城市地下空間信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、摘要城市地下空間資源作為城市的重要自然資源，在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、民防_L程建設(shè)、環(huán)境建設(shè)及城市可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。隨著大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的進(jìn)行、地下空間規(guī)劃和地卜空間立法1:作的開展，以及信息技術(shù)的進(jìn)步，越來越需要盡快建立城市地下空間信息系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地層、地下管線、地下構(gòu)筑物、地下水資源等地下空間信息的可視化和一體化管理。本文在提出了城市地下空間信息系統(tǒng)概念和內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，較全面地對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)、建模技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和工

2、程應(yīng)用等方面開展了一些探索性_I作，并對(duì)取得的成果進(jìn)行了總結(jié)。主要工作包括:在研究了城市地下空間信息系統(tǒng)的信息多源性特點(diǎn)和基本功能耍求的基礎(chǔ)上，按照組件式軟件的要求，并考慮地下空間信息流的特征，將系統(tǒng)劃分為七個(gè)組件，分別為數(shù)據(jù)管理組件、專業(yè)建模組件、可視化組件、空間分析組件、專業(yè)應(yīng)用組件和WcbGIS組件，組件與組件之間相互獨(dú)立，又通過接口進(jìn)行信息的交流，并對(duì)每個(gè)組件結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。提出了“考慮不連續(xù)地質(zhì)信息的三步地層建模法”，

3、并以離散三角形曲面片投影求交算法和三維裁剪求交算法為基礎(chǔ)，建立了基于地質(zhì)采樣數(shù)據(jù)(主要是鉆孔信息)的、矢量面向?qū)ο笕S數(shù)據(jù)模型。該模型不但能表現(xiàn)規(guī)則層狀地層結(jié)構(gòu)，而且能構(gòu)建基于特征斷面的多精度管狀地物模型，以再現(xiàn)不連續(xù)地質(zhì)體，如斷層、溶洞、地下構(gòu)筑物、地下管道等。在空間散亂點(diǎn)的曲面擬合技術(shù)方面，介紹了系統(tǒng)采用的三種方法:反距離加權(quán)插值法、移動(dòng)擬合法、克里金法，對(duì)這些方法的理論基礎(chǔ)和適用性作了研究。在數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面，研究了基于對(duì)象一關(guān)系數(shù)

4、據(jù)庫管理系統(tǒng)ORACLE的地下空問綜合信息數(shù)據(jù)庫分析和設(shè)計(jì)。包括圖幅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、分類編碼方案、符號(hào)化方案等。圖幅結(jié)構(gòu)采用按行政區(qū)劃的分幅方案，符合日前地卜空間信息的管理現(xiàn)狀圖層結(jié)構(gòu)則根據(jù)專題劃分成基礎(chǔ)類地理信息圖層、地層信息圖層、地下管線信息圖層、地卜構(gòu)筑物圖層、施_l:過程信息圖層、地卜水資源信息圖層等六大土題圖層和兒十個(gè)亞圖層。利用OracleSpatial的SDOesGEOMETRY類為核心，實(shí)現(xiàn)了地下空間信

5、息和非空間屬性信息的無縫鏈接。在編制數(shù)據(jù)管理組件過程中。提出了一種稱為“動(dòng)態(tài)綁定技術(shù)”的數(shù)據(jù)庫編程方案，大大簡(jiǎn)化了程序結(jié)構(gòu)、提高了代碼的經(jīng)濟(jì)性和效率。在城市地下空間海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能改善技術(shù)方面，采用了索引技術(shù)、分區(qū)表和分區(qū)索引技術(shù)、數(shù)據(jù)庫井行計(jì)算技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)等改善海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢性能。地卜空間信息系統(tǒng)在在巖土工程、市政工程、人防工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工，地下空間規(guī)劃、地卜空間立法等領(lǐng)域都有美好的應(yīng)用前景。本文最后以巖土工程地質(zhì)

6、勘察、地基基礎(chǔ)的輔助設(shè)計(jì)、地卜空間信息的網(wǎng)絡(luò)化共享為例拋磚引玉地說明其應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞地卜空間信息系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫數(shù)字地層地卜管線地卜構(gòu)筑物Inordertoimproveperformanceindataaccessandstorageindextechnologypartitiontableandpartitionindextechnologyparallelcomputingtechnologyanddistributeddat

7、abasetechnologyareadoptedandresearchedUUSISshowspromisingfuturegeotechnicalengineeringmunicipaleundergroundplanandlawmaking.insuchfieldsasexplorationdesignconstructioninngineeringandcivildefenseengineeringaswellasinKeyWo