1引言
随着地理信息系统(Geographic Information System,GIS )
行业中数字城市以及一张图概念的不断崛起和技术上的发展，原有的GIS 成果管理、展示已不能满足片区综合开发项目投标阶段的实际需要。而三维模型管理平台在成果管理、展示方面具有的独特技术特性和优势，在国内外行业应用中范围和影响不断扩大。同时，大数据时代带动多源数据，尤其是多源三维模型数据的发展，对于3D GIS 平台的发展提出了更高的要求，加上实景三维模型展示功能已经应用在多个领域。急需开发一种管理、创建信息丰富的数字化城市模型的技术，将其作为支撑城市开发建设落地的关键技术之一，辅助进行城市规划、设计、多领域的分析和运行管理。
2
相关技术
2.1
网络地理信息系统(Web GIS )
网络地理信息系统(Web Geographic Information System ,
WebGIS )是传统的GIS 在网络上的延伸和发展，可以实现空间数据的展示、检索、查询、编辑等GIS 基本功能，同时也是Internet 上地理信息发布、共享和交流协作的基础。
2.2无人机倾斜摄影与实景三维建模
无人机倾斜摄影测量技术是测绘领域发展迅速的高新
技术[1]，实现了从4侧视+1底视5个角度获取影像，利用实景三维建模及修饰软件，通过区域网整体平差、多角度影像密集匹配、三维TIN 网构建、白模创建、自动纹理映射、几何及纹理模型局部修饰等工序，快速建立高精度场景，实现对现实地物、地貌的三维数字化表达。实景三维模型具有现势性强、地理位置准确等优点，如何优化倾斜摄影过程中的像控布设方案及
【作者简介】肖亚楠（1990～），女，北京人，工程师，从事摄影测量与
遥感研究。
基于多源数据集成的城市开发管理系统
Urban Development Management System Based on Multi-Source Data Integration
肖亚楠
（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）
XIAO Ya-nan
(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.Ltd.,Beijing 102600,China)
【摘要】针对城市片区综合开发项目投标阶段的实际需求，引入无人机倾斜摄影及实景三维建模技术对测区现状进行详细表达，
对规划设计图纸进行三维建模，获取虚拟三维场景。论文综合考虑了成本投入与预期效益计算方法，基于网络地理信息系统对项目规划数据、设计数据、实景三维模型数据、虚拟三维场景、项目组成人员信息、计算过程文件等数据进行管理，实现了成本效益的在线协同计算，计算结果满足项目投标阶段需求，也便于各类方案展示及汇报。
【Abstract 】Aiming at the actual needs of the bidding stage of the urban area comprehensive development project,the paper introduces the
UAV tilt photography and real scene 3D modeling technology to express the current situation of the survey area in detail,and carries out 3D modeling on the planning and design drawings to obtain the virtual 3D scene.In this paper,the cost input and expected benefit calculation methods are comprehens
ively considered.Based on the network geographic information system,the project planning data,design data,real 3D model data,virtual 3D scene,project team member information,calculation process file and other data are managed,and the online collaborative calculation of cost and benefit is realized.The calculation results meet the requirements of the project bidding stage.It also facilitates the display and reporting of various schemes.
【关键词】城市片区；综合开发；网络地理信息系统；实景三维模型
【Keywords 】urban area;comprehensive development;Web GIS;real-world 3D model 【中图分类号】P231；TU984.11
【文献标志码】B
【文章编号】1007-9467（2023）05-0079-03
【DOI 】
10.jsysj.2023.05.225
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航摄方案，提高航摄效率及三维建模效率是本文关注点之一。
本文以某片区开发项目为研究对象，进行了像控测量、无人机倾斜摄影及实景三维建模。设置无人机影像的地面分辨率为0.05m，相对航高180m左右。为了防止出现模型空洞，设置无人机影像的地面分辨率为0.1m再次飞行，相对航高300m左右。由于研究范围内存在超150m的高楼，为了更精确地获取建筑物纹理，以相对航高300m绕高楼区域进行无人机倾斜摄影。
倾斜摄影与实景三维建模的基本作业流程如图1、图2所示。按照该作业流程获取了研究片区的实景三维模型。
资料收集空域申请现场踏勘
航摄设计线路规划
布设
现场飞行影像下载质量检查数据整理重
飞
或
补
飞N
Y
图1无人机倾斜航摄技术流程图
空三加密
像控点量算
密集匹配
