CN114241143A - 基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台及方法，其属于城市规划的领域，其技术方案要点包括数据获取模块、数据处理模块、构建模块、信息查询模块和项目策划模块，数据获取模块用于收集数据，数据处理模块用于对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储；构建模块用于根据数据处理模块编辑好的数据构建出三维模型；信息查询模块用于供用户通过框选或点选在平台中查询信息，项目策划模块用户根据项目内容，在构建模块构建的三维模型中对项目进行分析，并设计出项目方案。本申请具有通过获取城市二三维空间数据，实现地块化关联，从而实现城市不同阶段、不同领域业务数据的信息传递和有效共享的效果。

Description

基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台及方法

技术领域

本申请涉及城市规划的技术领域，尤其是涉及基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台及方法。

背景技术

随着以大数据、云计算、人工智能等技术为支撑的新型智慧城市建设浪潮, 智慧城市逐渐成为推进社会治理体系和治理能力现代化的内在需求和必然选择, 其核心是借助信息通信和数据处理技术, 通过克服城市物理空间的限制, 革新原有的社会治理手段和公共服务供给方式, 建立起共建共治共享的社会治理体系和治理制度, 最终实现整体智治、提升城市运行管理效能的目的。

目前现有的三维城市建模方法包括以下步骤：数据测量；数据处理；建立BIM模型；建立三维GIS模型；模型融合；市政模拟；要素拆分及优化和模型渲染与显示；通过BIM，可以轻易得到建筑的精确高度、外观尺寸以及内部空间信息，综合BIM和GIS，先对建筑进行建模，然后把建筑空间信息与其周围地理环境共享，应用到城市三维GIS分析中。

在实现本申请的过程中，发明人发现上述技术至少存在以下问题：现有的城市三维GIS模型只能进行一些初始的数据分析，数据的分析处理较为单一。

发明内容

为了解决数据的分析处理较为单一的问题，本申请提供一种基于多维度

第一方面，本申请提供一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，采用如下的技术方案：

一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，包括：

数据获取模块：所述数据获取模块用于收集城市二维影像数据、三维影像数据、规划数据、业务专题数据、互联网大数据和符号库；

数据处理模块：所述数据处理模块用于接收所述数据获取模块收集的数据，对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储；

构建模块：所述构建模块用于根据数据处理模块编辑好的数据构建出三维模型；

信息查询模块：所述信息查询模块用于供用户通过框选或点选在平台中查询信息，所述查询信息为数据处理模块存储好的数据；

项目策划模块：所述项目策划模块用户根据项目内容，在构建模块构建的三维模型中对项目进行分析，并设计出项目方案。

通过采用上述技术方案，通过获取城市二三维空间数据，实现地块化关联，通过整合地上空间、室内室外、历史现状未来多维信息模型数据，构建全要素的城市数字底板，关联从规划设计、建造施工到运营管理阶段全生命周期及城市运行管理各领域的所有信息，实现城市不同阶段、不同领域业务数据的信息传递和有效共享。

可选的，所述数据处理模块基于云渲染技术实现城市级海量多源异构古城模型数据的加载、渲染、浏览、操作、漫游、二三维联动。

通过采用上述技术方案，云渲染技术的使用能够使得三维模型的精度更高、更清晰，实现从城市全貌大场景到局部细节的直观展现，支持数据建模、空间分析、事态拟合等方式对城市建设、管理方案进行模拟仿真和推演，实现城市管理的“可视化、精细化、智能化”。

可选的，还包括模型更新模块，所述模型更新模块与数据处理模块通讯连接，所述模型更新模块用于根据存储好的数据中各因子的权重，对三维模型进行更新处理。

通过采用上述技术方案，更新三维模型能够展现更加真实的城市信息，使得数据的处理和信息的获取更加真实。

可选的，所述数据处理模块包括单体化单元，所述单体化单元对于倾斜拍摄数据支持单体化图属查询，所述单体化图属查询包括选择图元查属性以及分层查属性功能，并对倾斜摄影数据执行模型压平功能，将场景中绘制区域内的模型进行压平。

