一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法与系统转让专利
申请号 : CN202010549450.1
文献号 : CN111784830B
文献日 : 2021-05-14
发明人 : 翟健 , 冀美多 , 李克鲁
申请人 : 中国城市规划设计研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法,其特征在于,包括:获取TOD监测指标与数据资源,基于TOD逻辑关系,对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系;
将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合,创建三维建筑模型,并生成第一规则;
基于所述第一规则,根据TOD现状评估及预期目标,调整所述第一规则,生成第二规则,根据所述第二规则调整所述三维建筑模型,并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测;
所述基于所述第一规则,根据TOD现状评估及预期目标,调整所述第一规则,生成第二规则,根据所述第二规则调整所述三维建筑模型,并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测,包括:根据所述TOD监测指标,判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符;
若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符,则调整所述三维建筑模型中的空间实体的属性值,生成所述第二规则;
根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值,更新所述三维建筑模型;所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值;
通过“交通流影响分析模型”、“TOD站点人流模拟模型”、“景观视野分析模型”和“公共服务配套可达分析模型”,模拟评估第二规则对所述TOD指标及城市运行整体情况的影响程度,若所述影响程度提升了TOD服务水平,且对所述城市运行整体情况的影响程度在预设范围内,则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预,并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测,生成反馈信息,基于所述反馈信息调整优化所述第二规则。
2.如权利要求1所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法,其特征在于,所述基于TOD逻辑关系,对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系,包括:基于所述TOD逻辑关系,建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系,建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
3.如权利要求1所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法,其特征在于,所述将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合,创建三维建筑模型,并生成第一规则,包括:
按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源;
将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联,生成所述三维建筑模型;
利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源,并提取所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值;
将所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联,生成所述第一规则。
4.如权利要求1所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法,其特征在于,所述TOD监测指标,包括:
城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
5.一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统,其特征在于,包括:建立模块,用于获取TOD监测指标与数据资源,基于TOD逻辑关系,对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系;
三维化拟合模块,用于将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合,创建三维建筑模型,并生成第一规则;
调整模块,用于基于所述第一规则,根据TOD现状评估及预期目标,调整所述第一规则,生成第二规则,根据所述第二规则调整所述三维建筑模型,并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测;
所述调整模块,包括:
判断单元,用于根据所述TOD监测指标,判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符;
调整单元,用于若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符,则调整所述三维建筑模型中的空间实体的属性值,生成所述第二规则;
