上海国际旅游度假区三维空间基础信息平台利用空间数据三维可视化技术、数据库技术、网络技术,以全空间全生命周期的工程管理模式,建立了度假区核心区涉及地上、地下的全空间地理要素三维空间数据库,并贯穿规划、设计和竣工等主要项目过程。
平台由地上空间部分与地下空间部分两个子系统组成。前者在真实三维、立体、可视化、多角度、大环境中展现了度假区核心区地上三维场景,并进行规划、建筑设计方案的多方案比较推敲,实现局部的规划和建筑设计方案与区域景观综合分析与判断,辅助度假区建设规划审批。后者以度假区地下管线数据为基础,将地下管线信息通过各系统模块展现给用户,系统侧重三维地下管线信息的浏览、查询和统计,并通过分析功能辅助地下管线规划和掘路审批。
一、平台建设内容
(一)地上空间部分系统
1.建筑三维模型建设:完成核心区所有重点建筑物的外部三维模型、地面场景和重要建筑室内三维模型建设。根据建设进度,对建设阶段、竣工阶段分别进行园区模型的建设,并最终实现园区建筑竣工模型的全覆盖,实现三维场景的真实展现。
2.搭建地上三维地理信息基础平台:以实现三维数据的浏览、查询、量测、统计等基础应用功能为基础,结合度假区各部门业务职能,研发形成适合各类功能拓展的基础性平台,实现了度假区开园前汇报展示、虚拟游园等功能。
3.建筑三维规划审批专业模块开发:结合度假区管委会规划审批业务职能,实现度假区建设规划审批项目在线办理辅助。在真实三维、立体、可视化、多角度、大环境中,进行规划、建筑设计方案的多方案比较推敲,实现局部的规划和建筑设计方案与区域景观综合分析与判断。
(二)地下空间部分系统
1.标准规范建设:通过项目建设形成相关技术标准规范,包括度假区地下管线数据提交标准格式、度假区地下管线地下空间信息系统数据字典、度假区三维模型建设及入库设计书。
2.数据体系建设:系统完成相关数据采集、整理、入库和表达,数据类别如图。涉及三类地下管线数据——规划管线、设计管线和跟测管线,覆盖管线建设阶段的全生命周期。同时,系统中管线数据覆盖了主题乐园区域、核心区和发展功能区,且类别全、数量多,是审批分析的基础。
3.管线三维规划审批专业模块开发:以影像和高仿真的三维管线模型多视角地展示地下管线外观、空间位置、分布情况及周边自然环境情况。并基于精确的地下三维管线模型库和属性信息辅助对地下管线规划、审批的分析决策。
二、主要功能模块
(一)基础三维应用模块
1.园区漫游
漫游模块的设置,主要为方便用户浏览。可进行任意路线飞行,也可自定义运动物体在园区内漫游。不仅可以在地面上飞行,也可以在地下管线间穿梭。
2.空间量测
系统中的基础数据都是基于真实的三维空间地理位置,因此建筑物、管线、小品等任何场景中的可见物都具有可量测性的。系统提供了交互式工具来进行三维场景的空间量算,包括真实坐标、方位、高度、空间距离、面积等。
图8-2-1 数据成果图
图8-2-2 漫游
3.属性查询
建筑属性查询:系统中每个建筑都是一个独立单体,以其为对象,除了提供基本数据的查看,还对建筑现有的电子图纸入库,提供查看、下载,实现以建筑单体为单位的全数字化成果图文档可视化管理,达到数据资源集中管理。
管线属性查询与统计:提供三维管线的图文互查及根据管线数据类型(规划、设计、跟测)、所在道路和管种等对管线进行空间查询。同时提供对管径、管块、长度、埋深、材质等多类型的在线统计。
图8-2-3 空间量测
图8-2-4 建筑属性查询
图8-2-5 图线属性查询
(二)场景特效模块
为提升场景美观度、真实度,平台更加注重场景的表达效果,对模型进行细节优化、对平台进行更新,增加刚体动画、动态水面以及天气特效等特效。
通过刚体动画制作,实现园区内部分游乐设施的动态展示效果。
动态水面:对园区内所有水面数据进行了加工,实现了动态水纹倒影效果。
天气特效:为了使场景更加丰富多彩,引入了雨雪雾等天气特效。
(三)建筑方案审批模块
1. 三维规划审批功能
(1)设计方案浏览
通过设计方案三维模型的加载,给建管、规划人员提供真实的设计规划方案三维场景效果,直观看到各种规划设计方案,使规划管理从抽象到直观,更加科学、方便地进行规划管理工作。同时,提供多个不同方案比选,通过双屏技术,将同一项目两个方案联动分析,从空间体态、数据指标上进行比选。
图8-2-6 刚体动画
图8-2-7 动态水面
图8-2-8 天气特效
图8-2-9 方案比选
(2)控规指标比对
控规指标包括用建筑高度、红线退界、用地性质、用地面积、绿化率、容积率等,通过统计规划设计方案中三维模型的各项属性值,与控规指标进行比对,即可获得该范围内的规划设计方案是否符合要求。
控高分析:将设计师设计的建筑模型置于三维场景中,根据地块边界、建筑限高自动生成半透明的三维控制盒,将方案中的建筑与规划值进行自动检核。
