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1、朝阳区数字化三维仿真模拟城市管理系统建设方案文件状态： 文档初稿 正式发布 正在修改文件标识：数字化三维仿真模拟城市管理系统建设方案文件编号：当前版本：V1.0作 者：完成日期：版本控制版本号作者参与者起止日期备注修改记录说明版本号作者参与者日期修改说明1. 概述1.1. 项目建设背景“数字城市”是城市信息化发展的方向，是数字地球的一部分，三维地理信息是“数字城市”的重要基础空间信息。三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，并可以以第一人称的身份进入城市，感受到与实地观察相似的体验感。随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、3S（GIS/RS/GPS）技
2、术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立基于真实影象的“三维数字城市”，人们可以直观的从三维城市上判读处山川、河流、楼宇、道路。借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维模型数据形成可视化“三维数字”城市展示系统。与传统二维地图相比，“三维数字城市”展示系统突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制，通过对真实地形、地物、建筑的数字化三维模拟和三维表达，提供给使用者一个与真实
3、生活环境一样的三维城市环境。通过数字化三维仿真模拟城市的实现对城市的管理，把传统的限于二维的城市管理范围扩展到了三维甚至多维的管理范畴，为城市建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供多维的、可持续发展的信息化服务，将大大提高城市整体信息化管理和经营管理水平，并有利于提高公众参与城市管理的积极性和参与性。1.2. 项目建设目标以先进的技术手段，在三维仿真模拟城市场景中实现朝阳辖区单位、人口、部件、事件、社区绿化等相关信息的管理，进一步提高朝阳区政府城市管理水平，提高居民参与城市管理的积极性。另一方面，能够很好的展现数字朝阳的建设成果。最终为建设和谐朝阳提供技术保障，为数字奥运做出贡献。1.3.
4、 建设内容1.3.1. 数据库内容数据库分类数据库名称数据库内容基础地图数据库1. 基础地形图数据库基础地形地貌的9大要素，建筑物、道路、河流等2. 高分辨影像数据库三维模型数据库3. 三维模型数据库居民楼、写字楼、公共设施三维仿真模型城市管理要素数据库4. 单位数据库单位空间分布图；单位楼层分布图；单位详细信息5. 人口数据库居民楼楼层图；户型图；家庭人口信息6. 部件数据库分类部件分布；各部件详细信息7. 事件数据库网格系统运行至今，发生事件的地点和详细信息8. 社区绿化数据库社区各种树种、绿地的分布；详细信息9. 门前三包数据库门前三包分布及详细信息10. 消防设施数据库室内、室外消防设
5、施分布，以及详细信息11. 人防空间数据库人防空间分布及其设施详细信息12. 道路绿地保洁数据库道路、绿地保洁详细信息1.3.2. 软件系统内容基于3S技术和三维仿真技术，开发一套能够在二维地图、三维建筑物基础上，实现对单位、人口、事件、部件、绿化等信息进行管理，并能更好的服务于民众，还能够很好的展现朝阳区建设成果的三维仿真模拟城市信息系统。软件系统的核心是提供一个框架，实现对基础二维地图、以建筑物为主的基础三维模型数据的管理，并能够在此基础上，实现与单位数据库系统、人口数据库系统、社区绿化数据库系统的对接，满足综合城市管理的需要。1.4. 建设原则1.4.1. 先进性与实用性相结合的原则在保
6、证系统整体结构、操作系统平台、软件平台、开发平台、应用功能等方面总体先进的前提下，尽可能采用实用成熟的技术，促进项目的建设成功。1.4.2. 安全性与易用性相结合的原则在保证系统安全的前提下，充分考虑实际运行和操作的简单化、标准化。1.4.3. 前瞻性与经济性相结合的原则系统设计时在设备容量、计算机性能、软件平台指标等方面应有适当的超前量，以延长系统的生命周期。同时要把握好系统设备的性能价格比，注重经济实用。1.4.4. 基础性与应用性相结合的原则系统的基础性工作是为了更好地为应用服务，系统的应用服务也需要一个坚实的基础保障，在落实基础性的工作的同时，应用要及时跟上。1.4.5. 通用性与特色
7、性相结合的原则应该尽量采用目前通行的、成熟的和具有普遍推广价值的技术和解决方案，有利于技术交流，避免走不必要的技术弯路，也有利于项目成果的推广和应用。同时，在具体应用上，特别是在一些关键技术和创新点上应该结合本系统的具体要求和某某城市信息办的具体情况、具有特色。2. 基础数据和基础资料准备(主要描述监督中心需要提供哪些资料)2.1. 基础地形数据1：500基础地形数据2.2. 遥感影像数据网格化城市管理系统的成功建设，完成了朝阳区基础地图数据库的建设，包括全区1:500地形图全要素的数据库、高分辨影像数据库。此外还建成了完整的部件数据库，并通过系统的运行，建立了一年多的事件数据库。2.3. 三
