1、 技 术 工 程 / T E C H N I C A L E N G I N E E R I N G1 5 4 城 市 地 理 城 市 地 下 综 合 管 廊 三 维 模 型 构 建 方 法 研 究 周 启 超 倪 长 宝 陆 继 亮 王 波 ( 扬 州 市 国 土 资 源 调 查 中 心 , 江 苏 扬 州 2 2 5 0 0 9 ) 摘 要 : 分 析 城 市 地 下 综 合 管 廊 的 组 成 结 构 , 并 结 合 城 市 工 程 测 绘 技 术 研 究 地 下 综 合 管 廊 三 维 模 型 的 构 建 方 法 , 最 终 构 建 了 研 究 区 规 划 出 的 地 下 综 合 管
2、廊 三 维 模 型 及 其 周 边 地 上 下 三 维 模 型 , 从 而 为 相 关 规 划 设 计 部 门 和 施 工 单 位 提 供 逼 真 的 、 可 视 化 的 综 合 管 廊 三 维 模 型 数 据 , 为 进 一 步 提 高 其 规 划 和 施 工 的 科 学 性 和 有 效 性 , 以 及 城 市 地 下 综 合 管 廊 建 设 的 技 术 创 新 提 供 重 要 参 考 。 关 键 词 : 地 下 综 合 管 廊 ; 三 维 模 型 ; 城 镇 化 引 言 随 着 我 国 城 镇 化 的 快 速 发 展 , 地 下 基 础 设 施 建 设 滞 后 的 问 题 日 益 突 出
3、, 经 常 出 现 反 复 开 挖 路 面 、 架 空 线 网 密 集 、 管 线 事 故 频 发 等 问 题 。 为 此 , 城 镇 相 关 职 能 部 门 需 要 统 筹 各 类 市 政 管 线 规 划 、 建 设 和 管 理 , 推 进 城 市 地 下 综 合 管 廊 的 建 设 , 以 利 于 保 障 城 市 安 全 、 提 高 城 市 综 合 承 载 能 力 和 城 镇 化 发 展 质 量 等 。 地 下 综 合 管 廊 又 被 称 为 “ 共 同 沟 ” , 即 在 地 下 建 造 集 约 化 隧 道 , 集 电 力 、 通 讯 、 燃 气 、 上 水 等 各 种 市 政 管 线
4、于 一 体 , 同 时 设 置 专 门 的 检 修 口 、 吊 装 口 和 监 测 控 制 系 统 1 。 早 在 1 8 3 3 年 法 国 巴 黎 就 开 始 建 立 城 市 地 下 综 合 管 廊 并 逐 步 完 善 , 后 来 英 国 、 德 国 和 日 本 等 国 家 也 建 立 了 完 善 的 地 下 综 合 管 廊 2 。 我 国 建 国 初 期 在 北 京 建 立 了 一 段 地 下 综 合 管 廊 , 但 是 直 到 1 9 9 4 年 才 在 上 海 建 立 了 第 一 条 现 代 化 的 地 下 综 合 管 廊 。 今 年 8 月 1 0 日 , 国 务 院 发 布 关
5、于 推 进 城 市 地 下 综 合 管 廊 建 设 的 指 导 意 见 , 要 求 各 级 地 方 政 府 加 快 推 进 地 下 综 合 管 廊 建 设 , 并 鼓 励 工 程 建 设 技 术 创 新 及 应 用 。 本 文 根 据 城 市 地 下 综 合 管 廊 的 组 成 结 构 , 结 合 城 市 工 程 测 绘 技 术 研 究 地 下 综 合 管 廊 三 维 模 型 的 构 建 方 法 , 最 终 构 建 一 段 研 究 区 规 划 的 地 下 综 合 管 廊 三 维 模 型 及 其 周 边 地 上 下 虚 拟 地 理 环 境 , 从 而 为 相 关 规 划 设 计 部 门 和 施