通过采用上述技术方案，有利于对图像进行分析，对于倾斜摄影数据进行处理，能够还原图像原本的样子，使得获取的数据更加真实，便于对城市建设、管理方案进行模拟仿真和推演。

可选的，所述项目策划模块还包括模拟单元，所述模拟单元包括用于提供日照、视域、通视、天际线的分析工具，所述模拟单元用于根据分析工具采集的数据辅助用户对项目的空间形态和风貌进行三维立体管控，并结合规划管控要求提供设计方案。

通过采用上述技术方案，能够支持在三维场景中显示烟花、烟雾、降雨、喷泉、降雪、水面倒影、动态草地等动态效果，并可支持用户自定义其他类型的动态效果，在项目设计方案阶段实现多方案比对并辅助设计方案审查。

可选的，所述信息查询模块包括通勤覆盖单元；

所述通勤覆盖单元用于为用户规划出行路线，所述出行路线包括步行路线、骑行路线、公交路线和驾车路线，所述通勤覆盖单元还用于监测道路拥堵情况。

通过采用上述技术方案，能够针对项目设计方案，提供交通流量影响分析、搬迁安置人口影响分析、公服配套设施影响分析等功能，评估项目建成后对城市人口出行影响。

可选的，还包括三维云看地模块，所述三维云看地模块用于在二维/三维场景中查看用地情况及重点地块周边范围的公共配套信息，所述三维云看地模块包括场景漫游单元、地块属性浏览单元和周边信息统计单元；

所述场景漫游单元用于在三维模型中自有漫游或按既定的轨迹路线以全景视角查看全市用地情况；

所述地块属性浏览单元用于通过点击具体地块查询地块面积、现状用地类型、权属、周边配套、人口分布信息；

所述周边信息统计单元用于通过选定的地块设定缓冲距离，并将范围区域内的面积、现状用地类型、权属、现状人口信息导出。

通过采用上述技术方案，实现基于地块属性信息的查询、空间范围检索、统计和结果输出，实现***的数据对接和场景呈现。

第二方面，本申请提供一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法，采用如下的技术方案：

一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法，包括以下步骤：

收集城市二维影像数据、三维影像数据、规划数据、业务专题数据、互联网大数据和符号库；

对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储；

根据数据处理模块编辑好的数据构建出三维模型；

根据用户需求从多维角度对数据进行分析。

通过采用上述技术方案，整合古城地上空间、室内室外、历史现状未来多维信息模型数据，构建全要素的城市数字底板，关联从规划设计、建造施工到运营管理阶段全生命周期及城市运行管理各领域的所有信息，实现城市不同阶段、不同领域业务数据的信息传递和有效共享。

第三方面，本申请提供一种智能终端，采用如下的技术方案：

一种智能终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的规划方法。

通过采用上述技术方案，能够存储并处理相应的程序，并根据存储的数据构建三维模型，便于结合三维模型对用户需求进行分析。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，包括可读存储介质及存储在所述可读存储介质上运行的计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如上述任一所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的规划方法。

通过采用上述技术方案，便于储存相关的程序，根据不同的项目需求进行处理。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.整合苏州古城地上空间、室内室外、历史现状未来多维信息模型数据，构建全要素的城市数字底板，关联从规划设计、建造施工到运营管理阶段全生命周期及城市运行管理各领域的所有信息，实现城市不同阶段、不同领域业务数据的信息传递和有效共享；

2.构建贯穿苏州古城建设、运行、管理的苏州古城模型基础平台，实现从城市全貌大场景到局部细节的直观展现，支持数据建模、空间分析、事态拟合等方式对城市建设、管理方案进行模拟仿真和推演，实现城市管理的“可视化、精细化、智能化”。

附图说明

图1是本申请实施例的基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的整体结构框图。

图2是本申请实施例的基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法的流程示意图。

附图标记说明：1、数据获取模块；2、数据处理模块；21、单体化单元；3、构建模块；4、信息查询模块；41、通勤覆盖单元；5、项目策划模块；51、模拟单元；6、模型更新模块；7、三维云看地模块；71、场景漫游单元；72、地块属性浏览单元；73、周边信息统计单元。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细说明。

