CN111784830B - 一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法与系统 - Google Patents
一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法与系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，该方法包括：获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系；将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则；基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。该方法能够直观展示空间信息，增强多维度的空间分析，提高对TOD城市大数据分析效率。
Description
技术领域
本发明涉及空间分析领域，具体是一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法与系统。
背景技术
现有技术中，三维地理信息系统展示的空间信息过于抽象，用户并不能快速准确的根据空间信息进行判断，造成效率低下的问题。
并且，空间信息的分析过程往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂和空间信息面前，二维地理信息系统的空间分析功能具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维地理信息系统无法实现，而三维地理信息系统缺少空间分析功能，不能直观的展示其空间信息。
因此，如何直观展示空间信息，增强多维度的空间分析，提高对TOD(transit-oriented development，TOD)城市大数据分析效率是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是为了解决现有技术中对空间信息的展示过于抽象，三维地理信息系统缺少空间分析功能，不能对多维空间进行分析，降低了对TOD城市大数据的分析效率的问题，实现空间信息直观展示，增强多维度的空间分析，提高对TOD城市大数据的监测分析效率。
本发明实施例提供一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，包括：
获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系；
将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则；
基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
在一个实施例中，所述基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系，包括：
基于所述TOD逻辑关系，建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系，建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
在一个实施例中，所述将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则，包括：
按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源；
将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联，生成所述三维建筑模型；
利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源，并提取所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值；
将所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联，生成所述第一规则。
在一个实施例中，所述基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测，包括：
根据所述TOD监测指标，判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符；
若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符，则调整所述三维建筑模型中的空间实体的属性值，生成所述第二规则；
根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值，更新所述三维建筑模型；所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值；
模拟评估第二规则对所述TOD监测指标的影响程度，若所述影响程度在预设范围内，则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
在一个实施例中，所述TOD监测指标，包括：
城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
第二方面，本发明还提供一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，包括：
建立模块，用于获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系；
三维化拟合模块，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则；
调整模块，用于基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
