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城市三维地下管线管理系统

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城市综合地下管线管理系统设计研究

城市综合地下管线管理系统设计研究
进行管理 。
２ 城市综合地下 管线管理系统建立的意 义
城 市地 下 管 线 普 查 是 城 市 建 设 、 划 规
传 统 的 管 线 资料 管 理 手 段 大 多采 用 文 本 文 件 或 者 数 据 库 来 存 储 管 线 的 属 性 数 据 ， ＤＷＧ图 形文 件 来 存 储 管线 的 图形 数 用 据， 图形数 据 与 属 性 数据 完 全 分 离 ， 线 资 管 料 管理 混 乱 ， 料 更 新速 度 慢 ， 不上 现 代 资 跟 城 市 建 设 的 步 伐 ， 能 保 证 资 料 的现 势 性 不 和正确性。 因此 ， 同步 建 立 地 下综 合 管 线管 理 信 息 系 统是 确 保 地 下 管 线普 查 使 用 目的 的 实现 与广 泛 应 用 的 最 佳 方 法 。 （） １使用 计 算机 存储 管 线信 息 大 大缩 小 了存 储 空 间 。 个 城 市 的 纸 介 质 图纸 可 多 一 达 几 十 吨 ， 使 用计 算 机 仅 用 若 干 磁 盘 或 而 光盘就可以存放全部信息。 （ ） 高 了检 索 查 询 速 度 。 用 计 算 机 ２提 利 查 询 某 一 个 区域 、 一 地 点 或 某 种 特 征 的 某 管 线信 息 仅 需 要 一 个命 令 或 者按 钮 既 可以 完 成 ， 是 常 规 管 理 办 法 的 人 工 查 找 无 法 这
３ 城市综合地 下管线管理系统的设计方
法和原则
３． 系统 设计 应该注 意的 问题 １ 地 下 管 线 管 理 系 统 的建 立 本 身 是 一 个 系统 工 程 ， 系统 组 织 尤 为 重 要 。 Ｉ 技 术 是 ＧＳ 种 对 空 问数 据 进 行 采 集 、 理 、 储 、 处 存 组 织 、 析 和 可视 化 的计 算 机 系统 。 分 数 据 的组 织 是 系统 成 败 的 关 键 因 素 。 有 没 有数 据 ， 数据 质 量 如 何 ， 样使 数 据 随 怎 城 市 现状 的 变 化 而 及时 更新 是 ＧＩ 系统 中 ｓ 的 首 要 问 题 。 下 管 线 系统 的 建 立 主要 注 地 意以下几个方面。 （ ） 分 、 致 的 调 查研 究 。 Ｉ充 细 系 统 的 开 发建 设 是 为 用 户 服 务 的 ， 必 须 重 视 和 照 顾 用 户 的 需 求 ， 行 充 分 的 进 用 户 需 求 调 查 ， 用 户 的 运 行 机 制 、 息 对 信 流程 、 有 数据 等 方 面 做 详 细 研 究 ， 认 真 的 方 做 并 根 （ ） 形 显示 更加 直 观 。 过 三 维 显 示 案 设 计 ， 在 开 发 过 程 中 ， 据 使 用 者 的 ３图 通 意 见 ， 断 修 正 设 计 方 案 ， 系 统 进 行 调 不 对 整 和 完 善 ， 渐 完 善 成 为 切 实 实 用 而 且 逐 功能 完善的 系统 。 （） ２ 协调 关 系 ， 统一 安 排 。 数据的收集和 更新 ， 以及数据共享 方面的 协调和管理是 系统建 设过程 中一大难点 ， 也就 是组 织协 调 问题 。 种协 调在 不 同部 门间进 这 行 ， 各部 门没 有统一 的领导 和规划 ， 若 由于 资 料 各有归属 ， 则会在工 作中出现难以逾越的障

二三维联动的城市地下管线信息管理系统设计

二三维联动的城市地下管线信息管理系统设计

第５ 期
韩立钦等： 二三维联动 城市
（ １ １ ２ １— ０ ３） 联 合 资助 。
大型 Ｇ Ｉ Ｓ软 件 开 发 平 台基 本 都 能 满 足 系 统 开 发 需
求 。三 维 Ｇ Ｉ Ｓ技 术虽 然经 过 国 内外 诸 多 专家 学 者 的 长 期研 究 ， 取得 了一 定 的应用 成果 ， 但 由于 三维 模型
３ ６
第 ５期
２ ０１ ３年 １ ０月 矿 山 测 量 ＭＩ ＮＥ Ｓ ＵＲＶＥＹＩ ＮＧ
ＮＯ ． ５
Ｏｃ ｔ ． ２ ０ｌ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０１—３ ５ ８ Ｘ． ２ ０１ ３ ． ０ ５． １ ２
二 三 维联 动 的城 市 地 下 管 线信 息 管 理 系统 设 计 木
２ 管 线信 息 管理 系统 设计 面对 复杂 多 样 的管 线 数 据 ， 利用 Ｇ Ｉ Ｓ技 术 建 立 管线 信 息管 理系 统是 一种 有效 手段 。 目前 ， 二维 Ｇ Ｉ Ｓ 数据 模 型和 数 据 结 构 理 论 和 技 术 已经 成 熟 ， 国 内 外
维护 管线 数 据 库 的关 键 ， 是管 线 信 息管 理 系 统 高 效 运行 的重 要保 障。依 据 Ｃ Ｊ Ｊ ８—２ ０ １ １ 《 城 市测 量规 范》 和Ｃ Ｊ Ｊ ６ １ —２ ０ ０ ３ 《 城 市 地 下 管 线 探 测技 术 规 范》 等 文 件， 对地 下综 合 管 线 文 件 格 式 、 专 业 图件 、 管 线 成 果 表、 管线 图层 、 管 线点 、 管段 等 分 别 制定 编 码 规 则 ， 保
线 编码 （ 大类 ） 为例 ， 如表 １ 所示 。