以下结合说明书附图对本申请基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的实施例作进一步详细描述。

本申请实施例公开一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台。参照图1，一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台包括数据获取模块1、数据处理模块2和构建模块3。数据获取模块1用于收集城市二维影像数据、三维影像数据、规划数据、业务专题数据、互联网大数据和符号库，并将收集的数据传输给数据处理模块2。数据处理模块2对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储。构建模块3根据编辑好的数据构建出三维模型。

在进行建模时，为了提高三维模型的精确度，对于城市内的建筑和环境需要进行细致的划分。

在一个实施例中，在保证建筑实体均以几何建模及纹理表现基础上，建筑任何一个维度超过0.8米的结构特征均应进行几何建模，小于0.8米时用贴图准确表现。建筑的顶部女儿墙超出0.8米要做出结构。屋顶：根据影像图和相关照片资料进行制作。屋顶1米以上的结构用模型表现，房檐突出结构大于0.8米时制作出模型，突出小于0.8米的房檐用贴图表现。建筑立面凹凸结构大于0.8米的要建模表现，小于0.8米时用贴图准确表现。建筑阳台突出0.8米建模表现，一般阳台不封闭部分按封闭的阳台的效果制作。高楼的空调板、窗檐等立面特征超过0.8米建模表现，主干道的沿街底商按照影像正确贴图，城市小品均需要进行单体化处理，桥梁做贯通及单体化处理，要求同建筑一致。道路、水系归地形类，做场景修整，根据现场树木分布情况做20种树种单体化并进行合理分布上图、同时进行地砖分类展示。基于建筑单体化模型和建筑物户型结构图，对建筑物模型进行分层分户。

为了提高三维模型的精度，需要对高精度与古城全要素进行单体化处理。

在另一个实施例中，航飞分辨率:1.5cm；成果模型分辨率优于5cm。在保证建筑实体均以几何建模及纹理表现基础上，建筑任何一个维度超过0.8米的结构特征均进行几何建模，小于0.8米时用贴图准确表现。对“建筑物”、“植被”、“桥梁”、“道路”、“水系”、“场地”、“城市小品”等古城全要素进行单体化处理。

数据处理模块2在对数据进行处理时，基于云渲染技术实现城市级海量多源异构古城模型数据的加载、渲染、浏览、操作、漫游、二三维联动。使得构建模块3建模出的三维模型具备放大、缩小、全景、测距、空间分析、二三维联动、可视化查询、分层分户、属性查看等功能。

在实施中，云渲染技术的使用能够实现从城市全貌大场景到局部细节的直观展现，支持数据建模、空间分析、事态拟合等方式对城市建设、管理方案进行模拟仿真和推演，实现城市管理的“可视化、精细化、智能化”。

参照图1，数据处理模块2包括单体化单元21，单体化单元21获取数据获取模块1收集的数据，单体化单元21对于倾斜拍摄数据支持单体化图属查询，单体化图属查询包括选择图元查属性以及分层查属性功能，并对倾斜摄影数据执行模型压平功能，将场景中绘制区域内的模型进行压平。单体化单元21有利于对图像进行分析，对于倾斜摄影数据进行处理，能够还原图像原本的样子，使得获取的数据更加真实，便于对城市建设、管理方案进行模拟仿真和推演。

参照图1，智慧城市规划平台还包括三维云看地模块7，三维云看地模块7基于土地业务专题库，在二三维场景中查看全市用地情况及重点地块周边范围内的公共配套信息，实现基于地块属性信息的查询、空间范围检索、统计和结果输出，实现***的数据对接和场景呈现。三维云看地模块7包括场景漫游单元71、地块属性浏览单元72和周边信息统计单元73；

场景漫游单元71可以实现在三维场景中自由漫游或按既定的轨迹路线以360度全景视角查看全市用地情况，根据用地类型、人口密度分布、周边配套等信息，清晰直观呈现全市土地现状布局。

地块属性浏览单元72可以通过点击具体地块要素查询到地块面积、现状用地类型、权属、周边配套、人口分布等信息。

周边信息统计单元73可以通过选定一个地块设定缓冲距离，或通过框选、圆形、多边形等绘制范围，并对范围区域内的面积、现状用地类型、权属、现状人口等信息的查询，并支持将结果导出Excel等格式。

