其他

您当前位置:首页>>解决方案 >> 其他

城市全空间智慧运维中的MapGIS建设方案

发布日期:2019-01-25 发表者:吴濛 浏览次数:184次
       2014年8月,为规范和推动智慧城市的健康发展,构筑创新2.0时代的城市新形态,引领创新2.0时代中国特色的新型城市化之路,国家发改委、工信部、科技部、公安部、财政部、国土部、住建部、交通部八部委印发《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》。指出智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。
       因此,MapGIS提出建设“三个空间”,打造全空间智慧城市的建设理念,即数字地下空间、智慧地下空间和智慧全空间。数字地下空间是通过构建多专业地质结构模型,建设地下空间三维可视化场景,让地下空间像玻璃一样透明,能够多层次直观展示地质模型,实现物理地下空间向数字化地下空间的转变。智慧地下空间基于数字地下空间,动态接入地下空间传感器实时感知数据,构建分析评价模型,对地下空间开发利用的空间分布及特有属性进行分析评价,支撑城市规划、建设和管理。智慧全空间在数字地下空间和智慧地下空间的基础上,实时接入空、天、地一体化传感器数据,实现跨部门、跨领域、跨行业数据共享与服务协同,实现城市地上下全空间智慧运行、管理与服务。

       一 MapGIS政务信息化与智慧城市建设特性
       基于全空间智慧城市建设理念,结合国家智慧城市建设的技术指南和评价标准,MapGIS在政务信息化与智慧城市方面进行探索与实践,形成了包括城市空间快速建模、聚焦城市室内空间、及时反映城市变化信息、全空间一体化展示以及全空间一体化三维分析等在内的五大特性。

       1 城市空间快速建模

       基于二维数据和建模规则,融合逼真的三维符号,完成三维模型批量构建,完美呈现精细的城市部件,以支持不动产建筑、城市景观、基础设施、地下管网等城市部件的三维特征表达。同时,通过丰富逼真的粒子特效呈现城市自然现象的真实模拟,并最终实现从地上、地表到地下空间的城市部件三维模型快速、批量、自动化、低成本构建。


image004.png

城市空间快速建模


       2 聚焦城市室内空间

       现代人一天至少有80%以上的时间是在室内度过的,因此智慧城市建设需要聚焦城市室内空间。BIM(Building Information Modeling,建筑信息化模型)提供了微观场景的精细化表达方法,GIS与BIM融合使得智慧城市建设走向室内成为可能。将BIM融入GIS平台,在数据管理、可视化表达、空间分析等层面对BIM进行深度融合,实现宏观地理环境与精细室内场景的一体化集成与综合应用。


image005.png

BIM+GIS数据一体化融合



       3 及时反映城市变化信息
       城市的变化可以概括为两个方面,一个是城市地理环境的变化,比如道路、楼房等建设,另一个是城市人群的行为变化,比如社交、出行等。
对当前最新的城市地理环境观测手段获取的相关数据,如无人机倾斜摄影、激光点云等数据进行集成分析,能够实现对城市地理环境变化的及时反馈。同时,通过手机信令等数据的集成,也能够对城市人群出行移动轨迹进行实时模拟,反映城市人群行为变化。

       4 全空间一体化展示
       智慧城市建设,即将立体的物理的城市空间映射为虚拟的信息城市空间。因此,MapGIS建立了一个全空间三维信息模型,基于全空间三维信息模型,可以实现城市立体空间中所有对象,包括地下的地质体、地表建筑物楼房、地上空气云层等在其中的统一描述和管理。

       5 全空间一体化三维分析
       通过集成融合地上地下空间三维场景,提供全空间一体化三维分析功能。依靠透明地表、地面开挖、动态剖切、爆管分析等工具来实现地上下一体化的城市管理与智慧运行。

       二 MapGIS政务信息化与智慧城市建设能力
       MapGIS政务信息化与智慧城市的建设工作主要体现在3个方面:全方位的城市规划、完善的城市基础设施管理以及多方面的智慧城市服务。

