量缓冲区分析和栅格缓冲区分析两种算法的优缺点，并提出了一种栅格和矢量合并进行缓冲区分析的算法，以解决各种情况下的缓冲区问题；崔爽在《基于空间实体的缓冲区算法》中提出了对空间实体的大小进行计算，传统缓冲区分析巾空

5、间实体分析的间隔问题。然而随着智慧城市的发展，二维空间的缓冲区分析的定义已不能适应三维可视化空间分析，因此，三维空间的缓冲区分析的研究越发重耍起来。《基于布尔运算的高效三维矢量缓冲区算法》中刘新明提出了快速建立三维空间实体缓冲区的算法，邱华在《三维数据的生成及缓冲区分析》中使用距离变换方法实现了三维缓冲区分析。本文将主要讨论三维管线的缓冲区问题并提出一种便捷方法。1缓冲区分析简介定义1:基于空间邻近的定义，缓冲区的建立可以将地图分为两部分一部分位于选择的空间实体的指定距离之内，另一部分在指定距离之外，指定距离之内的区域称为缓冲区［1］。定义2:缓冲是指地理空间实体的

6、影响或服务范围。定义3:设三维空间中指定一个距离r,三维实体周围d范围内所有区域称为实体o的缓冲区，其中d小于r:B={p：d(p,o)?燮r}其中B代表三维缓冲区，o为三维实体本身，d(p,o)为缓冲区边缘到实体的距离，p为缓冲区边缘，r代表给定的距离的值。三维GIS空间分析主要包含四个要素：点、线、面和体，因此三维缓冲区分析可以分为四个部分［2］。1.1空间点的缓冲区分析具体步骤如下所示：①计算缓冲区域巾心节点(xiO，yiO，ziO)，其中i为与管线相同的类别，如热力管线等；②根据中心节点的结构來进行路径分析，生成树状结构，其中中心节点为根节点，相邻节点为子节

7、点；③计算每个点的缓冲区，缓冲区域为：Bij={xi：d(xj,o)r+rO}；④计算根节点到各子节点之间管线的缓冲区区域，线状实体的缓冲区为：Lij={lij：d(lij,o)r+rO}UBiOUBjO;①将节点的缓冲区与线状缓冲区叠加，通过对点实体和线实体的空间互操作，可以形成管线i的缓冲区；②重复①〜⑤，计算不同种类管线的缓冲区；③叠加不同类别管线缓冲区。3管网缓冲区的应用3.1管网选址分析管线设计过程中，考虑到新管线需要融入到整个城市管线系统中，需要确定新铺设管线的最佳路径，因此需要将现存的管线网络进行缓冲区分析，以半径rl（rl为已有管线与新管线的安全