参照图1，智慧城市规划平台还包括信息查询模块4和项目策划模块5。信息查询模块4用于供用户通过框选或点选在智慧城市规划平台中查询信息，信息为数据处理模块2存储好的数据。

其中，信息查询模块4包括通勤覆盖单元41，通勤覆盖单元41用于为用户规划出行路线，所述出行路线包括步行路线、骑行路线、公交路线和驾车路线，通勤覆盖单元41还能还用于监测道路拥堵情况。

在一个实施例中，住在城西的人查询前往市中心的路线，通过点击智慧城市规划平台上的查询路线选项，三维模型上会显示出最优步行路线、最优骑行路线、最优公交路线和最优驾车路线，同时会用红色表示拥堵路线，用绿色表示通畅路线。

在另一个实施例中，用户通过智慧城市规划平台查询生源情况。通过点击智慧城市规划平台上的生源查询选项，选择所需查询的学校，三维模型上该学校会发出箭头指向该学校的生源所在地。

在还有一个实施例中，用户通过智慧城市规划平台查询学校的教学能力，通过点击智慧城市规划平台上的能力评估选项，可以查询到不同阶段的学校排名和升学率。

参照图1，项目策划模块5用户根据项目内容，在构建模块3构建的三维模型中对项目进行分析，并设计出项目方案。

其中，项目方案设计出来后需要在智慧城市规划平台中实施。

在一个实施例中，

首先，通过智慧城市规划平台为历史城区重大项目提供选址参考：提供当前片区内项目分布与进度展示，并且可以通过选址条件录入进行相关合规性地块的展示，结合项目对周边环境影响评估、人口影响评估、交通影响评估等内容，辅助领导科学高效的决策。在进行选址时，需要绘制预选址红线。具体通过结合地块控规要求、特征画像、项目需求信息等，提供合规性分析、合理性分析、备选地块排序等功能，实现项目前期选址阶段对地块适宜性的综合评价，辅助有意向的建设项目快速落位；

其次，通过三维场景展示历史城区小规模、渐进式、微循环、协商式的更新项目。对接备选方案的模型，在三维场景下进行综合展示，通过构件级城市信息模型对历史城区试点项目进行全方位展示，对建筑的风貌、材质、色彩等进行精细刻画，加强对建筑细部的展现，分析地标性建筑和古城历史文化风貌的和谐度，辅助试点项目方案决策。

智慧城市规划平台提供项目新建、上传、查询、编辑等功能，实现项目进展总览与项目管理。针对项目设计方案，提供方案查询、上传、编辑、删除、入库、相关材料同步等功能，实现更新项目方案管理。

在另一个实施例中，智慧城市规划平台支持依据控规的容积率、用地性质、建筑面积、建筑高度等指标要求，在所选地块内通过参数化方式自动生成建筑形态和布局的三维体块模型。智慧城市规划平台支持在线调参、模型联动展示及模型渲染等功能，实现规划修编效果模拟，辅助规划管理人员进行规划修编调整和项目规划设计条件的确定。

参照图1，项目策划模块5还包括模拟单元51，模拟单元51包括用于提供日照、视域、通视、天际线的分析工具，模拟单元51用于根据分析工具采集的数据辅助用户对项目的空间形态和风貌进行三维立体管控，并结合规划管控要求提供设计方案。

在一个实施例中，智慧城市规划平台能够支持在三维模型中显示烟花、烟雾、降雨、喷泉、降雪、水面倒影、动态草地等动态效果，并可支持用户自定义其他类型的动态效果，在项目设计方案阶段实现多方案比对并辅助设计方案审查。

在另一个实施例中，智慧城市规划平台支持模拟现实世界中的日照效果，根据日期和时间，模拟太阳照射在三维场景中的阴影效果。

参照图1，智慧城市规划平台还包括模型更新模块6，模型更新模块6与数据处理模块2通讯连接从而实时获取数据处理模块2处理好的数据，模型更行模块根据存储好的数据中各因子的权重，对三维模型进行更新处理。对三维模型进行更新能够提高城市信息的真实性。

