基于Skyline的城市規劃管理系統設計探究

柴 博

（陜西地建土地勘測規劃設計院有限責任公司，陜西西安 710075）

1 系統分析

1.1 區域需求

在此系統內，對遙感技術、三維技術以及地理信息技術同城市規劃管理實現融合，構建多技術和一體化城市規劃管理的平臺。此系統最終的用戶是城市規劃的領域專家以及城市的規劃管理相關部門人員。為了對二維化規劃的信息成果實現有效應用，且以三維的場景效果對規劃工作提供依據，系統需要具備二維、三維一體化的功能。

此系統將規劃項目作為邏輯單元部分，呈現出獨立性的業務特點，在每個項目內具備多個類型方案內容，且每個方案內，規劃性的圖層以及三維化的場景都在其中呈現，所有的軟件功能在每一個規劃的方案中都可以實現應用。使用系統期間，要求實現對項目方案達到有效管理的目的，需要數據流程盡量與規劃管理的業務處理中數據流程保持一致。

1.2 系統的開發平臺實施分析

對系統進行研發的過程中，需要的支撐環境和平臺主要包括Skyline的開發平臺、GIS的開發平臺類型以及OSG的開放化圖形庫、數據庫的管理系統等。在系統開發過程中，使用C#語言，此編程語言直接面向對象，不僅保留了C、C++語言的強大功能，還對一些復雜的特性實現去除，如去除了宏和模板，且不允許多重繼承的要求。

系統性能目標如表1所示。

表1 系統性能的目標

2 系統總體架構的設計分析

2.1 整體體系結構組成

此系統運行期間，支撐的數據較多，主要包括DEM的高程、DOM的正射影像、三維的模型、shape的圖層和紋理圖片等數據類型。系統內包含較多模塊，三維模塊占據主體，功能可以劃分為二維地圖的管理、三維城市的規劃管理兩個模塊。

（1）二維。

二維地圖的模塊實現對傳統系統中GIS的功能有效保留，且此系統對二維、三維功能實現了結合，達到二維地圖與三維場景銜接與互動的目的。在此二維地圖的模塊內，針對二維化規劃的成果數據實施展示，便于其他人員對相關數據進行更新。二維地圖為三維的場景的產生提供依據，使用中用戶能夠借助二維圖對區域實現任意選擇，查看對應的區域三維場景。

（2）三維。

三維的GIS是系統的核心部分，此部分要求能夠展示與漫游三維模型，針對城市的規劃實現三維場景條件下空間條件的分析，如日照、視線等。在此分析功能的實現中，主要借助邏輯層內三維空間的分析模型。

城市的規劃過程呈現動態化特點，應對方案場景進行調整與修改，需要為方案設計人員提供模型交互和控制的接口功能。對規劃成果進行輸出的過程中，可通過多媒體相關設備對其相關成果實現全面性和直觀化的展示效果。

2.2 系統數據文件的體系結構分析

在三維城市的建設中，會產生和用到大量數據文件，數據文件涉及的范圍十分廣泛，如地形構建、模型導入等，還包括全局性項目的文件以及方案文件等。

2.3 性能設計

為了確保系統穩定有效運行，需要系統具備良好性能，因此在設計中應做好對系統性能目標的確定和設計。在此系統性能設計中，主要圍繞安全性、正確性和可靠性等方面進行目標制定，且依據此類目標對系統實施開發。

3 系統功能的結構設計和功能實現

3.1 二、三維聯動

對主程序內分別進行skyline的三維化窗口以及arcgis的地圖窗口嵌入，使用此類窗口后，能夠以統一形式實現相關配置文件的讀取。在操作和使用此類窗口期間，針對相應文件可以采取“寫”操作的功能做好相關信息的記錄工作，借助另一窗口內“讀操作”的功能，做好對相關寫入信息的讀取和閱讀。配置文件包括的信息較多，如觀察點位置的坐標以及高度等相關信息。