6、工 单 位 提 供 逼 真 的 、 可 视 化 的 综 合 管 廊 三 维 模 型 数 据 , 进 一 步 提 高 其 规 划 和 施 工 的 科 学 性 和 有 效 性 , 为 城 市 地 下 综 合 管 廊 建 设 的 技 术 创 新 提 供 重 要 参 考 。 1 . 城 市 地 下 综 合 管 廊 的 组 成 结 构 现 代 化 的 城 市 地 下 综 合 管 廊 可 以 将 各 类 城 市 工 程 管 线 集 中 容 纳 于 一 体 , 并 留 有 供 检 修 人 员 进 出 的 人 员 入 廊 口 和 行 走 通 道 的 隧 道 结 构 。 具 体 就 是 在 城 市 的 地 下
7、空 间 中 建 造 一 条 隧 道 , 该 隧 道 将 燃 气 、 给 水 、 热 力 、 雨 水 、 污 水 、 电 力 、 通 讯 、 有 线 电 视 线 路 等 各 种 管 线 集 成 在 一 起 , 并 设 置 专 门 的 管 廊 人 员 出 入 口 、 管 线 吊 装 口 和 各 种 监 测 系 统 , 管 廊 整 体 统 一 规 划 、 设 计 、 建 设 和 管 理 , 这 就 彻 底 改 变 以 往 各 个 管 线 各 自 建 设 、 各 自 管 理 的 零 乱 局 面 , 也 从 根 本 上 杜 绝 反 复 开 挖 路 面 、 架 空 线 网 密 集 和 管 线 事 故 频
8、发 等 情 况 , 进 而 消 除 由 此 造 成 的 资 源 严 重 浪 费 和 对 城 市 市 容 、 交 通 和 居 民 生 活 等 的 不 良 影 响 , 节 省 了 城 市 地 下 空 间 。 本 文 根 据 研 究 区 扬 州 某 处 的 实 地 情 况 和 该 处 地 下 管 廊 的 设 计 图 分 析 综 合 管 廊 的 组 成 结 构 , 将 其 分 为 燃 气 仓 、 给 水 仓 和 热 力 仓 , 每 个 仓 室 中 分 别 有 甲 烷 、 应 力 和 温 度 的 感 应 检 测 设 备 以 及 视 频 监 控 、 报 警 灯 等 附 属 设 施 。 给 水 仓 中 接
9、入 通 讯 、 电 力 、 有 线 电 视 等 线 路 。 根 据 综 合 管 廊 的 组 成 结 构 , 就 可 以 排 列 出 综 合 管 廊 三 维 模 型 的 图 层 列 表 , 为 三 维 建 模 打 下 基 础 。 2 . 城 市 地 下 综 合 管 廊 三 维 建 模 关 键 技 术 目 前 地 下 综 合 管 廊 三 维 模 型 构 建 的 相 关 技 术 较 多 , 主 要 分 为 以 下 几 种 : ( 1 ) 激 光 雷 达 自 动 建 模 这 种 技 术 主 要 利 用 小 型 三 维 激 光 扫 描 仪 在 建 成 的 地 下 综 合 管 廊 中 扫 描 管 廊 的
10、点 云 数 据 , 然 后 对 点 云 数 据 进 行 去 噪 、 重 采 样 、 特 征 点 线 提 取 和 三 角 面 拟 合 等 处 理 , 最 后 自 动 建 立 综 合 管 廊 三 维 模 型 。 但 是 这 种 技 术 要 在 综 合 管 廊 建 成 之 后 才 可 以 使 用 , 不 适 合 综 合 管 廊 的 前 期 设 计 阶 段 的 三 维 建 模 。 ( 2 ) 交 互 式 三 维 建 模 即 利 用 S k e t c h U p 等 交 互 式 建 模 软 件 来 构 建 地 下 综 合 管 廊 的 方 法 。 该 方 法 利 用 研 究 区 的 地 下 综 合 管