城市三维管网信息系统建设探讨与研究

城市三维管网信息系统建设探讨与研究
（ 甘肃省测绘工程 院， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要： 随着经 济社 会 的快 速发展 ， 城市 规模扩 大 ， 使得地 下管线的规模 日益扩 大。在城市扩建 、 管线布设 过程 中 ，
由于对 已有管线信息不清造成 的误 挖 、 误伤管线事件时有发生 ， 给人们 的生 活带来 一定困难 ， 因此 ， 探清 现有管 线分 布情况 ， 建设信 息化的科学管理平 台势 在必行 。为保证地下管线信 息的科学性 、 准确性和现势性 ， 通过物 探的方 法 ， 科学 、 准确 、 完整地探测查 明各种地下管线的现状信息 ， 基于 Ｇ Ｉ Ｓ平 台， 建立 城市三维管网信 息系统 ， 合理开发和有效 利用地下空 间， 为城市基础设施地 下改 造的规划 、 设计 、 施工 和管理提供完整 、 及时 、 适用 的基础设施信息保障 。 关键词 ： 地下管线 ； Ｇ Ｉ Ｓ平 台； 三维管网信息系统
便、 先 进灵 活 、 安全 可 靠 以及 可扩 展 的 则 ， 实 现 对
网基础测绘数据为主要源数据 ， 制作管网空间数据。 将管网基础测绘数据按照数据人库标准通过管网数
据质 检 系统 生 成 管 网空 间数 据 ， 然后导人 Ｇ ｅ ｏ Ｄ ａ ｔ ａ — ｂ ａ ｓ ｅ数据 库 中 ， 以该 数据 作 为 系统 的最终 数据 ， 实 现
审
＾ ｒ ｃ Ｇ Ｉ ｓ 格 式
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间位置关 系及 其它相关 的三维 景观得到逼真 的再 现， 大大提 高 了对空 间 的感 知能 力。基 于对三 维

地下管线的三维可视化研究

地下管线的三维可视化研究

地下管线的三维可视化研究发表时间：2020-09-04T08:33:37.179Z 来源：《防护工程》2020年14期作者：秦琳[导读] 地下管线是城市赖以生存的生命线，为了更好的为城市建设规划服务,适应现代化城市管理的需要。

天津航天中为数据系统科技有限公司天津 300450摘要：地下管线是城市赖以生存的生命线，为了更好的为城市建设规划服务,适应现代化城市管理的需要。

地下管线是现代生产和生活中的-一个重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等基础工作。

在管线专题信息系统中，由于管线大多埋于地下，二维的图形显示缺乏直观性，人们很难对地下的空间布置情况进行认知，因此根据矢量地图对管线进行施工和维修时，会造成工作的不便，用三维图形显示就可以很好地解决这些问题。

关键词：地下管线三维可视化地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市的生命线。

建立科学、准确、完整、可视、智能的地下管线信息系统，是城市规划、建设和管理的迫切需要，是保障当前经济社会快速发展和百姓正常生产生活的重要支撑。

因此，为了更好的提升城市地下管理的管理效率，避免因城市建设而给城市居民的生活带来不便，也为了更好的节省国家财产以及资源，就需要建设一个专门用于城市地下管道管理的三维信息管理系统，以协助管理人员更好的规划地下管道线路，进而为城市提供更安全保障的良好服务。

一、地下管线三维可视化研究的意义城市地下管线是现代生产和生活中一个重要的基础设施，它和城市道路一样，担负着各种物质的输送、调配、各种通讯信息的传输等工作，是现代化城市的主要传输设备和重要的基础设施。

随着我国城市的飞速发展，旧管线更新、新管线设计施工、新区管线规划、高层建筑的地基处理等都需要准确掌握地下管线的现状。

而传统的以图纸、人工存档的方式造成的资料损坏、更新慢、查找难、空间信息精度低等缺点，不仅阻碍了城市建设的发展，而且还会造成极大的经济损失。

所以，改变管线的传统管理模式并充分利用计算机技术建立管线信息系统成为各城市迫切需要解决的问题。

使用测绘技术进行地下管线三维可视化的步骤

使用测绘技术进行地下管线三维可视化的步骤

使用测绘技术进行地下管线三维可视化的步骤地下管线的三维可视化是近年来测绘技术的重要应用领域之一。

它通过将地下管线的结构和属性以虚拟的形式呈现出来，为城市规划、基础设施施工等领域提供了重要的依据和支持。

本文将介绍使用测绘技术进行地下管线三维可视化的步骤。

1. 数据采集地下管线三维可视化的第一步是进行数据采集。

通常使用的数据采集方法包括地面探测雷达（GPR）、激光扫描仪（LIDAR）和高精度GPS等技术。

地面探测雷达可以探测地下管线的位置和形状，激光扫描仪可以获取地面和地下的三维点云数据，高精度GPS可以提供控制点和地面点的坐标信息。

通过这些数据采集技术，可以获得地下管线在三维空间中的准确位置和形状。

2. 数据处理采集到的数据需要进行处理，以获得管线的准确位置、形状和属性信息。

数据处理的过程包括数据准备、配准和配准精度评估等环节。

首先需要对采集到的数据进行预处理，去除干扰和噪音。

然后根据控制点和地面点的坐标信息，对采集到的点云数据进行配准，以获得整个区域的一致坐标系。

最后，通过配准精度评估，检验数据处理的准确性和可靠性。

3. 管线建模在数据处理的基础上，需要进行管线的建模工作。

管线建模是将采集到的数据转化为三维模型的过程。

可以使用CAD软件、地理信息系统（GIS）软件或专业测绘软件进行建模。

建模的方法包括点云处理、曲面重建和三维可视化等技术。

通过对点云数据的去噪、滤波和分割，可以得到管线的形状信息。

然后根据实际情况，采用曲面重建算法将点云数据转化为光滑的三维曲面。

最后，将建模结果与属性信息进行关联，生成包含结构和属性的三维模型。

4. 可视化呈现地下管线的三维可视化是将建模结果呈现给用户的过程。

可以使用虚拟现实（VR）技术、增强现实（AR）技术或三维动画等方式进行可视化呈现。

通过虚拟现实技术，用户可以利用头戴式显示器或手持设备，在虚拟环境中沉浸式地观察地下管线的结构和属性。

通过增强现实技术，用户可以将虚拟的管线模型叠加在实际场景中，实现实时的三维可视化。

地下管线三维可视化系统的设计与实现

地下管线三维可视化系统的设计与实现

地下管线三维可视化系统的设计与实现作者：陈新华来源：《城市建设理论研究》2013年第26期摘要：地下管网是城市赖以生存的生命线，为了更好的为城市建设规划服务，适应现代化城市管理的需要，本文以徐州市三维地下管网系统构建过程为例，讨论了三维地下管网系统构建过程中的数据组织、管线模型制作等关键技术，介绍了徐州市地下管线三维可视化系统总体设计和系统功能实现情况，并总结了三维地下管网系统可能遇到的问题及其以后的发展前景。

