新一代地理设计引擎——SuperMap 3D Designer

超图集团 2020-02-03

数据是地理设计的核心。数据采集技术和采集效率不断提升，向GIS基础软件提出了应用挑战。

基于新一代三维GIS技术，超图推出了SuperMap 3D Designer三维地理设计引擎，提供了精准对接、处理地上/地下各种多源异构数据，与建模软件进行协同设计，结合三维规则建模与多种三维空间查询、分析功能，以及支持定制城市设计规则等多项关键产品技术与特性，为赋能三维地理设计提供了GIS基础平台支撑。

一支持多源数据

三维地理设计引擎3D Designer能够对接来自更多建模软件、不同采集方式的多源异构数据（如图1所示），SuperMap 3D Designer新版本新增支持SKP数据导入、Autodesk Civil 3D所生产的BIM数据（如图2所示）、通用的BIM数据交换格式IFC，还支持SketchUp数据导入（如图3所示），以及Geo3DML格式导入（如图4所示）。

图1 多源数据

图2 手工建模数据导入

图3 SketchUp数据导入-城市设计

图4 Geo3DML格式地质体数据导入

二多源数据融合

项目实施中，通常需要将建筑模型与周边倾斜摄影、地形影像等多源数据精准融合。当多源异构的数据加载到场景中时，由于数据坐标系的不同，加载到场景中的数据之间会出现位置偏移。3D Designer提供倾斜摄影模型、点云及BIM模型等三维数据的坐标转换（如图5、6所示），提供多种数据融合方式，从而满足多源异构数据在场景里能够精准匹配（如图7所示）。

图5 点云数据坐标转换

图6 模型数据四参数与七参数坐标系统互相转换

图7 倾斜摄影模型与人工模型精确融合

当模型数据坐标系未知的情况下，SuperMap 3D Designer新版本提供了模型批量编辑、平移、旋转、同名点匹配等功能，帮助使用者精准匹配场景中的多种数据（如图8、9所示）。

图8 同名点匹配BIM数据

图9 同名点匹配BIM数据匹配结果

SuperMap 3D Designer新版本支持构建不规则四面体网格和体元栅格等连续空间的三维数据，可用于表达矿床和各种三维场（后者如无线通讯场、温度场、风场等）。不规则四面体网格和体元栅格数据可以用来表达三维实体对象。

三可视化表达效果

SuperMap 3D Designer新版本支持多种动态线形与面状特效符号，更加生动直观地表达地区、边界、道路、节点、地标等城市设计要素。

图10 三维特效线型符号表达边界

SuperMap 3D Designer新版本还支持草图模式，提升了模型数据展示效果的线条感与设计感。

图11 草图模式

四定制城市设计规则

以前，传统城市设计的成果多为二维CAD或者三维模型图，无法实现高效的城市规划管理。如今，城市设计与三维GIS技术结合，将城市设计管控规则数字化转译为多项电子规则，把三维空间转换三维数字化空间，实现了从城市设计到规划管理全环节的运用。

地下管线建设需要对管线的材质、埋深、走向进行综合性管控，以更直观显示、管理地下管线的空间布局。SuperMap 3D Designer新版本通过构建以净距数值为半径的三维缓冲区，对管线之间的水平和垂直净距进行检测，以判定周边管线距离是否满足净距要求。

图12 地下管线生成三维缓冲区

道路红线是城市道路规划的实际控制线。依照相关规定，红线范围内不允许规划永久性建筑。SuperMap 3D Designer支持将道路红线拉伸构建为实体模型与建筑模型进行布尔运算，不但能判断建筑物是否超侵占道路，而且能够准确计算出超限部分的面积与体积。如图13所示：红色区域为超限部分，应退至红线区域外。

图13 道路红线检测

日照是建筑设计中的重要指标之一，根据有关规则，对不同种类的建筑物的日照时长等相关指标均需要进行详细评估。SuperMap 3D Designer新版本新增针对模型、点、线、面对象进行日照分析，输出带有最大日照时长和最多日照时长的三维点数据和模型数据，满足对建筑日照分析的使用需求。

图14 日照分析

SuperMap 3D Designer新版本新增开敞度分析功能，用于针对城市公园、城市广场、城市步行街、城市滨水区域等居民生活相关活动场地进行空间分析，直观地展现与分析空间的开敞程度，评估设计方案对日常生活的影响。

图15 开敞度分析

五B/S端应用

以往的地理设计能力基本集中在桌面端软件，新一代三维地理设计引擎将这些能力扩展到浏览器端产品，如图16所示。通过与服务端参数交互，在B/S端实现三维空间运算、三维空间查询与三维空间分析等重要功能，大大提升三维地理设计的多端应用能力，同时降低使用成本，让公众更加方便地参与设计过程、分享设计成果。

图16 WebGL产品显示退线检测结果

SuperMap GIS 9D(2019)版本提供新一代三维地理设计引擎，提供大场景数据加载、多源数据融合与三维实体数据运算等多项关键技术与能力，帮助用户实现“地理设计+GIS”应用中的各种实际业务需求。

未来，超图将会和众多合作伙伴继续携手，不仅赋能地理设计的自动化管控，更赋能设计师、城市管理者，以及与城市环境营造相关的每一个参与者。

作者 | 三维研发中心倪泽涵李濛张文燕

责编 | 王静静