退界校核:退界距离,是针对建筑基地边界、道路红线、河道蓝线等建筑进行退让的距离。建筑按规定只能建造在规划的退让边界以外。根据建筑退让基准线与退让距离自动生成退让区域,自动判断设计建筑与该区域的空间关系。
指标查看及比对:系统提供了多类型的指标查看,有建筑单体属性、设计方案指标、规划指标等,以列表形式显示,并对超标数值以高亮警示;并将项目指标与规划指标之间进行一一比对。
附件查看:可查看项目、方案等附件,支持多种格式(*.doc,*.dwg,*.jpg,*.pdf等),可放入项目总体规划、控详规划、设计方案总平图等相关附件。
2.规划要素管理
(1)规划信息导览图
在三维场景中叠加规划信息导览图,以不同的标准底色标识不同该用地性质的地块,同时标识不同类型的控制线,如:道路红线、建筑控制线、捷运系统控制线等,以及各类市政设施,如:供电设施、邮政设施等。
(2)规划要素查询
所有规划地块、规划绿地以二维形式叠加于三维场景中,鼠标点击可获取相关信息,支持模糊查询的方式,并可绘制多边形,自动计算所绘区域的绿地总面积、绿化率等。
图8-2-10 控高分析
图8-2-11 退界校核
图8-2-12 建筑指标查看
图8-2-13 控高分析
图8-2-14 规划信息导览图
图8-2-15 规划要素查询
3.辅助分析模块
(1)视野分析
模拟人站在某一高度,向远处眺望的视野区域,并可左右移动鼠标,任意更改观测方向。此功能可模拟制高点观察。如图,模拟位于管理中心四层楼高度处,向中心湖方向眺望的视野情况。
(2)阴影分析
模拟某一日期、时间的阴影分布情况,在3D 视窗可视化显示计算结果,地面和建筑物的黑色阴影表示日照阴影。用户可以调整日期和时间分析同一地点建筑物间在不同时刻的遮挡关系。
(3)视频监控
平台中以三维场景映射播放模式,将视频监控数据映射到三维场景中,从而获得更加真实的展示效果,该功能可应用于园区的应急管理。
(四)地下管线审批模块
该功能模块作为度假区地下管线“工程规划许可证”和“竣工验收合格证”审批的辅助功能,主要实现不同阶段管线的相互比对。
1.三维规划审批功能
平面位置比对功能是比较同一管段不同数据类型间的平面位置差异,即同一管段的规划数据和设计数据的对比,以及同一管段设计数据和跟测数据的对比。比对结果除在三维场景中,通过双击定位的模式进行显示外,还可通过折线图表进行输出,提供给申请单位,做到审批的有理有据。
(1)撞管分析
撞管分析主要用于分析待审批管线与其他管种间是否存在撞管现象。
图8-2-16 视野分析
图8-2-17 阴影分析
图8-2-18 视频监控分析
图8-2-19 管线平面位置比对平面图
图8-2-20 撞管分析结果
(2)避让检查
避让检查是针对燃气管线和电力管线设计的功能,出于安全考虑,燃气管线和电力管线间的距离往往有所要求,因此本功能主要实现对燃气和电力管线间安全距离的检查。
(3)井室位置比对
为比对同一井室不同阶段的重合度而设定,即对比规划—设计阶段和设计—跟测阶段的不同井室的重合度。
2.掘路审批功能模块
在建设后期和运营阶段,管委会会收到沿路开挖的申请。大部分情况是因为新增过路管的铺设,需在已竣工路面进行开挖。由于地下管线的错综复杂和施工人员对地下管线埋设情况的不确定,路面开挖往往存在开挖事故的隐患。本功能模块即是为配合“掘路许可证”发放而设计。
(1)道路开挖和自由开挖
根据申请者所提供开挖位置的详略,共提供了两种开挖模式。用户通过提供开挖位置及开挖深度等信息,即可在三维场景中预演开挖后的情况。
(2)输出列表
除了三维场景中直观的展示开挖结果,系统将整理出被挖到的管线属性,并以列表的形式显示出来,以便提供给申请者。
(3)导入过路管
模拟路面开挖后,还可在开挖地形上导入过路导管设计方案,在三维场景中对过路导管的方案进行检查。
图8-2-21 避让检查
图8-2-22 自由开挖
图8-2-23 输出列表
三、系统特点
度假区三维空间基础信息平台基于庞大的空间数据基础及真三维场景展示,提供了全空间全生命周期的工程管理模式,在空间维度上涉及地上、地下的全空间地理要素,并贯穿规划、设计和竣工三大工程建设过程。在三维地理信息系统中,立足于规划审批职能,研发建设地下管线、地上建筑方案的规划审批项目在线办理辅助功能,通过规划设计数据空间量化进行三维可视化表达,严格控制设计方案的成果质量,并在建筑、管线竣工阶段进行三维整体复核,实现三维GIS对项目整个生命周期的质量把控,有助于特大型园区建设中各环节的严格质量控制,同时实现度假区建设期的汇报展示、虚拟游园等功能,为后续开发建设的三维规划审批提供便利。
图8-2-24 导入过路管
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