关键词：三维GIS；地下管网；城市管理 Abstract: the underground pipeline is the lifeline of city living, in order to better for the city construction planning services, to meet the needs of modern city management system, based on 3D underground pipe network construction of Xuzhou as an example, discusses the key technology to build data organization, in the process of 3D underground pipe system pipeline model of production, the underground pipeline Xuzhou City, the overall design and function realization of 3D visualization system, and summarizes the development prospect of 3D underground pipeline system may encounter problems and future 中图分类号:C931.6文献表示码：A1 引言城市是人类物质和精神文明的结晶与杰出代表，也是人类自身创造出来的巨大财富。

市政管线三维GIS系统的设计与实现

市政管线三维GIS系统的设计与实现

摘 要 ： ３ ＧＩ 将 Ｄ Ｓ技 术应 用到 市政 管 线 管理 中 ， 以很 好 地 解 决二 维 ＧＩ 表 达 地 下 管 线 垂 直 层 次 信 息 的 缺 陷 ， 时 可 Ｓ在 同 又 能 增 强 ＧＩ 据 接 近 现 实 的 空 间操 作 和 空 间 分析 体 验 。基 于 管 件 构件 库 思 想 ， 用软 件 搭 建 技 术 开 发 管 线 专 业 三 维 功 Ｓ数 利 能 插 件 ， 立 市政 管 线 三 维 Ｇ Ｓ系统 。 系统 很 好 地 实现 了城 市 管 线 及 周 边 环 境 的 三 维 仿 真 显 示 ， 一 种 仿 真 效 果 优 良、 建 Ｉ 是 集 三 维 显 示 和 三 维 操 作 为 一 体 、 配 置 的 市政 管 线 三 维 ＧＩ 可 Ｓ系统 解 决 方 案
１ 总体 结 构 设 计
市 政 管 线 三 维 ＧＩ 统 的 总 体 设 计 采 用 多 层 Ｃ Ｓ体 系 Ｓ系 ｌ
结 构 ， 别 为 数 据 服 务 层 、 据 接 口层 、 件 服 务 层 和 三 维 分 数 组 应用层 ， 一层分别为其上层提供 服务和支持 。 每
图 ２ 管 线 三 维数 据 结 构 体 系
中 ， 表 达 管 线 层 次 信 息 （ 高 程 、 力 等 ） ， 是 将 其 作 准 确 表 达 。基 于 这 种 情 况 有 学 者 提 出 构 件 库 的 建 模 思 想 。 在 如 压 时 只 连 阀 为 一个 属 性 值 进 行 处 理 。这 就 注 定 了 它 在 管 线 管 理 中存 在 即 将 城 市 的 各 类 管 线 划 分 直 管 、 接 件 、 门 和 附 属 设 施 四 通 不 可 回 避 的 缺 陷 ， 无 法 满 足 管 线 深 层 次 的 空 间 模 拟 和 分 类标 准 管 件 。结 构 简 单 的 直 管 ， 过 几 何 建 模 实 现 。对 于 即 可 Ｄ ｘ进 析 的要 求 。 三维 ＧＩ Ｓ技 术 应 运 而 生 ， 能 更 真 实 地 反 映 管 结 构 复杂 的 管 件 ， 以借 助 专 业 三 维 建 模 工 具 如 ３ Ｍａ 它 建 通 对 线 的空 间位 置 关 系 ， 过 建 立 三 维 管 线 仿 真 场 景 ， 操 作 人 行 设 计 ， 立 管 线 构 件 库 ， 过 管 件 与 模 型 的 对 应 关 系 ， 通 为 管点进行 精细表达 。 员 提 供 必 要 的 三 维 人 机 交 互 性 和 自主 性 ， 提 供 必 要 的 三 再

市政管线三维GIS系统的设计与实现

市政管线三维GIS系统的设计与实现

市政管线三维GIS系统的设计与实现将3DGIS技术应用到市政管线管理中,可以很好地解决二维GIS在表达地下管线垂直层次信息的缺陷,同时又能增强GIS数据接近现实的空间操作和空间分析体验。

基于管件构件库思想,利用软件搭建技术开发管线专业三维功能插件,建立市政管线三维GIS系统。

系统很好地实现了城市管线及周边环境的三维仿真显示,是一种仿真效果优良、集三维显示和三维操作为一体、可配置的市政管线三维GIS系统解决方案。

标签：管线;三维GIS;构件库;软件搭建0 前言管线是城市的重要基础设施,担负着物资、能源和信息的传输工作,被比拟为城市的“生命线”。

应用地理信息系统(geography information system,GIS)技术进行管线的信息化管理已经成为广泛共识。

然而传统的二维GIS系统中,在表达管线层次信息(如高程、压力等)时,只是将其作为一个属性值进行处理。

这就注定了它在管线管理中存在不可回避的缺陷,即无法满足管线深层次的空间模拟和分析的要求。

三维GIS技术应运而生,它能更真實地反映管线的空间位置关系,通过建立三维管线仿真场景,为操作人员提供必要的三维人机交互性和自主性,再提供必要的三维辅助分析及决策工具,即可为城市管线的维护和规划建设提供科学决策、及时、有效的支持。

1 总体结构设计市政管线三维GIS系统的总体设计采用多层C/S体系结构,分别为数据服务层、数据接口层、组件服务层和三维应用层,每一层分别为其上层提供服务和支持。

图1 系统逻辑结构数据服务层:利用地理数据库存储经过建模生成的三维空间数据和属性数据。

数据接口层:地理数据(图形、属性信息)通过空间数据引擎从地理数据库中进行获取。

空间数据引擎负责处理空间数据模型与关系数据模型之间的映射关系,使关系数据库能存储、管理和快速检索空间数据。

服务组件层:三维平台的基础显示驱动工具、专业建模工具,支持城市管线的三维可视化显示。

三维应用层:针对城市管线信息化管理的业务需求,实现了三维系统的设置,管线编辑、数据查询统计、漫游功能、管线分析功能,用户可以在三维场景下进行交互式实现爆管分析、埋深检测等。