构建3DTIN 纹理映射模型编辑三维模型三
维
重
建
像控量测成果
数据准备航飞成果
POS成果
图2实景三维建模技术流程图
2.3虚拟三维场景搭建
在三维建模软件中，对于道路、水系、建筑、绿化及特殊设施等进行搭建，即根据目标区域规划设计总平图及设计效果图，复原搭建出地表建筑、交通、水系、植被、场地及其附属设施；通过代理实现复杂模型的高精度渲染；搭建环境天空以模拟真实光照环境，增添高铁、汽车行驶动画，人物模型等营造生活气息。最后，利用多媒体技术学科通过后期综合处理，完善画面，输出视频及效果渲染图。获取的三维模型更符合人的立体感知，表现能力和信息携带量都大大超过二维图形，可以更好地描述现实世界的物体，将设计者的规划落实到具体的模型中，能更好地反映设计者的意图。
在搭建道路水系框架时，需要根据片区规划概念方案绘制区域设计总平面图及交通路网图，不仅要标注建筑物位置、楼层高度、道路位置、水系位置还要标注道路交通方面的道路宽度、车道数量、交通指示线位置、行道树间距以及道路与水系的相交方式宽度等信息，保证最终模型更贴近设计。搭建好的场景与实景三维模型具有统一的坐标系统，在软件平台中的显示如图3所示
。
图3某片区开发项目虚拟三维场景在系统中的显示2.4城市片区开发
城市片区综合开发是针对相对成片、规模较大区域的整体投资开发，涵盖开发区、产业园、旧城改造、新城镇、特小镇建设、生态保护及广泛外延的综合类基础设施建设项目，包含了从战略定位策划、城乡规划编制、土地一级开发、基础设施，以及公共服务设施建设、土地出让、产业导入和运营管理的全过程。各级地方政府应积极拓展片区综合开发项目，以提高区域城镇化水平[2]。
随着传统的交通基建市场，如铁路、公路趋向饱和，城轨市场的体量也总体保持平稳，已无法满足当前的市场供求需要。在政策的引导下，在未来相当长的一段时间内，投资将聚焦城市功能改造这一关键领域,“传统基建补短板，新型基建大发展”将成为基建投资的基本定势，而城市片区综合开发正是新型基建一条重要的探索之路。
2.5多源数据
多源数据是指使用多传感器获取影像、矢量、视频等原始
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数据，以及基于原始数据进行二次加工后的数据。本文涉及的主要是实景三维模型、虚拟三维模型以及正射数据、矢量数据、属性数据等。
3城市开发管理系统
本研究建立了由多源数据集成的城市开发管理系统，将多源数据进行集成管理，并在此基础上实现多源数据叠加展示、属性查询与分析，实现了对城市规划进行成本测算、开发方案设计、过程管控、大数据展示与分析等操作，便于决策者做出更好的预测判断，帮助决策者准确评估设计方案，减少成本损耗。
3.1系统构架
本文中的系统采用B/S软件体系结构。B/S架构也被称为浏览器/服务器体系结构，可以进行信息分布式处理，能够有效降低资源成本，提高设计的系统性能。B/S架构在处理模式上大大简化了客户端，用户只需安装浏览器即可，而将应用逻辑集中在服务器和中间件上，可以提高数据处理性能。在软件的通用性上,B/S架构的客户端具有更好的通用性，对应用环境的依赖性较小，同时因为客户端使用浏览器，开发维护时更加便利，可以减少系统开发和维护的成本。
1)数据方面：该系统支持大范围三维模型的高效可视化展示，支持多源异构数据的集成可视化，包括多源三维模型数据、点云数据、地形数据、影像数据、矢量数据等。
2)功能方面：该平台具有数据自动发布、图层管理、场景管理、基础工具、高级地理分析等多个功能模块。平台功能完善、扩展性强，可针对具体业务灵活定制开发。
3.2系统功能
本文明确了基于多源数据集成的城市开发管理系统各阶段的用户类型及使用目的。在规划阶段，主要用户是片区开发项目的设计师，他们使用该系统主要是进行方案设计、比选及成本测算，并基于该目的进行功能设计及相关技术分析。依照设计者需求进行多源数据集成的城市开发大数据系统技术路线如图4所示。
方案设计、比选功能需要依托倾斜摄影及实景三维建模技术获取现势影像、搭建实景三维模型，用于全方位反映研究区域的现实性信息，同时，需要将设计师的规划设计图进行三维可视化，三维成果可以直观、立体地反映设计理念。将实景三维模型和可视化规划模型统一到同一坐标系统中，可以对片区现状及规划方案进行叠加分析，对于环境不友好的方案进行适时调整。
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王亚楠个人资料
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基于多源数据集成的城市开发管理系统
倾斜摄影及
实景三维模型制作
方案设计及三维
场景搭建
成本及预期收益测算
三维模型
正射影像
数字高程模型
方案设计三维场景
三维场景渲染视频
三维场景效果图
基于多源数据集成的
城市开发管理系统图4多源数据集成的城市开发大数据系统技术路线图
4特功能设计与实现
成本测算功能的实现需要与设计师进行充分沟通，了解当前的计算方法，并对其进行提炼和算法设计，以在浏览器中进行数据计算。同时，还需要考虑协同作业的情况，在算法上进行补充完善，保证同一项目可以同时有多个设计师参与成本及预期收益测算。对于片区开发项目分期开展的情况也需要进行综合考虑。
成本测算功能包括建安工程费、预备费、管理费、财务费及其他费用计算，可以按照划定的片区开展。
5结语
基于多源数据集成的城市开发大数据系统的研究完成，将网络GIS、实景三维模型、虚拟三维场景、片区开发项目规划设计图综合显示分析，嵌入相关的成本及预期收益计算指标，最终实现了对城市片区开发项目的成本测算与规划设计方案统一显示，能够支持决策者多角度全方位了解设计思想、立体化地进行设计效果分析以及多种设计方案比选的需求
。
【参考文献】
[1]赵博，彭泊涵，王建楠，等.倾斜航空摄影测量技术在北京市高精细地质灾害调查中的应用[J].北京测绘,2021,35(12):1565-1571. [2]刘洋.城市片区开发的投融资策略分析[J].产业创新研究,2019(6): 36-37.
【收稿日期】2023-03-03
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