下面结合一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台对一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法的实施进行详细说明：

参照图2，本申请另一实施例提供一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法，包括以下步骤：

S1，收集城市二维影像数据、三维影像数据、规划数据、业务专题数据、互联网大数据和符号库；

S2，对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储；

S3，根据数据处理模块2编辑好的数据构建出三维模型；

S4，根据用户需求从多维角度对数据进行分析。

在实施中，整合地上空间、室内室外、历史现状未来多维信息模型数据，构建全要素的城市数字底板，关联从规划设计、建造施工到运营管理阶段全生命周期及城市运行管理各领域的所有信息，实现城市不同阶段、不同领域业务数据的信息传递和有效共享。

基于上述同一发明构思，本申请实施例还公开一种智能终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的规划方法。

基于上述同一发明构思，本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集能够由处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，包括：

数据获取模块(1)：所述数据获取模块(1)用于收集城市二维影像数据、三维影像数据、规划数据、业务专题数据、互联网大数据和符号库；

数据处理模块(2)：所述数据处理模块(2)用于接收所述数据获取模块(1)收集的数据，对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储；

构建模块(3)：所述构建模块(3)用于根据数据处理模块(2)编辑好的数据构建出三维模型；

信息查询模块(4)：所述信息查询模块(4)用于供用户通过框选或点选在平台中查询信息，所述查询信息为数据处理模块(2)存储好的数据；

项目策划模块(5)：所述项目策划模块(5)用户根据项目内容，在构建模块(3)构建的三维模型中对项目进行分析，并设计出项目方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，所述数据处理模块(2)基于云渲染技术实现城市级海量多源异构古城模型数据的加载、渲染、浏览、操作、漫游、二三维联动。

3.根据权利要求2所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，还包括模型更新模块(6)，所述模型更新模块(6)与数据处理模块(2)通讯连接，所述模型更新模块(6)用于根据存储好的数据中各因子的权重，对三维模型进行更新处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，所述数据处理模块(2)包括单体化单元(21)，所述单体化单元(21)对于倾斜拍摄数据支持单体化图属查询，所述单体化图属查询包括选择图元查属性以及分层查属性功能，并对倾斜摄影数据执行模型压平功能，将场景中绘制区域内的模型进行压平。

5.根据权利要求1所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，所述项目策划模块(5)还包括模拟单元(51)，所述模拟单元(51)包括用于提供日照、视域、通视、天际线的分析工具，所述模拟单元(51)用于根据分析工具采集的数据辅助用户对项目的空间形态和风貌进行三维立体管控，并结合规划管控要求提供设计方案。

6.根据权利要求1所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，所述信息查询模块(4)包括通勤覆盖单元(41)；所述通勤覆盖单元(41)用于为用户规划出行路线，所述出行路线包括步行路线、骑行路线、公交路线和驾车路线，所述通勤覆盖单元(41)还用于监测道路拥堵情况。

7.根据权利要求1所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台，其特征在于，还包括三维云看地模块(7)，所述三维云看地模块(7)用于在二维/三维场景中查看用地情况及重点地块周边范围的公共配套信息，所述三维云看地模块(7)包括场景漫游单元(71)、地块属性浏览单元(72)和周边信息统计单元(73)；

所述场景漫游单元(71)用于在三维模型中漫游或按既定的轨迹路线以全景视角查看全市用地情况；

所述地块属性浏览单元(72)用于通过点击具体地块查询地块面积、现状用地类型、权属、周边配套、人口分布信息；

所述周边信息统计单元(73)用于通过选定的地块设定缓冲距离，并将范围区域内的面积、现状用地类型、权属、现状人口信息导出。

8.一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

收集城市二维影像数据、三维影像数据、规划数据、业务专题数据、互联网大数据和符号库；

对数据进行分析、整理、计算和编辑，并对编辑好的数据进行存储；

根据数据处理模块(2)编辑好的数据构建出三维模型；

根据用户需求从多维角度对数据进行分析。

9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求8任一所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的规划方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括可读存储介质及存储在所述可读存储介质上运行的计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求权利要求8任一所述的一种基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台的规划方法。

Images