在一个实施例中，所述建立模块中所述基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系，包括：
基于所述TOD逻辑关系，建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系，建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
在一个实施例中，所述三维化拟合模块，包括：
存储单元，用于按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源；
建模单元，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联，生成所述三维建筑模型；
提取单元，用于利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源，并提取所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值；
规则生成单元，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联，生成所述第一规则。
在一个实施例中，所述调整模块，包括：
判断单元，用于根据所述TOD监测指标，判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符；
调整单元，用于若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符，则调整所述三维建筑模型中的空间实体的属性值，生成所述第二规则；
更新单元，用于根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值，更新所述三维建筑模型；所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值；
模拟监测单元，用于模拟评估第二规则对所述TOD监测指标的影响程度，若所述影响程度在预设范围内，则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
在一个实施例中，所述建立模块中的所述TOD监测指标，包括：
城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，本方法基于TOD逻辑关系对TOD监测指标与数据资源建立关联关系，进而将TOD监测指标与数据资源数据拟合到三维建筑模型中，保证了三维数据精度、空间位置与属性的一致性，并在三维场景中进行展示，使空间信息可视化和直观化，通过生成规则以及实现规则的调整、模拟、实施和后续监测，使三维建筑模型具有了空间分析功能，提高了多维空间分析的效率，实现了基于规则的三维模型的快速构建与多源数据的集成应用，能够快速准确地对TOD城市大数据进行监测分析。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步地详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的步骤S102流程图；
图3为本发明实施例提供的宏观三维景观示意图；
图4为本发明实施例提供的中观三维景观示意图；
图5为本发明实施例提供的微观三维景观示意图；
图6为本发明实施例提供的步骤S103流程图；
图7为本发明实施例提供的全局E-R图；
图8为本发明实施例提供的从站点出入口至公服设施的三维分析示意图；
图9为本发明实施例提供的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照图1所示，本发明实施例提供的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，该方法包括：步骤S101～S103；
S101、获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系；
具体的，所述TOD监测指标，包括：城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。其中，上述城市尺度指标包括TOD建设运营状况、TOD带动能力、TOD出行分担率(轨道出行占比、地面公交出行占比等)、TOD规划及发展策略执行度(规划执行实施度、规划执行一致性、建设项目实施度、建设项目一致性)；上述廊道尺度指标包括服务人口(人口规模、人口密度、人口占比)、服务设施(教育、医疗、便民、商业中心、文化休闲)、服务质量(轨道衔接性、公交换乘指数、用地功能混合度、绿视率)；上述站点尺度指标包括效率(人口密度、容积率)、中心性(度中心性、中介中心性、近中心性)、质量(轨道衔接性、公交换乘指数、用地功能混合度、绿视率)、服务设施(教育、医疗、便民、商业中心、文化休闲)。
进一步地，所述数据资源包括但不限于以下方面：地铁线路数据(地铁线、地铁站、地铁出入口)、公交线路数据(公交线、公交站)、人口数据(地铁、公交营运客流、人口职住、分时人口热力)、公服设施(学校、医院、商业)、土地利用(不同类别的土地空间分布)、城市建筑(城市建筑平面空间位置、建筑高度)、影像数据(遥感影像、街景)。
从类型来看,所述数据资源包括但不限于：城市空间的各类二维平面数据及其属性数据。所述二维平面数据包括但不限于住房建筑底面、办公建筑底面、公共服务建筑底面、道路中心线、轨道线、轨道站台平面等。所述属性数据包括但不限于层高、车道宽度、建筑功能(居住、办公)等。
进一步地，由于数据资源采集周期因各尺度、各城市、各类用户的应用差异而不同，可根据应用场景具体设置，在大数据采集过程中需要进行数据清洗与异常值处理，对数据进行重新审查和校验，删除重复信息，以保证数据一致性。