       1 全方位的城市规划
       MapGIS支持全方位的城市规划,包括宏观城区基础稳定性评估与区划、微观地下空间开发适宜性评价、地下工程设计方案优选以及大型建筑规划方案优选及模拟等。
       (1)宏观城区基础稳定性评估与区划
在宏观城市规划方面,可以根据地下构造的分布和活动性,对城市地壳稳定性进行评估和区划,从而在宏观层面上,辅助城市总体规划编制。
       (2)微观地下空间开发适宜性评价
通过分析岩土工程性质、开发条件和环境影响等因素,对城市地下空间开发适宜性进行综合评估,确定适宜开发的地段和高风险区,辅助城市详细规划编制。
       (3)地下工程设计方案优选
当需要进行地下工程方案设计的时候,利用三维技术,模拟地下空间开挖过程,并按隧道不同设计深度,综合评价地层结构变化对隧道工程的影响,辅助地下工程设计方案优选。同时,提供在模型中的漫游功能。
       (4)大型建筑规划方案优选及模拟
在地面建筑规划方面,在全空间场景上,通过集成不同的建筑设计方案进行对比,直观分析建筑与周边环境的协调性,辅助大型建筑规划方案优选。
并且,针对大型建筑的建设过程,可以在平台里面进行动态模拟,以更直观的视角分析和模拟建筑物建设过程对周边环境造成的变化和影响。

       2 完善的城市基础设施管理
       MapGIS能够提供完善的城市基础设施管理,如地面沉降监测与防治、地铁/隧道等重大生命线工程安全监测、市政设施运行管理等。
       (1)地面沉降监测与防治
       针对地面沉降监测与防治,结合水文地质结构模型、地下水采灌及地下水位动态,进一步研究地面沉降规律和机理,有针对性制定控制措施。
       (2)地铁、隧道等重大生命线工程安全监测
       以工程沿线地质结构为基础,实时接入沉降观测数据,以动态可视化的方式,直观展现沉降变化,为城市安全预警提供保障。
       (3)市政设施运行管理(路面开挖)
       在地表,针对市政基础设施管理,提供三维场景下路面开挖模拟功能,能够直观展示地下受影响的管线,防止盲目开挖,导致管线破裂事故发生。
       (4)市政设施运行管理(爆管分析)

       针对已经发生的管线爆管事故,提供了三维场景下管线爆管分析功能,直观展示爆管受影响管段,并且快速定位需要关闭的阀门,提高事故处置效率。同时,提供对管线维修的模拟功能,为决策提供支持。


image039.png

爆管分析


       (5)市政设施运行管理(综合管廊管理)
       综合管廊是城市建设的重要工程。针对城市地下管廊建设管理的需求,提供管廊场景漫游、属性查询、精细化设备管理、电压/电流/水位/流量压力等实时监控等管廊设施设备的精细化管理。

       3 多方面的智慧城市服务
       通过车联网实时感知、全时空交通指挥、公共交通运行监测与调度指挥等,为智慧城市提供多方面的城市服务。
       (1)车联网实时感知(宏观城市级车辆格局展示,微观车辆信息展示)

       在城市服务方面,实现百万级车辆的运行轨迹展示,同时能够具体到每一辆车,对其车速、油耗、温度等信息进行展示,甚至可以对其行车记录仪的信息进行播放和展示,实现车辆与人、车辆之间的信息交互。


image043.pngimage045.pngimage047.pngimage049.png

车联网实时感知


       (2)全时空交通指挥(实时交互)

       除了展示之外,还提供了全时空的交通指挥、实时交互的功能。将视频传感器数据,与全空间三维场景进行集成,以上帝的视角,直观展示各个路段车辆、人流通行情况。
       在繁忙的十字路口,通过集成融合4个摄像头的数据,可以很清晰的看到这个路口的交通情况。
       (3)公共交通运行监测与调度指挥
       另外,通过接入公共交通的北斗、GPS实时定位数据,模拟公交车的移动运行轨迹,对一辆车或者多辆车的轨迹模拟,可用于车辆的调度以及优化公交车线路等工作。
       在城市服务方面,还能够在智慧国土、空间规划、公共安全、气象、社区、智慧校园等方面提供应用支撑,构建全方位、多层次的智慧城市。

       三 国际合作与创新
       在国际合作方面,曾与东南亚国家联盟有过多次的技术交流及业务合作,包括数字地质调查系统国际交流、东盟国家地质填图能力建设技术交流、东亚东南亚地学计划协调委员会技术交流、中柬海洋地质合作平台建设等。

       更重要的是,MapGIS在探索一种全新的服务生态,构建云生态圈,覆盖GIS软件的需求、开发、测试、交易、服务、集成一整套软件生产的全生命周期,创新的软件生产、交易、运营模式,致力于构建线上、线下一体化全球服务生态环境,实现全球人力、智力、物力全共享。


(作者介绍:中地数码集团研究院高级应用研究员)