基于GIS的地下空间虚拟建造系统的探讨

ARCGIS在城市三维地下综合管网信息系统建设中的应用由于我国城乡之间的发展速度还存在着一定的差距，因此，目前在我国有相当大部分的地、县级城市经济还未得到很好的发展。

例如，小城市的地下管理体系的建立并不完善，使该区域的地下管理工作无法正常有序的进行。

其中，自身结构复杂的地下管网不易管理和现行管网管理的工作步伐和城市发展步伐不全都，是造成这一现象的主要原因。

由于人工管理，信息的更新和管线资料的更替都很难以实现，再加上运用设备质量较差简单损坏，成为了实现管网图和城市基本图全都的遏制因素。

解决这一问题的方法许多，但投入使用的研究成果表明，最有效快捷方式便是利用先进的ARCGIS技术。

一、ARCGIS技术的运用随着城市人口膨胀速度的不断加快，人们对空间的开发和利用程度也在不断的提高。

一个城市日常生活的正常运转，除了地面相关设施需要完善，还需要地下管网设施的配备齐全、有效。

能够保证现代化城市高质量运转的前提条件就是，城市地下管网的设备管理先进、科学。

因此，ARCGIS技术被越来越多的城市关注和运用。

在地下管网系统的管理中，常常涉及到地下图形文件的相互转换，图形缩放及漫游显示、地图的自动编辑及制作专题图等问题。

ARCGIS技术中多媒体信息复合显示，对传统的操作手段不断的进行优化，同时为城市地下管理规划、建设带来了更多的服务信息。

有效的提高了城市地下管网的管理水平，对工作人员工作效率的提高，也带来了极大的帮助。

二、城市三维地下管网对ARCGIS技术的详细运用(1)二维矢量数据和三维场景数据是GIS系统运行支撑数据的主要内容。

用于三维可视化的，三维场景数据的重要组成部分是管线三维场景和地上三维场景。

地下管网规划真实的三维环境主要是基于三维场景数据中的管线三维场景。

用来处理空间查询、空间分析的是二维矢量数据中的基础地理数据统计和管线矢量数据分析。

在二维矢量数据的设计中，居民、道路、交通、地貌等属于基本地形图数据，另外还包括对道路现状的分析信息和对建筑设施的统计信息。

基于GIS的地下空间虚拟建造系统的探讨发表时间：2012-12-18T11:14:17.293Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年8月Under供稿作者：张宝森常腾原宋晓刚[导读] 地理信息系统是一门集测绘与遥感技术、信息处理技术、管理和统计等现代技术综合的新兴学科。

张宝森常腾原宋晓刚（中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州 221116）摘要：地理信息系统是一门集测绘与遥感技术、信息处理技术、管理和统计等现代技术综合的新兴学科。