管道三维可视化管理系统

管道三维可视化管理系统

管道维修与保养管理功能
维修计划管理
制定管道的定期维修和保养计划，确保管道的安全运行。
维修记录与追踪
记录管道的维修历史和保养情况，方便追踪和管理。
资源调配与优化
根据管道的维修需求和资源情况，合理调配人力、物力等资源，提 高维修效率和质量。
04
管道三维可视化管理系统应用
油气管道应用
管道完整性管理
通过三维可视化技术，对油气管道进行完整性评估，包括 管道本体、防腐层、阴极保护等方面的检测和分析，提高 管道安全运行水平。
多线程与并行计算
利用多线程和并行计算技术， 提高三维渲染的效率和性能。
06
系统优势与前景展望
系统优势分析
真实感与沉浸感
通过三维可视化技术，管道系统能够以高度真实的方式呈 现，使用户获得身临其境的体验。
交互性与操作性
系统支持用户与三维模型进行交互，如旋转、缩放、平移 等，便于用户从不同角度观察和分析管道系统。
降低运维成本
管道系统的运维需要耗费大量的人力和物力资源。通过三维可视化管理 系统，可以实现远程监控和自动化运维，降低运维成本。
03
保障管道安全
管道系统涉及到工业生产和民生的各个方面，其安全性至关重要。三维
可视化管理系统可以实时监测管道系统的状态，及时发现潜在的安全隐
患，保障管道安全。
系统概述
三维可视化技术
漏损监测与定位
通过三维可视化技术，实时监测给排水管道的漏 损情况，并准确定位漏损点，减少水资源浪费和 降低维修成本。
水质监测与管理
利用三维可视化技术，对给排水管道的水质进行 实时监测和管理，确保供水质量和排水达标。
工业管道应用
工艺流程模拟
通过三维可视化技术，对工业管道的工艺流程进行模拟和优化，提 高生产效率和产品质量。

城市三维综合管线地理信息系统设计与实现

城市三维综合管线地理信息系统设计与实现
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科技论坛
城 市 三 维 综 合 管 线 地 理 信 息 系 统 设 计 与实 现
王 宁
肖增 华
，
( 沈 阳 经 济技 术 开 发 区 规 划 建 筑 设 计 有 限 公 司 辽 宁 沈 阳
1 10 0 0 0
)
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摘
前景
。
功 能 及 关键 技 术 问 题 结 合 3 D M A X 在 建 筑 制 作 方 面 的 优 势 再 现 城 市 真 实环 境
， ，
要 ：本 文 介 绍 了 城 市 三 维 综 合 管 线 地 理 信 息 系 统 提 出 了 三 维 综 合 管 线 地 理 信 息 系统 的 设 计 思 路 探 讨 了 系统 的体 系 结 构 主 要 并指 出 了 城 市 三 维 综 合 管 线 地 理 信 息 系统 的 广 泛 应 用
， 。
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标 键 盘 操作 可 以 快 速 实 现 浏览操 作 3 2 地 上 地 下 空 间浏 览操作 3 2 1 透 明度 右 侧 的 按 钮 用 来 设 置 当前 显 示 的 场景 中的地 表 的透 明程 图 1 透 明 度设 置 图 度 只 有 在 开 启 地 下 模式 的情 况 下 才 可 进 行 设 置 地 表 透 明度 的 数值 范 围 为 0 到 10 0 之 间 的整 数 地 表 透 明度 的 数 值 越 大 地 表 的透 明 程 度 越 高 10 0 代 表 完全 透 明 0 代 表 完全 不 透 明 如 图 1 所示 图 2 同屏 多方 案对 比图 3 2 2 选 择 依地 距 离 量 算 用 来在场景 中的地 形 之 上 进行 距 离量 算 该 功能 可 以 根 据 地 形 自动附着在 地 表 之 上 读 出地 表起 伏 的 曲面距 离 3 2 3 系 统 空 间 面 积 测 量 ：支持 地 表 面 积 投 影 面 积 测 量 ； 选择面 积 量 算 用来在 场景 中 的地 球 表 面 进行 面积 量 算 3 2 4 在浏 览器 环 境 下 给 用户 提供数据 浏 览 对 比 系统支持模 型 内测量 楼高 两 个相 邻建筑 物 之 间 的间距 充 分体 现 测 光 数 据 可 实 时分析 两 个 建筑物 间测 光 数据 如 图 2 所 示 3 3 监 控视 频 可 根 据模 型 中 地 下 信 息 的摄 像头位 置 调 取 当前摄 像 头 实 际 情 况 以 便清楚 查 看 及 各摄 像 头 的实际应用 情 况及 现 实 地 下 情 况 4 设 计模 式 在 建 模 中 的运 用 设计 模式是 对 被 用 来在特 定 场 景 下 解 决 般 设 计 问题 的类 和 相 互 通 信 的对 象 的描 述 它 可 以 使 我 们 更 加 方 便 的复 用 成 功 的设计 和 体 系结 构 模 式设 计方法 来定 义 各 种 不 同杆 塔模 型 的模 板 使 用 户 可 以 方 便 的加 入 各类单 回路或 双 回路 的塔 型 对 于 设 备实例 在 三 维 场 景 中的 模 型 显 示 也 可 通 过 代理 模 式 将模 型 显 示 与对 象实体分离 这 也 体 现 了 整 个 系统 中间层 的 概念 5 总 结与展 望 随着计算机 图形 技 术 的 飞 速发 展 和 硬 件水平 的 不 断 提 高 三 维 G I S 将 是整个 G I S 的发 展 方 向 我 们 生 活在 个充 满 三 维 物体 的 三 维 世 界 中 只 有 基 于 三 维 的 G I S 系统才能让 人 们 更加直 观 形象 的认 识 和理 解地 理 和设 备信息 从 而 提高管理 水平 和工 作效率 参考 文 献 11 魏 建平 数 字合 肥 三 维城 市景 观 系统 的 建设 与 应 用 【 【 J1 城 市 勘 测