8、维建模数据（建筑物和绿植）对于朝阳区数字化三维仿真模拟城市管理系统项目的建模工作，可以精细建模方式对建筑物进行虚拟再现，精细模型通过到实地采集建筑物外立面纹理后，采用3DMAX建立精细模型，通过3DMAX的插件将模型转成.x文件后，将建筑物三维模型导入Skyline平台三维场景中。如图1：图1：运用3DMAX软件进行建模效果图2：整体小区建模效果 图3：绿化植被分布效果图2.4. 单位数据单位数据库就是以社区为最小单位，以楼为基本组织形式，对单位信息进行普查，包括社会单位从业人员情况、资源情况、经营类别、基层组织情况、工会妇联情况、卫生情况、门前三包、安全情况、绿化情况、节水情况、单位责任人情
9、况等信息。通过单位信息的普查，建立了社区、街道、朝阳区的单位信息数据库。单位数据库的建设，为朝阳区的城市管理与服务提供了信息基础。2.5. 人口数据人口数据库的建设是以户为基本单位，对每户居民进行了数据收集与调查，内容包括个人健康信息、个人资源信息表、安全伤害、安全伤害和诚信记录、家庭信息表、居民基本信息表、诚信记录等。以户为基本单位的人口信息，为楼、社区、街道、全区的人口数据库的建设提供了基础。通过全区人口数据库的建设，为朝阳区城市综合管理与服务提供了信息基础。特别是为下一步的数字化社区的建设提供了必要的、必需的信息基础。2.6. 社区绿化数据2006年朝阳区开始对全区社区绿化情况进行了普查
10、，在此基础上建立了非常完整的生活区绿化数据库，并制定了朝阳区社区绿化评价标准，为社区绿化评价提供了标准和技术基础。通过社区绿化数据库的建设、评价标准的制定，以及引入的社区绿化排名方法，在各社区之间建立竞争机制，激励社区各方面从自身利益的角度出发，都积极投入到绿化工作中来，从而提高社区整体绿化建设水平，提升整个朝阳区的城市环境质量。2.7. 门前三包数据目前朝阳区建设完成了各单位门前三包的数据库。门前三包信息如下：2.8. 道路绿地保洁数据道路绿地保洁数据是以保洁单位为基本主体，对道路、绿地范围进行了划分，并建设了道路、绿地保洁信息数据库。信息如下：3. 系统建设思路与建设范围3.1. 建设思路
11、总体规划，分布实施的建设思路：系统建设的总体目标是建设整个朝阳区的数字化三维仿真模拟城市管理系统，需要建设全区数字化三维仿真模型，以及在此基础上的单位、人口、部件、事件等城市管理要素信息。整个朝阳区的三维仿真模型数据库和城市管理要素数据库的建设需要一个较长的周期，不适宜一步到位的建设模型。所以，较好的建设方式是选择一个或几个信息化需求强烈的街道或社区作为试点，建立全要素的数字化三维仿真街道或社区。同时，以北京奥运为契机，再选择与奥运相关的区域或作为数字化三维仿真街道或社区进行建设。试点的建设是在总体规划的前提下进行，做到分阶段的、有序的信息系统的建设。3.2. 建设范围数字化朝阳区三维仿真模拟
12、城市管理系统：建立全区的数字三维仿真模型，实现全区的基于三维模型的城市化管理信息系统。基于房屋三维模型，全面与人口库、单位库、部件事件库对接，实现全区单位、人口的三维化管理与展示。先期建设可以以南磨房地区为试点，建立基于三维仿真模型的城市化管理系统。系统以城市管理业务为主，全面实现与网格化管理系统的对接，实现全新的、立体化的部件、事件的管理信息系统。数字化社区三维仿真模拟城市管理系统：基于数字化社区三维模型，以社区的单位、人口、绿化、门前三包、消防安全、地下空间等全要素的管理为主。实现社区的数字化、三维化、立体化的管理与展示，进一步提高社区的综合管理与服务水平。可以某个社区为试点，进行先期建设
13、。也可以选择奥运村作为试点建设。4. 项目建设技术路线与三维建模方案4.1. 基础地形数据处理与建库4.2. 朝阳区建筑物三维数据采集与建模方案4.3. 421建筑物纹理采集：建筑所需侧面数据通过数码相机实际野外采集。先拍整体，再拍局部。建筑物的每个面都要求尽量正面拍摄，各个面都要拍摄，不要漏拍，当不能进行正面拍摄时，可在两个面的交接处角度进行拍摄。有些需要局部拍摄（如门、建筑物上的特殊标志和图案等）。建筑物顶部纹理通过卫星影像或者航片进行采集。纹理处理：采用photoshop对数码照片进行矫正，处理成正射图片。纹理命名规范：根据模型命名规范进行命名。422建模优化：采用3Dmax建模，要求构
14、面尽可能的简化，简单模型的面数不超过200个，复杂模型不超过2000个，个别复杂模型面数不超过5000个。贴图文件要求：单张贴图长和宽的象素数要求不多于1024。423模型金字塔优化：在TerraExplorer Pro中需要对导入的模型进行一些优化设置。将Max Visibility Distance值根据模型数据量进行更改。在TerraExplorer Pro中打包的时候选择创建LOD，将模型结构等级细化为四级，从而实现在三维场景中，在不同的距离自动显示不同精度的模型。424建模方案针对该系统作为城市管理系统，我们采用的建筑物建模将采用单体建筑物建模的方式，建模工具选用3DMAX建模，纹理
15、处理选择Photoshop进行纹理效果处理。425注意事项为了能够更好的表现社区及地理信息的概念，该项目要尽可能收集现有的高精度数字地面高程模型数据（DEM）以及现有的高分辨率数字正射影像图（DOM）。建立大地的三维场景地面模型，以清晰的显示地势的高低变化，街道、楼宇及小区真实绿化。4.4. 系统开发技术路线 程序结构采用B/S结构，基于Web的技术开发，项目采用.Net Framework 2.0技术架构； 数据库管理系统采用Micorsoft SQL Server 2000； 程序开发采用Microsoft Visual Studio 2005之C#语言； 如果需要访问数据库，三维和二维系统均直接访问各自数据库的方式（