地下空间工程具有其自身的复杂性，受外界因素影响较大，工程管理难度大，随着计算机技术、数据库技术等现代信息技术的发展，基于GIS的虚拟建造将成为一种新的管理途径。

本文从全寿命期的管理理念和时空GIS技术出发，构建一套地下空间虚拟建造系统。

关键字：地理信息系统；地下空间工程；虚拟建造改革开放以来，随着城市化的高速发展，“城市综合症”的不断加重，地上空间已不能满足当代人们生活的需求。

综合开发地下空间是解决城市人口、资源、环境三大危机的重要措施，人们将工程建设的目光逐渐转向了地下空间，地下空间的建设成为了现在以及未来工程建设的重要组成部分。

做好地下空间工程建设的有效管理，对地下空间的开发与利用、城市规划、城市建设及城市经济的协调发展等方面有着重要意义。

1.虚拟建造随着经济的高速发展，建筑行业蒸蒸日上，地下空间工程朝着大型化、复杂化、系统化的方向发展，项目的参与者分布在各地，给项目的实施和协调带来了极大的困难。

现代信息、网络、通讯技术的发展对整个地下空间工程建设行业有深远的影响，同时影响着地下工程建筑产品生产的组织模式、管理思想、管理方法和管理手段等[1]。

鉴于此，虚拟建造这种新型的工程建设和管理模式出现雏形。

虚拟建造从狭义上指经济而逼真地模拟工程建设的过程，并对各种行动方案进行检验。

例如在施工阶段，通过虚拟仿真在施工前对施工全过程或关键过程进行模拟施工，以验证施工方案的可行性或优化施工方案等。

基于测绘技术的城市地下空间三维模型构建与管理随着城市发展和人口增长，城市地下空间的利用和管理成为了一个重要的课题。

而基于测绘技术的城市地下空间三维模型构建与管理，正是一个能够有效解决这个问题的方法。

一、测绘技术在城市地下空间三维模型构建中的应用1.激光扫描技术激光扫描技术是一种高精度、高效率的测绘技术，可以获取地下空间的准确三维坐标信息。

通过激光扫描仪的快速扫描，将地下空间的数据转换为点云数据，再通过数据处理系统，将点云数据转变为三维模型。

2.地下地图绘制测绘技术可以用于绘制城市地下地图，通过获取地下道路、管线、隧道等的精确位置信息，实现地下空间的三维模型构建。

这样的地下地图可以帮助城市规划部门、交通管理部门等进行更好的地下空间管理与规划。

3.地下设施管理测绘技术可以帮助管理城市地下设施，比如地下管线、电缆等。

通过建立地下设施的三维模型，并记录相关信息，可以对设施进行定位、检测、维修等工作，提高城市地下设施的管理效率和安全性。

二、城市地下空间三维模型管理的挑战1.数据获取和处理获取地下空间的大量数据是一个挑战。

地下空间的复杂性和隐蔽性导致数据采集难度增加。

同时，处理庞大的数据也需要很大的计算能力和存储空间。

2.数据集成和标准化地下空间的数据来自多个部门和机构，不同的数据格式和标准使得数据集成困难。

建立统一的数据标准和共享平台是一个重要的工作。

3.安全性和隐私问题地下空间涉及到重要的基础设施和相关机构，数据的安全性和隐私问题需要得到保护。

建立合理的安全机制和权限管理是一个必要的步骤。

三、基于测绘技术的城市地下空间三维模型管理的前景1.提高城市规划和管理效率基于测绘技术的城市地下空间三维模型管理可以提供精确的数据，并帮助城市规划和管理部门更好地进行相关工作。

通过合理的利用地下空间，可以提高城市的资源利用效率和可持续发展能力。

2.促进城市发展和创新城市地下空间的三维模型管理可以为城市的发展和创新提供更多的可能性。

基于WebGIS的地下空间信息可视化应用研究—以白龙港污水处理厂改造工程为例摘要：地下空间信息的合理规划和利用，有助于提高空间利用率，推动城市的可持续发展。

基于WebGIS的三维可视化技术能够还原地下空间信息的分布状况，具有高效的扩展性和数据共享性。

本文以白龙港污水处理厂改造工程为例，构建地质体、地下管线和构筑物的三维BIM模型，实现BIM模型与GIS平台的数据转换，采用WebGIS三维可视化技术，搭建了地下空间信息可视化平台，实现了白龙港污水处理厂三维模型的可视化显示、空间定位与分析等功能，为项目规划、施工、运维等阶段提供决策支持，提升地下空间的信息化管理水平。

关键词：WebGIS；BIM；三维可视化；地下空间信息0 引言随着城市化进程的加快，管线、构筑物等地下空间基础设施的规模日益增加，对地下空间的信息化和可视化提出了更高的要求[1]。

目前，我国地下空间数据的信息化建设尚处于初级阶段，缺乏有效的信息共享机制，限制了地下空间数据的充分利用[2]。

开展地下空间的三维可视化应用研究，有助于对地下空间资源的合理规划和利用，促进城市的可持续发展[3-5]。

三维空间可视化技术能够真实还原地下空间对象的分布状态，具有良好的三维数据管理、可视化显示与空间分析等优势。

杨颖基于地下空间信息可视化技术，搭建了地下构筑物的可视化平台，提升了数据可视化水平[6]。

陈亚东应用虚拟现实和三维模型构建技术，对地下构筑物进行可视化和信息化研究，为建筑、规划等领域提供决策支持[7]。

邹品娟搭建了福田区地下空间综合管理系统，推动了地下空间数字化工程的发展[8]。

本文以白龙港污水处理厂改造工程为例，结合WebGIS三维可视化技术，搭建了地下空间信息管理与可视化应用平台，实现了白龙港污水处理厂区域地质地貌、管线、地下构筑物等地下空间对象的真实场景再现，为工程设计、施工、运维等阶段提供支撑。