在二維數據相關的操作中，主要以數據庫為基礎，借助二維化GIS的功能，通過Mapcontrol對shp的文件實現調用，通過C#語言對名稱、坐標等相應匹配的程序實施編寫處理，構建一種二維化、三維化信息銜接與互動機制，使二維和三維實現GIS的聯動效果。

3.2 三維功能

系統中主要包括基礎化操作、規劃輔助分析、對規劃方案的審批、成果展示4個部分。基礎操作部分主要對二維圖層進行管理，對三維化的場景實現漫游，對三維化的空間進行查詢、統計等。在規劃輔助分析部分，主要對相關指標、控高、日照和通視進行分析。在規劃方案的審批部分，主要根據實際情況對模型實施調整，對方案進行對比，并實現對方案的合理管理。在成果展示部分，主要以錄制漫游路徑、多媒體動態效果、圖片圖案等方式實現展示。

（1）系統主界面。

系統界面內，左上方位置的功能設置能夠對二維操作、三維操作實施切換；正上方的區域內，能夠對系統各個不同的功能依據實際需求進行合理選擇；窗口左側區域范圍主要涉及工具箱、圖層管理的列表等相關內容；窗體的中央區域范圍主要對圖形進行顯示和呈現。

（2）三維場景的漫游和場景縮放處理。

借助程序的功能對鼠標狀態轉變成漫游模式類型，此時以鼠標左鍵進行移動操作，就能夠完成瀏覽位置的調整，以中鍵點擊能夠調整和改變視角的高度，或借助鍵盤上下、左右鍵對場景實現漫游。此漫游功能便于用戶對整體的地表、地物實現身臨其境體驗，通過點擊地物信息，使用戶能夠快速漫游到選擇的地物，且可對漫游路徑提前設置，依據漫游路徑對三維的場景進行直觀感受。使用鼠標能夠對三維的場景實現放縮處理，便于對重點的地物仔細觀察和整提場景的概覽。

（3）空間分析。

在空間分析中主要借助面積測算和空間的量測等手段對空間數據內隱含的信息進行提取，提供城市規劃管理決策依據。以鼠標點擊操作，點擊第一點位置，得知其坐標、高度等相關信息，再對下一點實施點擊，能夠去除此點位置的坐標、高度等相關信息。使用水平測量功能時，在完成下一步的操作中高度值的獲取后，與上一步得到高度值的情況進行對比分析，若下一步點位置的高度超過了上一步點的位置實際高度，需要進行高度值的賦給處理，否則相反處理。借助遞歸循環的對比處理方法，將全部點的高度情況和狀態通過一個水平面內實現有效變換與體現。測量空間的過程中，通過三維坐標對兩點的空間距離實施計算；測算面積時，基于系列點實際坐標判斷是否自交，自交則無法計算面積。

（4）通視分析。

借助輔助規劃的模塊，以指定點對區域的范圍內通視面積實現測算，判斷點對點是否通視，展示通視的分析效果，便于城市的規劃管理人員掌握通視情況，對規劃起到輔助作用。

在實際操作中，以鼠標點擊兩點，獲取兩點間實際的空間線，且在地形上實現投影，再劃分為若干等份，結合等分點位置具體地形高度以及建筑高度的總和，將起點、終點的高度與空間線各空間的高度進行對比，判斷是否通視。

（5）控高分析。

通過對控高進行分析，便于城市的規劃人員協調空間需求和高層建筑物空間布局的關系。鼠標對點單擊能夠獲取此點坐標，將其作為控高的中心點，借助參數面板獲取控高的高度以及半徑參數，以坐標點信息查詢的數據庫獲取區域中建筑物的屬性高度，再以循環比較獲取地面內點的半徑范圍全部建筑高度，與提供的控高參數進行對比，并顯示超過控高面的相關建筑。

4 結語

綜上所述，借助信息科技技術能夠有效提升城市規劃管理的水平，文章基于Skyline來對城市規劃管理系統進行設計，詳細介紹各個方面的功能，為相關工作的研發和使用具提供參考。