更新单元,用于根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值,更新所述三维建筑模型;所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值;
模拟监测单元,用于模拟评估第二规则对所述TOD监测指标的影响程度,若所述影响程度在预设范围内,则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预,并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
6.如权利要求5所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统,其特征在于,所述建立模块中所述基于TOD逻辑关系,对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系,包括:
基于所述TOD逻辑关系,建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系,建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
7.如权利要求5所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统,其特征在于,所述三维化拟合模块,包括:
存储单元,用于按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源;
建模单元,用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联,生成所述三维建筑模型;
提取单元,用于利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源,并提取所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值;
规则生成单元,用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联,生成所述第一规则。
8.如权利要求5所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统,其特征在于,所述建立模块中的所述TOD监测指标,包括:城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
说明书 :
一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法与系统
技术领域
背景技术
析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能,二维地理信息系统无法实
现,而三维地理信息系统缺少空间分析功能,不能直观的展示其空间信息。
发明内容
数据的分析效率的问题,实现空间信息直观展示,增强多维度的空间分析,提高对TOD城市
大数据的监测分析效率。
实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
映射关系和拓扑连接关系。
规则对城市空间实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测,包
括:
市大数据进行监测。
城市空间实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
映射关系和拓扑连接关系。
值;
则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
数据拟合到三维建筑模型中,保证了三维数据精度、空间位置与属性的一致性,并在三维场
景中进行展示,使空间信息可视化和直观化,通过生成规则以及实现规则的调整、模拟、实
施和后续监测,使三维建筑模型具有了空间分析功能,提高了多维空间分析的效率,实现了
基于规则的三维模型的快速构建与多源数据的集成应用,能够快速准确地对TOD城市大数
据进行监测分析。
书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
具体实施方式
所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围
完整的传达给本领域的技术人员。
比、地面公交出行占比等)、TOD规划及发展策略执行度(规划执行实施度、规划执行一致性、
建设项目实施度、建设项目一致性);上述廊道尺度指标包括服务人口(人口规模、人口密
度、人口占比)、服务设施(教育、医疗、便民、商业中心、文化休闲)、服务质量(轨道衔接性、
公交换乘指数、用地功能混合度、绿视率);上述站点尺度指标包括效率(人口密度、容积
率)、中心性(度中心性、中介中心性、近中心性)、质量(轨道衔接性、公交换乘指数、用地功
能混合度、绿视率)、服务设施(教育、医疗、便民、商业中心、文化休闲)。
分时人口热力)、公服设施(学校、医院、商业)、土地利用(不同类别的土地空间分布)、城市
建筑(城市建筑平面空间位置、建筑高度)、影像数据(遥感影像、街景)。
面、道路中心线、轨道线、轨道站台平面等。所述属性数据包括但不限于层高、车道宽度、建
筑功能(居住、办公)等。
据进行重新审查和校验,删除重复信息,以保证数据一致性。
立TOD监测指标与各类二维平面数据以及属性数据彼此之间的映射关系和拓扑连接关系。
例如,建立第N张街景图片属于道路A上的点a;离B1楼最近的轨道站点是G3站等拓扑连接关
系,以及B1楼功能为办公,能容纳就业人口3500人等映射关系。以上映射关系、拓扑连接关
系等关联关系是基于TOD逻辑关系建立的,即基于TOD大数据监测和分析的需要和目标来实
现这些关联关系,能够有利于符合TOD逻辑的大数据监测和分析,例如,将就业人口3500人
映射到B1楼,以及将人口密度等TOD监测指标映射到B1楼,有利于对B1楼的人口居留和流动
状态进行TOD大数据的监测和分析。
模型由建模形成的三维的空间实体组成;基于上述关联关系,将相应TOD监测指标代入三维