进一步地，基于TOD逻辑关系，对TOD监测指标与数据资源建立关联关系包括：建立城市空间的各类二维平面数据以及属性数据彼此之间的映射关系和拓扑连接关系；以及建立TOD监测指标与各类二维平面数据以及属性数据彼此之间的映射关系和拓扑连接关系。例如，建立第N张街景图片属于道路A上的点a；离B1楼最近的轨道站点是G3站等拓扑连接关系，以及B1楼功能为办公，能容纳就业人口3500人等映射关系。以上映射关系、拓扑连接关系等关联关系是基于TOD逻辑关系建立的，即基于TOD大数据监测和分析的需要和目标来实现这些关联关系，能够有利于符合TOD逻辑的大数据监测和分析，例如，将就业人口3500人映射到B1楼，以及将人口密度等TOD监测指标映射到B1楼，有利于对B1楼的人口居留和流动状态进行TOD大数据的监测和分析。
S102、将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则。
具体的，上述通过三维化拟合，创建三维建筑模型的过程，包括但不限于：利用规则建模工具，将上述二维平面数据及其属性数据三维可视化，生成三维建筑模型，三维建筑模型由建模形成的三维的空间实体组成；基于上述关联关系，将相应TOD监测指标代入三维建筑模型，并相应调整三维建筑模型。
进一步地，通过将二维平面数据及其属性数据三维可视化以及将TOD监测指标代入三维建筑模型，进一步细致刻画出建筑模型的三维空间实体，例如比如在居住楼的三维建筑模型中进行单元划分；在办公楼的三维建筑模型中进行房间、工位划分；在车道的模型上的模拟小汽车数量(交通流量)等。
进一步地，在将TOD监测指标与数据资源拟合到所述三维建筑模型的基础上，由此生成第一规则，例如每平方米的工位数或者居住人数，每平方米用电量，每层建筑的出行量，各类公共服务设施的可达性、建筑功能多样性规则、建筑能耗控制量等，可见，第一规则即是在三维化模型的空间基础上，将反映目前现状的TOD监测指标和数据资源转换为符合TOD大数据监测和分析需求的相关规则。
S103、基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
具体的，基于TOD现状评估和预期目标调整所述第一规则，生成第二规则；比如，我们想要提高某个站点周边的就业岗位数量，那我们将原来1平米对应1个工位的第一规则，调整为1平米对应2个工位这条新的第二规则；进而，按照第二规则调整数字空间中的三维建筑模型，此时空间三维图形就发生了变化，例如格子间工作隔板、桌椅增多了；同时，模拟评估调整后第二规则对相关的各项TOD监测指标的影响程度，例如通过交通出行模拟等模型，确认新增岗位数，不会影响周边道路交通，该模拟过程可三维动态展示；若确认没有负面影响或负面影响在可接受范围内，根据所述第二规则对现实实体空间进行更新改造，比如通过装修改造、重新布局商务办公楼工位，预期使其容纳更多就业人口；然后通过手机信令、百度LBS等城市TOD大数据监测该站点周边的就业人数，以确认实际就业人数是否有所提升，以便及时反馈调整第二规则。可见，第二规则是在基于第一规则的现状评估基础上，以预期目标为导向进行调整后能够反映预期目标的规则。
本实施例中，基于TOD逻辑关系对TOD监测指标与数据资源建立关联关系，进而将TOD监测指标与数据资源数据拟合到三维建筑模型中，保证了三维数据精度、空间位置与属性的一致性，并在三维场景中进行展示，使空间信息可视化和直观化，通过生成规则以及实现规则的调整、模拟、实施和后续监测，使三维建筑模型具有了空间分析功能，提高了多维空间分析的效率，实现了基于规则的三维模型的快速构建与多源数据的集成应用，能够快速准确地对TOD城市大数据进行监测分析。
在一个实施例中，参照图2所示，上述步骤S102中所述基于TOD监测指标和数据资源创建三维建筑模型，包括：
S1021、按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源。
具体的，TOD监测指标与数据资源以Geodatabase模型进行组织并存储到DataStore中。
S1022、将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联，生成所述三维建筑模型。
具体的，采用CityEngine作为驱动建模引擎，进行驱动建模，CityEngine生成的模型可直接生成支持I3S标准的数据格式：SLPK，该格式可直接上传到Portal上并发布服务，实现“云端一体化建模”。
进一步地，采用CityEngine进行驱动建模可以针对宏观、中观和微观三种尺度，选择合适的可视化表达方式。如图3所示，宏观场景下，数据量大，细节要求不高，使用CityEngine规则建模，批量生成城市建筑物三维模型，实现大场景下三维模型的快速构建与流畅表达。如图4所示，中观场景下，需要实现廊道的地上地下一体化展示，分析廊道与沿线一定缓冲区范围内的三维建筑模型间的空间位置关系，进一步分析指标间的相互关系。通过沿廊道的三维漫游，对廊道周边的监测指标做直观的表达。如图5所示，微观场景下，需要展现站点与各类公共服务设施的关联关系(如站点到小学的通行路径)，在未来可以对重点监测的站点引入BIM模型，表现内部细节、分层结构等信息。
S1023、利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源，并提取所述TOD监测指标与数据资源属性值。
具体的，所述ArcGIS中存储有实时的人口数据、公共服务设施数据等TOD监测指标与数据资源。
S1024、将所述TOD监测指标与数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联，生成所述第一规则。
本实施例中，通过CityEngine实现了对三维建筑模型的快速构建，基于TOD监测指标与数据资源构建三维建筑模型能够使三维建筑模型的相关数据更加精确，利用其几何信息与属性值进行关联，提高了三维建筑模型数据的准确性与精确度。并且，将CityEngine与ArcGIS深度集成保证了三维数据精度、空间位置和属性信息的一致性。同时提供与二维数据一样的更新机制，可以快速完成三维模型数据和属性的更新，提升了可操作性和效率。