1 工程简介1.1 工程概况白龙港污水处理厂是亚洲最大的污水处理厂，是上海市污水治理工程的一个重要组成部分。

文章编号:1001 831X(2004)02 0239 05基于GIS的地下空间信息管理系统的设计与实现王凤山,邱国庆,周先华,朱万红,刘小琴(解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007)摘 要:针对城市地下空间既具有空间分布信息,又有大量属性数据的特点,运用地理信息系统技术和计算机技术,对地下空间的信息管理系统(USMIS)及其应用进行了研究。

主要阐述了该系统的设计思想、系统的框架结构及其实现的技术结构;并结合某市USMIS开发实例,对工程信息数据的处理与管理、系统功能等进行了描述。

该系统的建设,将使USMIS成为地下空间日常管理的得力工具,对提高工作效率、推进地下空间的开发与应用具有重要作用,同时该系统也是构成人防指挥自动化系统的重要组成部分。

关键词:地下空间;人防工程;信息管理;GIS;数字人防中图分类号:P208;TP315;TU91 文献标识码:A1 引言数字地球、 数字城市是近几年来地球空间信息科学研究的热点。

在现代化城市建设中,已开始广泛应用地理信息系统(GI S)技术处理空间数据及其有关各种城市信息的管理模式,这种高新技术的应用对现代化城市的总体规划、合理布局、综合平衡、科学决策等起着重要作用。

随着城市建设的不断发展,地下空间的工程数量不断增加,相应的工程分布、工程图纸、工程状况等信息量呈指数增加。

信息技术的发展对城市地下空间的规划、建设、管理等提出了更高的要求,传统的人防管理模式已不适应现代城市建设的需求。

做好地下空间工程信息的有效管理,对地下空间的开发与利用、城市规划、城市建设及城市经济的协调发展等方面有着重要意义。

鉴于此,开发基于GIS的地下空间信息管理系统(Underground Space Management Information System, USMIS)是很有必要的。

以城市地理信息为基础,运用计算机技术对地下空间信息进行管理,不仅适应了人防建设科学化、正规化的要求;同时,适应了现代高技术战争的要求,达到快速反应,符合战时指挥自动化的要求。

基于GIS的BIM模型建立在地下管网的开发应用作者：阙瑜来源：《智富时代》2018年第10期【摘要】BIM模型的节点优化功能和GIS数据的处理分析功能都是各自的领先方面，使BIM技术和GIS技术在实际应用中进行完美结合，为工程建设提供有利的数据支持和平台管理，是当前大数据时代亟待解决的问题。

本文通过对地下管网的建模研究基于GIS数据库的BIM模型构建的开发和应用。

【关键词】GIS数据库；BIM技术；三维动态管理模型；数据应用一、引言党的十九大报告进一步指出，中国特色社会主义进入了新时代，进入了从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。

习近平在2018年新年贺词中再次强调，要“让人民生活更加幸福美满”。

实现城市管理精细化，成为全国各大中型城市政府的一项重要任务。

而智慧城市的建设顺应了人民对美好生活的需要，在智慧城市建设中，由于城市动脉的地下管网在无声中为人民的生活输送能量。

地下管网的建设优化尤其重要。

在地下管网的建设规划中，管网的定位信息和节点管理成为了重中之重。

由于城市的飞速发展，地下管网不但像动脉控制着人们的生活，也像各种小筋脉渗透到城市的各个角落。

所以地下管网中定位信息数据不断增加形成了大型的数据库，这种包含大数据的数据库建设不但对精度要求越来越高，对各种拓扑关系中的信息查询利用也越来越频繁。

随着1967年开发的CGIS系统到现代ERSI公司开发的GIS软件不断发展，地理信息系统也从数据到过程到解释结果进行了完美过渡，这种现代GIS技术处理地下管网的地理信息显得游刃有余。