建筑模型,并相应调整三维建筑模型。
建筑模型中进行单元划分;在办公楼的三维建筑模型中进行房间、工位划分;在车道的模型
上的模拟小汽车数量(交通流量)等。
量,各类公共服务设施的可达性、建筑功能多样性规则、建筑能耗控制量等,可见,第一规则
即是在三维化模型的空间基础上,将反映目前现状的TOD监测指标和数据资源转换为符合
TOD大数据监测和分析需求的相关规则。
实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
调整为1平米对应2个工位这条新的第二规则;进而,按照第二规则调整数字空间中的三维
建筑模型,此时空间三维图形就发生了变化,例如格子间工作隔板、桌椅增多了;同时,模拟
评估调整后第二规则对相关的各项TOD监测指标的影响程度,例如通过交通出行模拟等模
型,确认新增岗位数,不会影响周边道路交通,该模拟过程可三维动态展示;若确认没有负
面影响或负面影响在可接受范围内,根据所述第二规则对现实实体空间进行更新改造,比
如通过装修改造、重新布局商务办公楼工位,预期使其容纳更多就业人口;然后通过手机信
令、百度LBS等城市TOD大数据监测该站点周边的就业人数,以确认实际就业人数是否有所
提升,以便及时反馈调整第二规则。可见,第二规则是在基于第一规则的现状评估基础上,
以预期目标为导向进行调整后能够反映预期目标的规则。
性的一致性,并在三维场景中进行展示,使空间信息可视化和直观化,通过生成规则以及实
现规则的调整、模拟、实施和后续监测,使三维建筑模型具有了空间分析功能,提高了多维
空间分析的效率,实现了基于规则的三维模型的快速构建与多源数据的集成应用,能够快
速准确地对TOD城市大数据进行监测分析。
实现“云端一体化建模”。
CityEngine规则建模,批量生成城市建筑物三维模型,实现大场景下三维模型的快速构建
与流畅表达。如图4所示,中观场景下,需要实现廊道的地上地下一体化展示,分析廊道与沿
线一定缓冲区范围内的三维建筑模型间的空间位置关系,进一步分析指标间的相互关系。
通过沿廊道的三维漫游,对廊道周边的监测指标做直观的表达。如图5所示,微观场景下,需
要展现站点与各类公共服务设施的关联关系(如站点到小学的通行路径),在未来可以对重
点监测的站点引入BIM模型,表现内部细节、分层结构等信息。
息与属性值进行关联,提高了三维建筑模型数据的准确性与精确度。并且,将CityEngine与
ArcGIS深度集成保证了三维数据精度、空间位置和属性信息的一致性。同时提供与二维数
据一样的更新机制,可以快速完成三维模型数据和属性的更新,提升了可操作性和效率。
括:
的TOD城市大数据进行监测。
径,并且,在此基础上,通过Appbuilder微键可开发并添加日照强度、景观可视分析、地块容
积率、功能混合度等三维分析功能。
分布位置。在三维场景中叠加显示地铁线路、地铁状态、出入口和带有人口及设施属性的建
筑模型,在三维场景中还原城市TOD建设现状,提升平台用户操作体验,相对于传统二维地
图展示方法有所突破。
楼A,其中10%(227位)居民通过轨道站点L4‑6出行;3000位就业人员属于办公楼B,其中
30%(900位)就业人员通过轨道站点L4‑6出行等一系列映射关系和拓扑连接关系。
宅楼A的第12层,共8家住户,26位居民;办公楼B的10层能容纳员工30位;办公楼B的10层以
上员工均可通过视线分析,能够看到公园景观;轨道站点L4‑6共有1127位乘客来自住宅楼
A、办公楼B,该站点乘客满载率45%(可采用行为个体模型展示)等等。
宅楼A部分大户型至小户型或者增建住宅公寓E等操作,获得符合TOD发展目标的、三维空间
与多维属性之间的对应关系,即第二规则。例如,增建了住宅公寓E;办公楼B的10层能容纳
员工增至40位。
拟,发现该改变,并未造成周边道路拥堵,并未影响原居民和就业人员观看公园D的景观视
野,并未造成周边医院超负荷;而轨道站点L4‑6人流上涨,基于单体的站点人流模拟正常。
达到了预期目标,并将这一监测结果,作为下一步调整优化TOD发展目标,改变或保持第二
规则的重要事实依据。
分析方法相似,因此该装置的实施可以参见前述方法的实施,重复之处不再赘述。
分时人口热力)、公服设施(学校、医院、商业)、土地利用(不同类别的土地空间分布)、城市
建筑(城市建筑平面空间位置、建筑高度)、影像数据(遥感影像、街景)。
建筑底面、道路中心线、轨道线、轨道站台平面等。所述属性数据包括但不限于层高、车道宽
度、建筑功能(居住、办公)等。
据进行重新审查和校验,删除重复信息,以保证数据一致性。
及建立TOD监测指标与各类二维平面数据以及属性数据彼此之间的映射关系和拓扑连接关
系。例如,建立第N张街景图片属于道路A上的点a;离B1楼最近的轨道站点是G3站等拓扑连
接关系,以及B1楼功能为办公,能容纳就业人口3500人等映射关系。以上映射关系、拓扑连
接关系等关联关系是基于TOD逻辑关系建立的,即基于TOD大数据监测和分析的需要和目标
来实现这些关联关系,能够有利于符合TOD逻辑的大数据监测和分析,例如,将就业人口
3500人映射到B1楼,以及将人口密度等TOD监测指标映射到B1楼,有利于对B1楼的人口居留
和流动状态进行TOD大数据的监测和分析。
模型由建模形成的三维的空间实体组成;基于上述关联关系,将相应TOD监测指标代入三维
建筑模型,并相应调整三维建筑模型
建筑模型中进行单元划分;在办公楼的三维建筑模型中进行房间、工位划分;在车道的模型
上的模拟小汽车数量(交通流量)等。
量,各类公共服务设施的可达性、建筑功能多样性规则、建筑能耗控制量等,可见,第一规则
即是在三维化模型的空间基础上,将TOD监测指标和数据资源转换为符合TOD大数据监测和
分析需求和目标的相关规则。
对城市空间实施实际干预,基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
映射关系和拓扑连接关系。
实现“云端一体化建模”。
性值;
二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。