在一个实施例中，参照图6所示，上述步骤S103中所述基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，
生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测，包括：
S1031、根据所述TOD监测指标，判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符。
S1032、若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符，则调整所述三维建筑模型的对应空间实体的属性值，生成所述第二规则。
S1033、根据第二规则调整空间实体相应的其他属性值，更新所述三维建筑模型；所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值。
S1034、模拟评估第二规则对所述TOD监测指标的影响程度，若所述影响程度在预设范围内，则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
具体的，参照图7所示，基于第二规则，建立各尺度实体-关系图及三维实体-关系图，并建立起全局实体-关系逻辑，形成面向TOD城市大数据监测的专题数据。
进一步地，根据第二规则对三维环境里的空间进行分析，例如，参照图8所示，根据地铁站口、公家车站点与人员流动量计算出相应地铁出站口A到达公交车站点B的指导路径，并且，在此基础上，通过Appbuilder微键可开发并添加日照强度、景观可视分析、地块容积率、功能混合度等三维分析功能。
本实施中，将人口数据、公共服务设施数据等TOD监测指标与数据资源与三维建筑模型进行融合并展示在三维场景中，能够更加直观地展示城市地铁站点周边人口与设施的分布位置。在三维场景中叠加显示地铁线路、地铁状态、出入口和带有人口及设施属性的建筑模型，在三维场景中还原城市TOD建设现状，提升平台用户操作体验，相对于传统二维地图展示方法有所突破。
下面通过一个具体的实施例来说明基于规则的三维地理信息模型空间分析方法的。
实施例1：
现有轨道站点L4-6(4号线第6站)，站点周边服务于住宅楼A、办公楼B、商场C、公园D。基于所采集的传统二维平面数据及TOD监测指标的大数据，建立起2273位居民属于住宅楼A，其中10％(227位)居民通过轨道站点L4-6出行；3000位就业人员属于办公楼B，其中30％(900位)就业人员通过轨道站点L4-6出行等一系列映射关系和拓扑连接关系。
基于上述TOD逻辑关系，利用三维规则拟合建模，大批量生成精细化三维城市模型，该三维模型中每一个数字化的空间位置均对应多维度的属性信息和第一规则，例如，住宅楼A的第12层，共8家住户，26位居民；办公楼B的10层能容纳员工30位；办公楼B的10层以上员工均可通过视线分析，能够看到公园景观；轨道站点L4-6共有1127位乘客来自住宅楼A、办公楼B，该站点乘客满载率45％(可采用行为个体模型展示)等等。
现根据TOD发展的预期目标，需提高该轨道站点L4-6的服务能力，其服务人数应提升50％，至1690人(1127*[1+50％])。因此，在数字空间中，通过增加办公楼B的工位、分割住宅楼A部分大户型至小户型或者增建住宅公寓E等操作，获得符合TOD发展目标的、三维空间与多维属性之间的对应关系，即第二规则。例如，增建了住宅公寓E；办公楼B的10层能容纳员工增至40位。
基于上述第二规则，在模型的数字空间中，开展“交通流影响分析模型”、“TOD站点人流模拟模型”、“景观视野分析模型”、“公共服务配套可达分析模型”等一系列城市影响模拟，发现该改变，并未造成周边道路拥堵，并未影响原居民和就业人员观看公园D的景观视野，并未造成周边医院超负荷；而轨道站点L4-6人流上涨，基于单体的站点人流模拟正常。
因此，将上述第二规则，应用于实际的城市改造，并在改造完成后通过TOD城市大数据监测系统，实施反馈城市的运行情况，例如，是否岗位供给增加后，实际就业人员是否达到了预期目标，并将这一监测结果，作为下一步调整优化TOD发展目标，改变或保持第二规则的重要事实依据。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，由于该装置所解决问题的原理与前述一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法相似，因此该装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，参照图9所示，包括：
建立模块101，用于获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系。
具体的，所述TOD监测指标，包括：城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
进一步地，所述数据资源包括但不限于以下方面：地铁线路数据(地铁线、地铁站、地铁出入口)、公交线路数据(公交线、公交站)、人口数据(地铁、公交营运客流、人口职住、分时人口热力)、公服设施(学校、医院、商业)、土地利用(不同类别的土地空间分布)、城市建筑(城市建筑平面空间位置、建筑高度)、影像数据(遥感影像、街景)。
进一步地，从类型来看，所述数据资源包括但不限于：城市空间的各类二维平面数据及其属性数据。所述二维平面数据包括但不限于住房建筑底面、办公建筑底面、公共服务建筑底面、道路中心线、轨道线、轨道站台平面等。所述属性数据包括但不限于层高、车道宽度、建筑功能(居住、办公)等。
进一步地，由于数据资源采集周期因各尺度、各城市、各类用户的应用差异而不同，可根据应用场景具体设置，在大数据采集过程中需要进行数据清洗与异常值处理，对数据进行重新审查和校验，删除重复信息，以保证数据一致性。