基于Skyline的三维地下管线系统的设计——以石家庄市某实验区为例

基于Skyline的三维地下管线系统的设计——以石家庄市某实验区为例
关键 词 ： ３ Ｄ ＧＩ Ｓ ； Ｓ ｋ ｙ ｌ ｉ ｎ ｅ ； ３ ＤＭＡＸ
引 言
件： 包 括 导航 控制 、 中心 点 、 状 态栏 、 时 间控 制 、 范 围控 制 和地 理 控制 城 市 化 的快 速发 展 ， 给 城 市管 理 者带 来 了前所 未 有 的 挑 战 。当 的勾 选设 置 。 窗 口部 件显 示 三维 窗 口内的 比例 尺 、 中心 点 的信 息 、 有
摘 要 ： 以 石 家 庄 市 为例 ， 采用Ｂ ， Ｓ架 构 ， 以 Ｓ ｋ ｙ ｌ ｉ ｎ ｅ为开 发 平 台 ， ｃ ＃ 为 开发 语 言 ， 构 建 了三 维 数 字城 市 的地 下管 道 系统 ， 通 过
３ Ｄ ＭＡ Ｘ 三维仿 真 技 术 、 Ｇ Ｉ Ｓ 技 术 以 的有 效 集成 ， 实现 了数 字城 市 里地 下 三维 管线 生 成的 新模 式 。结 果表 明 ： 系统具备 数 据 管理 查 询、 管线 自动 生 成 、 下水 管 口定 位等 多种 空 间辅 助 决 策功 能 ， 具有 较好 的可行 性 和 实 用性 ， 但 由于 系统较 复杂 ， 需要在 实 际应 用 中 不 断地 改进 和 完善 ．
前， 中 国 的城 市 化发 展 是 社 会 发展 的必 然 结 果 ， 具 有 不 可 扭 转 的 发 助于窗口内的漫游和对场景从整体上的把握。③环境效果 ： 水流和 展 趋 势 。但 是 城 市 化 导致 环 境 空 间 和 资源 分 配 的矛 盾 也 越 来 越 尖 空 中的 云显 示设 置 有助 于 场景 的逼 真 显示 。
科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ３ 年 第 ４ 期
信 息 技 术
基于 Ｓ ｋ ｙ ｌ ｉ ｎ ｅ的三维地下管线系统 的设 计
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测绘技术中的地下管线三维数据管理与分析技巧