但地下管网每天也在不断更新优化，在建设管理运营过程中，要对这种实体进行精确把控管理就需要建筑信息模型。

BIM技术通过数字化技术，为这个地下管网提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。

实现了从空间、时间上的双重把控。

提高地下管网模型的集成化程度。

地下管网可视化仿真管理虚拟现实技术和虚拟仿真系统建设方案地下管网可视化仿真管理3D GIS AND SPACE VISUALIZATION地下管线三维可视化系统可实现对燃气、热力、给水、中水、雨水、污水、电力、路灯、信息、通讯、输油气等多种地下管线的三维可视化管理，并能够快速导入管线数据，提供管线的数据存储和可视化分析能力。

地下管线三维虚拟仿真系统结合虚拟现实技术、地理信息系统（GIS）技术、数据库技术，直观显示地下管线的空间层次和位置，以3D可视化方式形象展现地下管线的埋深、材质、形状、走向以及工井结构和周边环境。

极大地方便了管理部门的查询、分析，为今后地下管线资源的统筹利用和科学布局、管线占用审批等工作提供了准确、直观、高效的技术支撑。

智慧城市地下管网虚拟仿真系统技术优势利用三维虚拟仿真技术、GIS技术，将地图元素和地下空间信息融入到管理体系中，实现城市地下管网资源管理的可视化、信息化，提高了决策的科学性，提高管理效率。

整合“地下管网”基础数据资源，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数据共享与互联互通。

提高城市管理部门对公共安全和突发事件的处置能力。

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。

提高地下管网资源的管理水平。

既可以查看局部地区管线情况，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线结构，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，又可用于新区管线规划设计。

地下管网虚拟现实系统平台技术功能管网建模自动化系统可根据二维矢量数据的平面坐标、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。

三维管网的编辑与维护在三维虚拟现实场景中编辑管线模型（添加、移动、删除），编辑管线模型的节点坐标和属性，维护管线属性数据（类型、覆土深度、埋深、管径、材质等），可随时更新管网的数据和三维模型属性。

浅谈 GIS系统在城市地下管网管理中的应用摘要：随着我国地下管网建设规模的快速扩张，传统的管网管理手段存在诸多弊端。

引入GIS系统对城市管网进行管理可以有效解决传统管理手段的问题，实现城市管网的信息化、智慧化管理，提高管网管理的效率和科学性。

本文简述了GIS系统在城市地下管网中应用的背景，介绍了GIS系统在城市管网中应用的现状并介绍了其功能和优势。

关键词：城市；地下管网；GIS；系统；信息化；管理1.背景城市地下空间管线网络如城市的血脉通道，是一个庞大且复杂的系统，是城市基础设施建设的重要内容，包括排水系统、热力系统、供电系统、通信系统等，承担着维系城市生产生活正常运作的重要功能。

随着我国经济快速发展，城市化水平不断提高，基础设施建设步伐不断加快，地下管道网络快速延伸，管线专业交错，线路复杂。

另一方面，随着现代地下空间的开发，地下施工作业数量迅速增加，造成了对旧有管线的破坏，地下管线寿命缩短，地下管线迁改的需求也持续上升。

传统的管网管理手段，数据来源主要来自平面图纸，存在数据分散，数据保存困难，各专业管线协同难度大，难以区域内统筹管理等诸多缺点，为管网规划、设计、施工、运营带来了许多不便。

利用现代化信息管理技术，可以科学化、规范化、自动化管理城市管网，为管网建设者、使用者、管理者提供更好地服务，提高管理成效。

GIS即地理信息技术，是一门关于地理、环境、资源、计算机等多专业的交叉学科，其核心技术包含计算机技术、空间测绘与定位技术、空间数据库技术，运用GIS系统可以更好地服务于市政地下空间管线的管理。

在计算机硬件和GIS软件系统平台的支持下，GIS系统通过采集、存储和管理数据，对数据进行检索、分析，可以达到直观展示物体定位、空间分布，获取物体相关属性数据的目的，能够精确高效回答用户问题、满足使用者需求。

GIS对于地理空间数据有着强大的展示和分析能力，其网络分析等功能是解决管网维护中所遇问题的利器，是发展“智慧城市”的重要手段。