进一步地，基于TOD逻辑关系，对TOD监测指标与数据资源建立关联关系具体包括：建立城市空间的各类二维平面数据以及属性数据彼此之间的映射关系和拓扑连接关系；以及建立TOD监测指标与各类二维平面数据以及属性数据彼此之间的映射关系和拓扑连接关系。例如，建立第N张街景图片属于道路A上的点a；离B1楼最近的轨道站点是G3站等拓扑连接关系，以及B1楼功能为办公，能容纳就业人口3500人等映射关系。以上映射关系、拓扑连接关系等关联关系是基于TOD逻辑关系建立的，即基于TOD大数据监测和分析的需要和目标来实现这些关联关系，能够有利于符合TOD逻辑的大数据监测和分析，例如，将就业人口3500人映射到B1楼，以及将人口密度等TOD监测指标映射到B1楼，有利于对B1楼的人口居留和流动状态进行TOD大数据的监测和分析。
三维化拟合模块102，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则；。
具体的，上述通过三维化拟合，创建三维建筑模型的过程，包括但不限于：利用规则建模工具，将上述二维平面数据及其属性数据三维可视化，生成三维建筑模型，三维建筑模型由建模形成的三维的空间实体组成；基于上述关联关系，将相应TOD监测指标代入三维建筑模型，并相应调整三维建筑模型
进一步地，通过将二维平面数据及其属性数据三维可视化以及将TOD监测指标代入三维建筑模型，进一步细致刻画出建筑模型的三维空间实体，例如比如在居住楼的三维建筑模型中进行单元划分；在办公楼的三维建筑模型中进行房间、工位划分；在车道的模型上的模拟小汽车数量(交通流量)等。
进一步地，在将TOD监测指标与数据资源拟合到所述三维建筑模型的基础上，由此生成第一规则，例如每平方米的工位数或者居住人数，每平方米用电量，每层建筑的出行量，各类公共服务设施的可达性、建筑功能多样性规则、建筑能耗控制量等，可见，第一规则即是在三维化模型的空间基础上，将TOD监测指标和数据资源转换为符合TOD大数据监测和分析需求和目标的相关规则。
调整模块103，用于基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
在一个实施例中，所述建立模块101中所述基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系，包括：
基于所述TOD逻辑关系，建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系，建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
在一个实施例中，参照图9所示，所述三维化拟合模块102，包括：
存储单元1021，用于按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源。
具体的，TOD监测指标与数据资源以Geodatabase模型进行组织并存储到DataStore中。
建模单元1022，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联，生成所述三维建筑模型。
具体的，采用CityEngine作为驱动建模引擎，进行驱动建模，CityEngine生成的模型可直接生成支持I3S标准的数据格式：SLPK，该格式可直接上传到Portal上并发布服务，实现“云端一体化建模”。
进一步地，采用CityEngine进行驱动建模可以针对宏观、中观和微观三种尺度，选择合适的可视化表达方式。
提取单元1023，用于利用ArcGIS获取TOD监测指标与数据资源，并提取所述TOD监测指标与数据资源的属性值。
具体的，所述ArcGIS中存储有实时的人口数据、公共服务设施数据等TOD监测指标与数据资源。
规则生成单元1024，用于将所述TOD监测指标与数据资源的属性值与所述三维建筑模型中的空间实体进行关联，生成所述第一规则。
在一个实施例中，参照图9所示，所述调整模块103，包括：
判断单元1031，用于根据所述TOD监测指标，判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符；
调整单元1032，用于若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符，则调整三维空间模型的对应空间实体的属性值，生成第二规则；
更新单元1033，用于根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值，更新所述三维建筑模型；所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值；
模拟监测单元1034，用于模拟评估第二规则对所述TOD监测指标的影响程度，若所述影响程度在预设范围内，则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
具体的，基于第二规则，建立各尺度实体-关系图及三维实体-关系图，并建立起全局实体-关系逻辑，形成面向TOD城市大数据监测的专题数据。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，其特征在于，包括：
获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系；
将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则；
基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测；
所述基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测，包括：
根据所述TOD监测指标，判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符；
若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符，则调整所述三维建筑模型中的空间实体的属性值，生成所述第二规则；