测绘技术中的地下管线三维数据管理与分析技巧

测绘技术中的地下管线三维数据管理与分析技巧导言：在城市建设和发展中，地下管线系统是一个至关重要的基础设施。

地下管线的管理和维护对城市的正常运行有着直接的影响。

然而，地下管线网络的复杂性和不可见性给管理和维护工作带来了巨大的挑战。

为了更好地管理和分析地下管线数据，在测绘技术的加持下，地下管线的三维数据管理和分析成为了一种被广泛应用的方法。

本文将重点介绍地下管线三维数据管理与分析技巧，以帮助读者更好地理解和应用这些方法。

一、地下管线三维数据的获取与处理1. 激光扫描技术的应用激光扫描技术是一种非接触式的高精度测量方法，可以快速获得地下管线的三维数据。

这种技术利用激光束扫描地下，通过测量激光束从发送到回波所需要的时间，可以计算地下管线的位置和距离。

相比传统的测绘方法，激光扫描技术具有高效、高精度和低成本的特点。

2. 数据处理与格式转换在获取了地下管线的三维数据之后，需要进行数据处理和格式转换，以便于后续的管理和分析。

数据处理的主要内容包括数据清洗、去噪和异常值处理等。

在格式转换方面，地下管线数据通常以点云或三维模型的形式存在，可以根据实际需求将其转换为CAD图纸或GIS数据。

二、地下管线三维数据的管理与存储1. 数据标准化与分类为了实现对地下管线的有效管理，需要对数据进行标准化和分类。

数据标准化的目的是统一数据的格式和表达方式，便于不同部门和系统的交互和共享。

在分类方面，可以根据地下管线的功能、材质、年限等进行分类，以便于更好地管理和调度。

2. 数据库设计与建立地下管线数据的管理需要一个强大的数据库支持。

在设计数据库时，需要考虑地下管线数据的存储结构、查询速度和安全性等方面的要求。

合理的数据库设计可以提高数据的管理效率和查询效率，减少数据冗余和错误。

三、地下管线三维数据的分析与应用1. 空间分析地下管线数据的空间分析可以帮助找出地下管线网络中可能存在的问题和隐患。

通过对地下管线数据的空间关系和属性进行分析，可以发现管线间的冲突、交叉和重叠等问题，并提供相应的解决方案。

地下管线三维模型的构建与可视化技术研究

地下管线三维模型的构建与可视化技术研究

地下管线三维模型的构建与可视化技术研究地下管线是现代城市的重要组成部分，主要指燃气管线、给水管线、排水管线、通讯管线等。

这些管线往往深埋于地下，且网络复杂，使得在施工、维护和管理中存在一定的困难。

在实际工作中，通过采用三维模型的构建与可视化技术，可以有效地解决这些问题，提升工作效率和管理水平。

一、地下管线三维模型的构建地下管线三维模型的构建是通过对现场管线进行精确测量和数据采集，将所得数据进行处理和分析，并应用计算机技术实现管线的三维模型构建。

1.测量和数据采集对于地下管线的测量和数据采集，需要采用高精度的仪器，例如全站仪、激光扫描仪和雷达测距仪等。

通过测量得到地下管线的坐标、深度和管径等信息，同时还需要采集与管线相关的地形、地貌、建筑物等信息，以建立地下管线的完整三维模型。

2.数据处理和分析在数据采集完成后，需要对所得数据进行处理和分析，以生成可用于三维模型构建的数据。

数据处理和分析主要包括数据的清理、地形地貌的重建、管线的连通性分析等，以及通过数据挖掘等方法，发现和分析一些管线潜在的安全问题。

3.三维模型构建三维模型构建是将通过测量和数据采集得到的数据，通过计算机技术实现的管线的三维几何表示。

常用的三维模型构建方法有手工建模、有机形建模和参数化建模等。

二、地下管线三维模型的可视化地下管线三维模型的可视化是将建立好的地下管线三维模型，根据实际需求制作成可交互的三维模型，以方便施工、维护和管理工作的进行。

1.场景构建场景构建是将三维模型融入到实际场景中，使其更加真实可信。

场景构建包括建立地形地貌、建筑物、环境等。

常见的场景构建软件有3ds max、Maya等。

2.光照调节光照调节是为了增强场景的真实感，可以设置日光、环境光、衰减光等，以使得三维模型呈现出更加真实的效果。

3.材质制作材质制作是为了实现三维模型表面的质感，增强模型的真实感，例如管道、阀门等不同的部位可以设置不同的材质。

4.交互设计交互设计是为了实现用户与三维模型之间的交互功能，包括视角调整、缩放、旋转等，以方便用户对地下管线进行查看和管理。

地下管线管理信息系统

地下管线管理信息系统

地下管线管理信息系统一、概述地下各类管网、管线是一个城市重要的基础设施，它不仅具有规模大、范围广、管线种类繁多、空间分布复杂、变化大、增长速度快、形成时间长等特点，更重要的它还承担着信息传输、能源输送、污水排放等与人民生活息息相关的重要功能，也是城市赖以生存和发展的物质基础。

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随着我国城镇化进程的不断深入，传统的城市地下管线二维管理模式，已根本无法满足当今人们对地下管网、管线大数据信息分析、表达、应用的实际需要。

基于此，众智软件审时度势并充分利用多年来在三维领域的研究成果和自有核心技术，自主研发了一套全新的地下管线数据资源汇集管理信息平台——3DPLINE城市三维地下管线管理系统。

该系统可有效地将各类地下管线资源融入在系统之中，全面实现了地下管线数据信息的二三维一体化，以及动态更新与专业属性数据的整体同步。

此外，系统还可融地理信息、业务办公和辅助决策等地上、地下建筑规划管理模块于一体，采用虚拟仿真技术一揽子解决地下管线管理中所发生的诸多问题。

不仅有助于避免市政建设过程中道路的多次开挖，而且还可大大降低施工中地下设施的矛盾与事故隐患，提高管线工程规划设计、施工与管理的准确性和科学性。

大量节省规划审批中挖路断面、确定管线走向的时间和费用，最大限度地减少因规划失策所造成的经济损失。

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另外，系统还可根据管网空间数据，实现城市三维地下管线的可视化管理，支持城市地下管线的漫游和三维成果自执行文件格式汇报，且可满足城市管线管理人员和技术专业人员的规划设计、方案设计、施工图设计等不同阶段的需要。

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城市地下管线信息管理系统建设项目解决方案

城市地下管线信息管理系统建设项目解决方案

城市地下管线信息管理系统建设项目解决方案早上刚坐下，泡了杯咖啡，打开电脑，就开始构思这个城市地下管线信息管理系统建设项目的解决方案。

这个项目啊，可是个大工程，涉及到城市规划、建设、管理等多个层面，要综合考虑各种因素，确保方案的科学性、实用性和前瞻性。

得明确这个项目的目标。

咱们要建设的这个系统，不仅仅是为了解决现有的管线问题，还要为未来的城市发展预留空间。

所以，我们的目标就是：建立一个全面、高效、智能的城市地下管线信息管理系统，实现管线信息的数字化、网络化和智能化。

一、项目背景与需求分析1.项目背景随着城市化进程的加快，地下管线问题日益突出。

管线老化、乱象丛生、安全隐患等问题，给城市管理和居民生活带来了诸多不便。

为了提高城市管理水平，保障管线安全，降低管理成本，建设一个高效的城市地下管线信息管理系统显得尤为重要。

2.需求分析（1）数据采集：需要采集各类地下管线的空间位置、属性信息，包括管线类型、管径、埋深等。

（2）数据存储：将采集到的数据进行存储，建立管线数据库，便于查询和管理。

（3）数据分析：对管线数据进行挖掘和分析，发现潜在的安全隐患和管理问题。

（4）数据展示：通过地图、图表等方式，直观地展示管线信息，方便决策者和管理者了解管线状况。

二、系统架构设计1.数据采集层采用无人机、激光雷达、红外探测等先进技术，对城市地下管线进行全方位、多角度的扫描和采集。

同时，引入算法，对采集到的数据进行预处理，提高数据质量。

2.数据存储层采用大数据技术，构建管线数据库。

数据库采用分布式存储，确保数据的稳定性和安全性。

同时，引入数据备份和恢复机制，防止数据丢失。

3.数据分析层采用数据挖掘、机器学习等技术，对管线数据进行深度分析。

通过分析，发现管线老化、损坏等潜在问题，为决策者提供有力支持。

4.数据展示层通过地图、图表、三维模型等手段，直观地展示管线信息。

同时，开发移动端应用，方便用户随时查看管线状况。

三、系统功能设计1.数据采集与录入系统支持多种数据采集方式，包括无人机、激光雷达等。

基于三维GIS的校园地下管网管理系统设计与实现

基于三维GIS的校园地下管网管理系统设计与实现

47智能管廊NO.17 2020智能城市 INTELLIGENT CITY 基于三维GIS的校园地下管网管理系统设计与实现肖长伟 曲国鹏 李高锋 刘家兴（江苏建筑职业技术学院建筑工业化与信息化应用技术研究所，江苏 徐州 221116）摘 要：地下综合管网系统是校园的生命线，三维地理信息系统为校园地下管网的数字化管理提供先进的科学技术，利用地理信息系统在数字化、可视化和空间分析等方面的优势，实现校园地下管网综合系统的三维可视化、数字化，有助于学校管理者的管理、分析与决策。

文章以建筑学院地下管网综合系统为实例，对三维地下管网综合系统的开发进行探讨。

关键词：可视化；地理信息系统；综合地下管网；管理系统校园地下综合管网是一个极其庞大的系统，主要包括给排水管网系统（给水和排水）、电力系统、通信系统、供暖系统、以及工业管道系统等，是校园中基础设施的最重要的组成部分，是校园建设和发展的生命线。

