GIS三維可視化在機場選址中的應用研究

李佳蔓

摘 要：我國經濟的高速發展帶動了我國民航事業的發展，對于機場選址與規劃人員而言，在數據分析、數據量化統計、查詢等方面較為不便，而GIS技術可將顯示世界中的對象空間位置和相關屬性有機的結合，能更好地滿足用戶對空間信息管理的要求。

關鍵詞：GIS三維可視化;機場選址;應用研究

一、華池縣概況

華池縣地處甘肅省東端，東北與陜西省志丹、吳旗、定邊接壤，西南與甘肅省內的慶城、環縣、合水為鄰。地處東經107°29'-108°33'，北緯36°07'-36°51'之間。

初選場址過程中，以空域優先為原則，先從空中分析適合選址的區域，再從可選區域中根據地形地貌、城市規劃、建設條件、區域位置及配套設施等因素篩選場址。

（一）按照新建機場鄰接區應盡可能避免與現有機場使用空域重疊、且需與現有航路、航線保持足夠水平間隔和垂直間隔的要求，華池通用機場選擇場址，較為合適的為縣域東南片區，此區域范圍最大限度保障本場與現有保證本場飛行與現有航線、航路有足夠的水平間隔。

（二）從華池縣地形地貌來看，整個區域屬于黃土低山丘陵地貌，選擇縣城和南梁之間山梁場址，既靠近公路又保證良好的凈空條件。視野良好、氣象情況穩定、排水條件好、對周邊區域噪音影響小，滿足機場使用要求。

（三）按照華池縣城城市發展規劃，今后將依托主要交通干線，引導人口和產業向發展軸集聚，形成點軸城鎮發展格局，華池縣東南區域處在規劃發展軸的兩軸之間，同時在老城區向新城區發展路徑上，在此發展軸線建設通用機場，可帶動該區域相關產業的發展，促進就業和增加稅收，符合華池縣城市發展規劃，也符合選址要求中的機場運行和發展與城市規劃相協調的原則。

（四）按照華池縣縣域旅游發展規劃，旅游資源主要集中在：以南梁鎮所在地位為中心的紅色旅游區。南梁、抗大第七分校、雙塔森林公園等組成的五大精品旅游線路及重點紅色旅游基地基本圍繞南梁設置，旅游線路與城市規劃“多軸”布置一致，通用機場場址選在該區域，有利于旅游產業的發展和旅游產品的開發，符合華池縣“做大做強旅游產業”的發展規劃。

（五）從華池縣地震震中分布圖上看，華池西部地震活動較為頻繁，東部地震活動相對較弱，因此將預選選址確定在此區域是合適的。

根據華池縣的空域、地面條件、城市發展規劃和區域地址環境等因素，綜合分析后，重點選址區域宜確定在華池縣東南區域。

二、初選場址地理分析

根據前述選址原則，按照民航選址的有關要求，結合和華池縣區內自然地形地貌、資源分布的實際情況，項目組經過圖上作業后，選出了條件相對較好的01柳灣場址、02雷圪嶗場址、03南梁場址3個初選場址作為預選場址，如圖所示

三、場址凈空條件分析比較

所謂凈空是指機場附近沿起降航線一定范圍內的空域，即在跑道兩端和兩側上空為飛機起飛爬升、降落下滑和目視盤旋需要所規定的空域。在這個區域內，不能有地面的障礙物來妨礙導航和飛行（種小雷，2002）。

傳統的機場凈空障礙物獲取方法是調查和測定機場凈空限制面內障礙物的位置和高度，繪制出機場凈空限制面及障礙物位置圖，然后根據三角關系計算物體高度是否超過限制高度。這種方式成圖速度慢、精度低、難以更新。而通過建立機場凈空模型，可以確定機場周圍任一平面位置的障礙物許可高度，用三維遙感與GIS技術獲取障礙物數據，具有分析過程效率高、結果數據準確、實現凈空障礙物三維可視化等優點。

（一）機場凈空模型

從《民用機場飛行區技術標準》（MH50012000）中關于機場凈空的規定可以看出，機場對障礙物的限高要求具有縱橫對稱的特點，因此，本文采用一種通用的機場凈空限制面幾何模型，即所謂的縱橫對稱的凈空模型。

（二）機場凈空障礙物分析

研究中利用土石填挖計算的原理，將機場實地數字高程模型數據和機場凈空限制面高程模型進行填挖方分析獲得地形障礙數據，將機場實地數字高程模型作為原始地形數據，機場凈空限制面高程模型作為填挖后地形數據，填挖方分析獲得的挖方區域即是地形超高區域。將建立機場實地數字高程模型的等高線離散化數據，和帶有頂端高程值屬性的障礙物數據一起重新構建TIN，其中煙囪、塔欠、天線等點狀地物被統一處理為直徑為l〇m的面，這樣點狀地物與樓房、樹林等面狀地物全部參與構建TIN，TIN轉換為grid，獲得機場實地障礙物高程模型。機場實地障礙物高程模型與機場凈空限制面高程模型進行填挖方分析，落在挖方區域內的障礙物即是超高障礙物。對超高障礙物數據進行整理，獲得最終的機場超高障礙物成果。

對機場凈空區進行三維建模及飛行模擬根據遙感圖像三維可視化模型（圖2），利用ERDASImagingVirtualWS軟件，在VirtualGIS軟件中，設置飛行路線、飛行視角、速度和飛行高度等飛行參數，進行飛行模擬，重點突出表現了凈空障礙物對飛機飛行的影響，最終輸出機場凈空區虛擬現實模擬飛行錄像文件。