三维数字城市技术在城市规划中的应用

吴江明，傅冬华

（义乌市大地数字测绘有限公司，浙江 义乌 322000）

1 引言

随着我国科学技术和信息技术的进步，数字化技术不断提升，数字城市建立也逐渐成为城市发展趋势，传统城市规划和建设中，主要是运用二维规划技术这种模式已经难以满足新时期城市规划发展需求，应用三维技术能直观地了解城市及周边空间，为城市化建设奠定技术，在技术应用中，要重视对如何高效获取城市三维模型建设所需要数据等研究，并将三维技术与其他先进技术结合，促进数字城市发展[1]。

2 数字城市概述

现代信息技术不断发展，我国产业结构也在不断优化发展，对城市管理、文化建设等产生很大影响，当前发展中，信息化建设已经成为城市发展重要趋势。信息化城市主要是建立数字城市，将作为现实城市虚拟参照，并借助遥感技术、地理信息技术、GPS技术等对城市地物信息进行采集分析，将采集信息进行虚拟仿真，从而建立虚拟数字化城市，与现实城市功能相同，能自动采集和分析信息，从而为政府城市规划决策提供有效数据，并能辅助处理城市规划发展中的问题，更好地为公众服务。城市智能化和数字化趋势更加显著，对数字城市研究也越来越多，三维数字城市技术在城市规划中发挥着一定的辅助作用，对研究意义深远[2]。

3 三维数字城市技术在城市规划中的作用

在城市规划管理和建设过程中，主要应用网络技术、测量技术和虚拟现实技术等，网络技术出现，改变原有规划中信息反馈模式，现代通信技术、数字技术及网络信息技术发展，网络传输速度不断加快，促进了信息动态交流，可以传输交互式双向信息数据，不受时间和空间限制。遥感技术和地理信息系统技术及测量技术运用，主要是解决空间信息搜集及分析，通过无人机装载摄像仪，获取高精度城市图像状况，制作影视图和矢量图等，得到高精度城市规划信息[3]。

3.1 运用三维技术进行建模

数字城市三维建模过程中，可以借助三维遥感技术，或是激光扫描技术等，三维建模主要是采集现实城市空间定位数据，增加坐标对数字城市感知能力，且三维建模可以增加交互操作性，增强数字城市功能。三维建模主要工作流程如图1所示。

图1 三维建模工作流程图

在空间数据采集中，可以借助遥感技术、地理信息处理技术等，从而给城市数字模型提供更准确和详细的数据信息，运用三维激光扫描技术，主要是对城市建筑物等信息进行扫描，并同时收集城市地下信息，使采集信息数据更加全面。遥感技术应用主要是采集城市动态信息，并对信息加以降噪处理，提升信息质量。遥感技术、地理信息系统技术等，在数字城市绘制地形图和正射影像等工作中，同样可以发挥作用。

3.2 建立三维技术虚拟仿真系统

数字城市主要是在现实城市基础上，通过网络建立数字化模型，人们能通过网络直观地了解城市状况，要实现这一技术，需要交互方式和交互系统审视数字城市，可以通过建立三维虚拟仿真平台，在仿真平台上添加数字城市数据库，将数字化三维模型上传到此平台，大众可以通过网络数字城市进行访问。仿真系统建立中，要将数字城市及数字城市相关三维信息进行输入，为系统提供相关数据信息，数据输入完成之后，城市规划人员从多个角度对数字城市进行观察，更高效地协调数字城市环境，做好理性、全面分析数字城市。城市规划建设中，三维虚拟仿真技术改变原有抽象化概念，能让人们获取更加直观的概念信息，借助三维技术，能对集成数据进行模拟和分析，从而为城市规划提供更加智能和虚拟化平台，促进我国城市规划科学发展[4]。

4 三维技术在数字城市规划中的应用分析

4.1 表达数字城市三维地形

在数字城市三维地形表达过程中，一般可以将等高线转换为网络数据，建立数字城市相关高程模型，对三维地形进行可视化展示时，可以借助DEM对数字地形进行直接转换，将数字城市图像纹理转换到虚拟系统中，更直接地实现地形对数字城市规划作用，此外，要提升数字城市规划准确性，需要对相对应的数字模型进行分层次和细化，确保不同层次清晰度和准确性，并借助三维动态分析技术，对数字模型进行处理，提升整个城市模型规划精确度[5]。

4.2 高效处理数字城市相关数据

可以借助三维技术，航拍城市整体图像，并借助激光点云来处理数字城市三维模型数据，确保更加符合城市现实情况，借助去燥和剔除等操作处理，得到高精确度数字城市DEM数据，将数据导入城市信息系统之中，对整个城市进行三维重现，为城市规划和后期建设提供依据，借助三维技术，通过数字城市模拟平台，可以获取DEM数据、影像资料和矢量图形等，可以将这些数据进行统一管理，从而提升数据信息准确性和完整性，实现三维场景真实显示，最终更有利于城市规划部门制定相关发展决策，在城市规划决策制定和优化中起着重要作用。

4.3 实现动态分析规划信息

借助三维数字信息技术，能对城市规划相关信息进行分析和查询，用户能在网络数字模拟平台对规划相关信息进行查询，了解城市不同区域详细规划情况，最终确保规划准确。

4.4 实现规划区在线仿真

当前城市化发展推进中，我国很多城市也在加强在线规划网站建设，让大众可以借助互联网了解数字城市规划和建设效果，原有规划中，多是采用二维系统进行城市规划，无法实现对城市规划全面真实观察，借助三维技术实现三维城市规划，可以直观展示规划效果，大众在规划观察中可以提出自己的意见和建议，在线辅助数字城市规划建设，提升规划可行性和规划效果有效性。在线仿真规划过程中，可以借助网络调取规划相关文件，并对其进行转化，借助网络技术分析文件，确保规划内容可以实现实时显示[6]。

4.5 对三维城市场景建设统一标准

三维数字城市建设从数据和系统建设来看，是一个复杂的工程体系，需要投入大量人力物力和科研力量等，为提升规划效率，三维技术应用中，三维城市场景建设需建立统一标准，提升整体效率。

5 结语

综上所述，科学技术发展进步，三维地理信息系统平台逐步完善和发展，在互联网信息技术、测量技术、云计算等技术应用中，三维数字城市技术已经逐渐取代原有二维地理信息系统，在城市规划实践中，城市规划者可以结合虚拟技术等，建立虚拟三维场景，提升城市空间分析准确性。要根据城市规划发展实际，加强对三维数据城市技术研究，推动我国城市规划科学性和规范化发展。