在校园日常管理过程中，学校地下管线的种类非常多（给排水管线、暖气管线、电力管线等）、变动非常频繁、层次复杂，管理困难，校园的扩建和改建过程中需要对校园综合地下管网进行变线等施工，传统的方法不能对大量的各种类型的管线数据进行有效的管理，因此，如何开发一个校园地下管网综合系统，更好地为学校管理者提供可靠的分析与决策成为学校急需解决的重要课题[1-2]。

地理信息系统具有强大的网络分析、数字化、可视化和数据管理功能，可以用于三维地下综合管网的管理，随着三维地理信息系统技术的进步，该技术在学校三维地下管网综合系统中的应用正在成为一种趋势[3-4]。

三维校园地下管网综合系统不仅能够定义空间实体，而且还能够进行三维可视化、数字化、空间查询、空间分析和拓扑分析，三维地理信息系统对地下管网数据的表达更接近人的真实感受，利用三维地下管网综合系统可以把地下何种类型的管线立体化地表达出来，从而可以使不同类型的管线与其相关联的属性信息与空间信息关联起来，可以对相关的属性信息和空间信息在系统中进行空间查询、属性查询、统计分析、拓扑分析和空间分析。

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1 城市三维地下管线管理系统 一、城市地下管线 城市管网是城市最重要的公共基础设施之一，与城市的发展和居民的日常生活息息相关。根据不同的市政建设，管网分为供水、排水、通信、电力等多种类别，其分布也遍及地下、空中、水下等。城市地下管线是城市建设的重要内容和城市生存和发展的生命线。具有规模大、范围广、管线种类繁多、空间分布复杂、变化大、增长速度快、形成时间长等特点。触及城市的各个角落，与人民生活息息相关。 当今的城市中布满了各种各样的管线，类似于以前手工的管理模式和管理手段已无法满足“合理规划、科学管理、优质服务”的要求。对于突发事故的应变能力和处理效率难以适应企业集团高速发展的需求，各级管线管理单位需要一种更为方便、及时的方式，来管理自来水、供暖、排污、燃气、电信信号等管线资源——管线系统，要求科学管理管网资源及相关的管网信息，实现整个管网的协调与统一。同时各种综合信息，如工程报表、维修维护信息等也需要以管网信息为依据，要做到科学化管理。 传统的二维GIS方式管理管网，总是受到平面显示范围的限制，无法从纵深上直观反映管网间真实的空间位置，难以对大量的管线信息进行有效的描述和表达。管线三维模型能直观地描述管线的三维特征及管线间的空间关系，能真实地反映地下管线的空间分布状况。 城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体，GIS软件为平台的应用型技术系统，整合城市地下综合管线数据资源，实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能，形成了一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线系统。管线采用二三维一体化的设计方式，平面视图管线表现为二维方式，转换视角，管线表现为三维方式，可以直观查看管线与周围地形、地物、建构筑物的关系。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，可以大大提高对管线信息的理解、认识、定位、判断、利用。可以提供包含基本的空间查询、属性查询、空间统计服务，基于管线数据的空间分析服务。三维管线是普通管线系统平台的高端形式，更直观、更立体地展现管线现状。可快速导入三维模型数据，包括基础底图的三维模型和管线三维模型，显示叠加后的效果；导入二维矢量图层，系统可自动将二维渲染成三维模型。三维效果让管线显示更加直观，实现对地下管线不同角度的查看。 目前，许多科技型企业着力研究最新的三维GIS技术，拓展其在管网行业中应用。不仅实现了将三维可视化技术应用到管网的展示中，更以创新的思维和手段实现了二维与三维联动展示与编辑的应用，真正满足了对管网真实高效地管理和直观便捷地维护的要求。三维GIS技术已在自来水、通信行业中应用到具体的业务部门中，为管网的管理应用提供了很好的案例。 表.1国内应用城市三维地下管线管理系统的城市信息表

城市 项目名称 三维管网系统 运行状况 上海市 上海世博园区管网水质信息化平台 将GIS、SCADA系统、营业收费系统、水力模型以及提高供水 水质，优化供水成本，改善供水服务。 2

水质模型集成在一起，并对管网进行分析、预测，实现管网水质数字调控。 上海市 上海市排水行业数据库及其管理信息系统 基于地理信息系统（GIS）平台ArcGIS搭建而成，收录了全市厂、站、网等所有排水设施数据，为排水主管单位提供辅助支撑，数据采集、信息共享和业务协同等技术手段和服务 监测信息准确、报警及时,运行稳定。

天津市 天津市防汛抗旱三维数字系统 三维地理信息平台（SmartEarth三维平台） 郑州市 郑州市三维管网信息系统 通过三维的方式真实反映管网的空间位置关系，从而构建起来的一个集管网数据采集、管理分析于一体的GIS应用系统。 地下管线普查工作从2011年12月正式启动，目前数据库已经收集了该市四环以内、570平方公里范围内的地下管线数据信息，包括城市道路，以及河道两侧，普查对象为给水、雨水、污水、天然气、热力、电力、通信、工业管道等地下管线。目前，数据库收集的地下管线长度已达到2.3万余公里。地下管线信息管理系统数据库已经建成，但申请查询手续较麻烦。地下管线3D地图的数据在国家地下管线普查的标准内允许一定的误差，有些过细的管网也没有普查在内；如果碰到违法建设，管线或者新建管线数据没来得及更新，实际情况也会和地图有差异虽然相关文件要求建设单位在报批项目前，必须取得项目附近地下管线现状资料，但这个规定执行得并不好，目前申请查询地下管线的行为还全靠相关单位自觉。 徐州市 徐州市城市三维地下管线规划管理信息系统 主要使用Java技术、Oracle数据库技术、ArcGIS技术、Apache服务以及Liunux服务操作环境。 徐州综合地下管线第二阶段普查通过专家组的验收，普查的地下管线总长度近7000公里，是京沪高铁长度的5倍。据了解，根据普查绘制的综合地下管线三维图已经非常详细，凡是6米宽以上街巷的地下管线全部纳入其中。 泉州市 泉州市城市地下管线信息系统 基于三维地学信息系统GeoView软件平台开发的三维城市地下管线信息系统 于2004年就开始筹备该项工程，2005年开始全面进入试点及全面实施阶段。2006年初进行数据中心建设，中心设备已安装测试完毕，2006 3

