城市|基于CityGML的日本智慧城市方案

PLATEAU是由日本国土交通省,基础设施运输和旅游部推动,利用开放的数据开发3D城市模型的一个前沿项目。开发3D城市模型作为城市活动的平台数据,并根据实例形成指导手册,公开数据,让任何人都可以自由提取和利用城市信息。
PLATEAU项目旨在日本全国范围内推广,扩展3D城市模型的用途。如东京都23区在内的大约50个城市中试点3D城市模型,并进行各种场景的案例开发。通过积累项目中的知识和方法,将结果转换为开放数据,推广至全国范围。

城镇发展的数字化转型

过去,有关国土的地形信息以及与之相关的土地价格等信息,主要由国土交通省和日本地理空间信息局掌握。每个地方政府都掌管着一切有关城市活动的数据,例如地方基础设施的使用情况和该区域发生的所有事情。

尽管最近由于“开放数据”的趋势,这些信息变得更加透明,但“分布式”和“优化为平面图”限制了数据的使用范围。这也正是国土交通省要推行“城镇发展的数字化转型”的关键。


城市|基于CityGML的日本智慧城市方案
文章插图




在此计划中,土地及其上方的城市建筑将被整合为3D城市模型。基于地方政府为城市规划创建的二维地图,再结合航空测量获得的高度数据创建出三维城市模型。三维地形数据本身可以用于视频制作,但是通过将其与各种数据相乘,可以对人流、气候、交通等进行复杂的模拟。结果,由地图创建的数据将进一步增加。模拟建筑物的详细程度取决于使用需求。因此,引入了“LOD(细节水平)”的概念,最简单的“LOD 0”仅复制2D图形,“LOD 1”将建筑物复制为简单的“盒子”。到目前为止,人工成本还比较小。此外,通过再现建筑物外形的“LOD 2”和“LOD 3”阶段,最终,将建筑物每个楼层的状况再现到“LOD 4”。

由各部委和地方政府以通用格式收集到的有关各个城市的属性数据,可以构建一个迄今为止尚未添加到地图的“语义”三维城市。这些都是开放数据,可以免费搜索和下载。将来,数据分发将通过各种平台的应用程序编程接口(API)进一步扩展。根据目前的计划,截至2020年底,全国约50个城市中进行了基础设施建设的数据开发和合作。

要改变工作和社会的运转方式,前提是要留存数字数据,并在保持数字化的同时,增加只能以数字方式完成的处理和分析。如果我们要对所谓的“数字转换”进行定义,那就是3D城市模型。


使用CityGML扩展仿真可能性


创建景观和建筑物的3D模型并在各种场景中使用它们,这种情况已经在世界各地同时发生着。但关于如何创建和提供数据,仍然存在各种各样的想法。其中,主流的想法是强调数据的含义。这不是简单地累积有关建筑物的形状数据,而是将其转换为信息,用作更新和利用数据的基础。也是基于相同的概念进行开发。因此,选择国际标准“CityGML”作为数据格式,并使其成为一项重要的基本技术。

CityGML是如何产生的?在政府和城市规划中有什么潜力?

CityGML的一个特点是:它是带有“语义”的数据。作为地理空间信息的唯一标准数据格式,可以描述城市规模、分析和模拟所需的语义。CityGML将城市中存在的诸如建筑物、街道和桥梁之类的对象定义为要素,并将与对象的空间、时间和主题有关的所有信息,如形状、名称、类型和建造年份,用作要素的属性。无论谁创建3D城市模型或3D城市模型在哪里,这种高度的严格性都可以确保一致的数据结构。