根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值，更新所述三维建筑模型；所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值；
通过“交通流影响分析模型”、“TOD站点人流模拟模型”、“景观视野分析模型”和“公共服务配套可达分析模型”，模拟评估第二规则对所述TOD指标及城市运行整体情况的影响程度，若所述影响程度提升了TOD服务水平，且对所述城市运行整体情况的影响程度在预设范围内，则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测，生成反馈信息，基于所述反馈信息调整优化所述第二规则。
2.如权利要求1所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，其特征在于，所述基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系，包括：
基于所述TOD逻辑关系，建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系，建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
3.如权利要求1所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，其特征在于，所述将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则，包括：
按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源；
将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联，生成所述三维建筑模型；
利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源，并提取所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值；
将所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联，生成所述第一规则。
4.如权利要求1所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法，其特征在于，所述TOD监测指标，包括：
城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
5.一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，其特征在于，包括：
建立模块，用于获取TOD监测指标与数据资源，基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系；
三维化拟合模块，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源通过三维化拟合，创建三维建筑模型，并生成第一规则；
调整模块，用于基于所述第一规则，根据TOD现状评估及预期目标，调整所述第一规则，生成第二规则，根据所述第二规则调整所述三维建筑模型，并且按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，基于所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测；
所述调整模块，包括：
判断单元，用于根据所述TOD监测指标，判断所述第一规则与所述空间实体的预期目标是否相符；
调整单元，用于若所述第一规则与所述空间实体的预期目标不相符，则调整所述三维建筑模型中的空间实体的属性值，生成所述第二规则；
更新单元，用于根据所述第二规则调整所述空间实体相应的其他属性值，更新所述三维建筑模型；所述其他属性值包括除被调整的所述空间实体的属性值外的剩余属性值；
模拟监测单元，用于模拟评估第二规则对所述TOD监测指标的影响程度，若所述影响程度在预设范围内，则按照所述第二规则对城市空间实施实际干预，并根据所述第二规则对干预后的TOD城市大数据进行监测。
6.如权利要求5所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，其特征在于，所述建立模块中所述基于TOD逻辑关系，对所述TOD监测指标与所述数据资源建立关联关系，包括：
基于所述TOD逻辑关系，建立城市空间对应的二维平面数据与属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系，建立TOD监测指标与所述二维平面数据以及所述属性数据之间的映射关系和拓扑连接关系。
7.如权利要求5所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，其特征在于，所述三维化拟合模块，包括：
存储单元，用于按照预定结构存储所述TOD监测指标和所述数据资源；
建模单元，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的几何信息和属性值与驱动建模引擎进行关联，生成所述三维建筑模型；
提取单元，用于利用ArcGIS获取所述TOD监测指标与所述数据资源，并提取所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值；
规则生成单元，用于将所述TOD监测指标与所述数据资源的属性值和所述三维建筑模型中的空间实体进行关联，生成所述第一规则。
8.如权利要求5所述的一种基于规则的三维地理信息模型空间分析系统，其特征在于，所述建立模块中的所述TOD监测指标，包括：
城市尺度指标、廊道尺度指标和站点尺度指标。
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