11、廊 的 规 划 设 计 图 和 1 : 5 0 0 测 绘 地 形 图 , 构 建 综 合 管 廊 及 其 地 上 下 周 边 环 境 的 三 维 模 型 , 可 以 逼 真 的 展 现 规 划 设 计 出 的 综 合 管 理 实 际 效 果 , 具 有 时 间 短 、 效 率 高 和 可 视 化 程 度 强 等 优 点 , 适 合 地 下 综 合 管 廊 的 前 期 设 计 阶 段 。 本 文 即 采 取 第 二 种 方 法 来 快 速 构 建 综 合 管 廊 及 其 地 上 下 周 边 环 境 的 三 维 模 型 。 首 先 采 集 研 究 区 的 基 础 数 据 , 包 括 研 究 区
12、1 : 5 0 0 测 绘 地 形 图 、 研 究 区 遥 感 影 像 图 、 地 下 综 合 管 廊 设 计 图 和 研 究 区 周 边 环 境 高 清 数 码 照 片 ; 其 次 , 对 采 集 的 地 形 图 数 据 进 行 图 形 整 理 、 图 层 整 理 和 坐 标 转 换 等 处 理 , 对 高 清 数 码 照 片 进 行 裁 剪 、 校 正 、 压 缩 和 去 噪 等 处 理 ; 第 四 就 是 利 用 处 理 好 的 数 据 在 S k e t c h U p 软 件 平 台 内 进 行 交 互 式 三 维 模 型 构 建 , 具 体 步 骤 包 含 地 形 模 型 构 建
13、、 管 廊 模 型 构 建 、 管 廊 附 属 设 施 模 型 构 建 、 建 筑 物 及 周 边 环 境 附 属 设 施 模 型 构 建 , 然 后 对 模 型 进 行 真 实 纹 理 贴 图 ; 最 后 就 是 将 构 建 好 的 各 类 模 型 建 立 对 应 的 图 层 , 再 根 据 各 类 模 型 的 坐 标 位 置 匹 配 在 一 起 , 最 终 组 成 地 下 综 合 管 廊 和 地 上 下 周 边 环 境 三 维 模 型 。 构 建 好 的 城 市 地 下 综 合 管 廊 及 其 地 上 下 周 边 环 境 的 三 维 模 型 如 图 1 所 示 。 图 1 城 市 地 下
14、综 合 管 廊 及 其 地 上 下 周 边 环 境 的 三 维 模 型 3 . 总 结 与 展 望 本 文 分 析 了 城 市 地 下 综 合 管 廊 的 组 成 结 构 , 并 结 合 城 市 工 程 测 绘 技 术 研 究 其 三 维 模 型 的 构 建 方 法 , 最 终 构 建 了 研 究 区 规 划 的 地 下 综 合 管 廊 及 其 地 上 下 周 边 环 境 三 维 模 型 , 从 而 为 相 关 规 划 设 计 部 门 和 施 工 单 位 提 供 逼 真 的 、 可 视 化 的 综 合 管 廊 三 维 模 型 数 据 , 进 一 步 提 高 其 规 划 和 施 工 的 科 学
15、性 和 有 效 性 , 为 城 市 地 下 综 合 管 廊 建 设 的 技 术 创 新 提 供 重 要 参 考 。 未 来 可 以 将 本 研 究 与 三 维 地 理 信 息 系 统 相 结 合 , 将 三 维 模 型 数 据 作 为 三 维 地 理 信 息 系 统 的 数 据 源 , 开 发 城 市 地 下 管 廊 三 维 地 理 信 息 系 统 平 台 , 深 入 展 开 对 下 线 综 合 管 廊 的 研 究 与 管 理 。 参 考 文 献 : 1 王 健 宁 , 浅 谈 城 市 地 下 管 线 共 同 沟 的 建 设 J , 现 代 城 市 研 究 , 2 0 0 4 ( 4 ) , 4 2 - 4 5 2 马 东 玲 , 陈 一 民 , 北 京 市 地 下 综 合 管 廊 规 划 与 架 空 线 路 入 地 探 讨 J , 市 政 技 术 , 2 0 1 4 ( 5 ) , 1 2 0 - 1 2 7