年系统运行良好，网上报批、网上发布功能也逐步实现。 泉州市地下管线信息管理系统的海量地下管线数据能在系统中稳定正确地进行二维和三维操作，系统具有网上Web发布和网上报批自动化管理功能，功能齐全；系统针对不同用户具有良好的适用性，人机界面友好；系统软件具有多种建模能力和方便的二次开发能力，可扩展性强；系统的软硬件配置合理，运行稳定，满足当前和未来的发展需要。 北京市 北京石景山区三维城市地下管线信息系统 基于三维地学信息系统GeoView软件平台开发的三维城市地下管线信息系统

天津市 天津滨海高新区城市地下管线信息系统 基于三维地学信息系统GeoView软件平台开发的三维城市地下管线信息系统 二、三维管网系统的特点及建设的意义 （1）系统框架结构 4

（2）系统技术的特点 ①管网建模自动化 管线的竣工资料或者探测的结果大多是二维矢量线数据，系统根据二维数据的平面坐标、埋深、管径等数据批量生成三维管线模型、关联属性数据库，并且提取管线之间的拓扑关系，自动生成弯头。 ②三维管网模型的编辑与维护 在三维场景中编辑管线模型（添加、移动、废弃），编辑管线模型的节点坐

标，维护管线属性数据（类型、覆土深度、埋深、管径、材质等），为管网的数据更新提供了便捷的方法。 ③三维管网模型上的拓扑分析 完全摆脱对二维管网数据的依赖，直接在三维管网模型上进行拓扑分析，彻底解决三维数据模型无法进行拓扑分析的技术难题。为爆管分析、开挖分析、覆土深度分析等提供技术支撑。 ④丰富、规范的管件模型库 系统提供标准尺寸和规格的模型库（例如法兰、流量计、弯头、蝶阀、止水

阀等），方便用户在指定位置添加管件，节省建模时间。 ⑤整合业务数据更便捷 管网业务数据包括：属性信息、实时监测数据和历史数据等，主要以关系型

数据库的形式存储。该管网系统能够迅速的自动关联三维管线模型和业务数据库，大幅度降低数据处理的时间成本，使得项目实施更方便、快捷，成本更低。

（3）系统建设的意义 ①整合城市地下综合管线基础数据资源，推进数字地理空间信息平台建设，逐步通过数据资源的“集中管理、分布应用”实现数据管理部门和应用部门之间的共建共享。 ②实现决策基础数据资源管理数字化、可视化。通过整合GIS技术，将地图元素和地下空间信息融入到管理体系中，以三维的形式展现，实现城市决策信息资源的数字化和可视化，提高了决策的科学性和合理性。 ③提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力。突发应急事故发生后，政府可在第一时间了解灾害发生地周边管线分布情况，高效调用相关资源，迅速完成应急处置，使产生的危害降到最低程度。 ④提高基础数据管理水平。既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；既可用以指导工程施工，又可用来做新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。 表2.目前做城市三维地下管线管理系统的企业技术情况表

企业 产品名称 技术情况 同飞科技 供水管网GIS系统 1.提供管线设施批量录入更新工具，与CAD无缝衔接，竣工管线信息容易更新到GIS系统中，数据更新便捷；2.设计管理一体化，系统可以实时读入各种来源的背景数据进行辅助管理决策，无缝共享现有的各种来源图形数据，从而省去大量的数据转换工作；3.基于WEBGIS的信息共享，管网和设备信息在公 5

司内部网上发布，公司的管网设计、管网运行、管网工程、客户服务等部门可以通过浏览器共享公司的管网及地图信息。 众智科技 城市地下三维管线管理系统 技术优势：1.管网自动建模；2.三维管网编辑与维护；3.

三维管网扑拓分析；4. 丰富、规范的管件模型库；5.业务数据整合方便快捷；6.地上地下全景三维模拟；7.可为客户特别定制管道协同设计图层标准、管道计算、管道规格库、管道标注形式、材料表格式、图例表格式、图纸目录格式以及综合管线表示方式等各项功能的升级开发。 武汉中仪物联技术有限公司 地下管网三维GIS管理 技术成果：1.地下管网信息浏览，实现管网信息化建设；

2.与排水管道内部检测结果结合，实现管网信息一目了然；3.生成管道缺陷分布地图实现数字化管理；4.管道检测，维护及修复成果随时报告自动生成，便于基础资料的收集，查阅及存档。 冠图科技 三维管线信息系统 技术功能：

1.浏览显示：飞行模式、步行模式、地下浏览等； 2.综合查询：属性查询、区域查询、编号查询、设备查询、管径查询、材质查询、复合查询、关联查询； 3.分析模型：管径分析、覆土分析、横向截面、纵向截面、焊

管分析、连通分析； 4.汇总统计：管径分段统计、埋深分析统计、分类统计；

5.编辑：开挖功能、创建新管线、附属物编辑； 6.信息标注：信息标注、标注管理；

7.测量计算：水平上、垂直、空间距离测量、地面距离测量； 鸿业科技 鸿业三维智能管线设计系统 1.将检查井、管道、阀门等转化为真实的三维形式，在三维基础上可以针对具体情况进一步细化设计，也可以直接绘制三维管线。2.与鸿业三维道路软件路立得、鸿业三维总图软件设计成果合成，由软件自带的三维查看和发布功能形成exe格式自执行三维查看和录制AVI格式三维漫游文件。道路等可根据情况设置透明度，更好检查管线与地下构筑物、桥墩等的碰撞情况。 3.地形图三维展示，并可进行标高检查处理，方便直观进行错误甄别，地形存储采用CAD图形与外部数据库相结合的方式，解决了大型地形图三维化导致运行速度变慢的问题。 泰瑞数创科技有限公司 SkylineGlobe系统即三维空间地真的三维数字地球场景和基于自身业务的可视化管理系统 实现了覆盖“上游影像处理、中游二三维展示分析、下游具体业务应用与共享”三维空间地理信息产业链的技术产品支撑。