摘要：随着城市化进程的加速，城市地下空间的规划和管理变得越来越重要。三维GIS技术作为一种先进的地理信息技术，在城市地下空间规划中发挥着越来越重要的作用。通过三维GIS技术，可以对城市地下空间进行全面的评估、规划、设计、安全评估和可视化展示，为城市地下空间的合理利用和发展提供有力支持。因此，本文就三维GIS技术在城市地下空间规划中的应用进行分析，以期为相关领域工作者提供有益参考。

关键词：三维GIS技术；城市地下空间；空间规划

1 三维GIS技术概述

1.1 三维GIS技术的定义

三维GIS技术是一种集成了地理信息系统（GIS）、遥感、全球定位系统（GPS）、计算机图形学和三维可视化等技术的综合性技术，能够实现三维空间数据的获取、存储、查询、分析、可视化显示以及三维动态仿真显示，提供丰富的空间信息和数据管理功能。并且三维GIS技术能够解决传统二维GIS无法处理的三维空间数据问题，为三维空间的建模和分析提供了更准确、更直观的技术支持。

1.2三维GIS技术的原理

三维GIS技术是基于地理空间数据库对空间实施三维可视化的实体模型和与之相关的属性信息模型，是现代地理信息科学的具体技术实现。以地理空间数据库为基础，存储在空间位置上相关的各种信息，包括属性数据和相关数据，通过对各种传感器所收集到的数据（如卫星遥感、航空遥感等）进行处理，生成各种数字地形模型（DTM），以此为基础建立三维模型[1]。再通过可视化平台，可以实现对地理信息的可视化操作和人机交互，用户可以通过平台对地理信息进行操作和管理，比如对地形的漫游、对地物的编辑、对数据的导出等。

2 三维GIS技术在城市地下空间规划中的应用

2.1 地下空间资源评估

三维GIS技术为城市地下空间资源评估提供了强有力的工具。通过三维GIS技术，可以对城市地下空间进行全面的三维建模，模拟地下空间的形态、结构、布局等，对地下空间资源进行全面的评估，精确地测量地下空间的面积、体积、深度等数据，为地下空间资源的数量和质量评估提供基础数据。模拟地下空间的温度、湿度、土壤条件等环境因素，评估地下空间的适宜性，为城市地下空间开发利用提供科学的决策依据。分析地下空间资源的交通可达性、人流量等影响因素，为地下空间规划布局提供科学依据。具体而言，可以利用三维GIS技术进行地下空间资源的摸底调查和统计，了解各种类型地下空间资源的数量、位置、质量等；对不同用途的地下空间资源进行分类评估，根据其使用价值、开发难度等因素确定优先开发顺序[2]；分析不同用途的地下空间资源之间的相互影响和制约关系，为城市地下空间规划布局提供科学依据；对城市地下空间的开发利用潜力进行评估，为城市发展提供新的动力和空间支撑。

2.2 城市地下空间开发规划

三维GIS技术在城市地下空间开发规划中的应用是非常广泛的，包括地下空间规划管理、决策支持、仿真模拟等。一是建立地下空间数据库，利用三维GIS的空间数据库管理功能，对城市地下空间的各种资源进行数字化管理，包括土地使用情况、地质条件、地下管线、交通设施、公共服务设施等，了解和掌握城市地下空间资源的分布和利用情况；二是地下空间动态监测，通过三维GIS技术，对地下空间的开发利用进行实时监测，及时发现和解决地下空间开发利用中出现的问题，如土地使用冲突、管线冲突等。三是辅助决策支持，利用三维GIS的仿真模拟功能，对城市地下空间的开发进行模拟和预测，为决策者提供科学的决策支持，如交通规划、管线规划、公共服务设施规划等[3]。四是可视化展示，三维GIS技术可以将复杂的地下空间环境以直观、生动的方式展示出来，使得公众、政府决策者、规划设计人员等都能够更好地理解和接受规划方案。

2.3 地下空间利用方案设计

三维GIS技术可有效利用和规划城市地下空间，帮助设计师全面掌握城市地下空间的情况，如已有建筑物、地下管线、管道系统、水文地质和岩土工程数据等，将各种信息集成到三维模型中，设计师可以清晰地了解城市地下空间的分布和使用情况，从而制定更合理的设计方案。根据收集的数据实现数据的高效管理，存储和处理大量的地理信息数据，对各种数据源进行整合和连接，帮助设计师在各种条件下制定合理的利用方案。利用已有的大量数据和方案进行模拟和分析，根据地质条件、交通流量、人口分布等因素进行全面的空间分析和评估。这样可以在方案设计初期发现潜在的问题，并制定相应的解决方案。并且可以通过对城市地下空间的全面了解和数据分析，根据已规划出的方案进行辅助决策制定，帮助设计师做出更科学、更合理的决策，减少土地资源的浪费，提高土地资源的利用效率。在某些情况下，设计师可以利用虚拟现实技术对地下空间利用方案进行模拟和展示，更直观地了解地下空间的利用情况。

2.4 地下空间安全评估

城市地下空间的安全性是三维GIS技术应用的重要领域，三维GIS技术，可以对地下空间进行全面的安全评估，包括地震、火灾、水淹等灾害的模拟和预测。例如，在地震灾害的模拟中，三维GIS技术可以建立地下空间的三维模型，模拟地震波的传播路径和影响范围，预测地下空间的震害程度和范围。同时，还可以结合地质勘探数据，对地下岩土的性质进行分析，预测地震的震级和烈度，为地下空间的抗震设计提供依据。在火灾的模拟中，三维GIS技术可以模拟火灾的蔓延趋势和烟气扩散路径，评估火灾对地下空间的影响程度和范围，为地下空间的消防安全设计提供支持。在水淹的模拟中，三维GIS技术可以分析地下空间的排水系统和水位高度，预测洪水灾害对地下空间的影响，为地下空间的防洪设计提供依据。这些安全评估可以为地下空间的保护和安全措施提供重要的数据支持，提高城市地下空间的安全性和可靠性。

2.5 地下空间可视化展示

地下空间可视化展示旨在解决如何利用三维GIS技术，使得城市地下空间的资源能够以一种直观、生动、易于理解的方式展示出来，以便于城市规划、管理、决策者以及公众更好地理解和利用城市地下空间资源。首先，三维GIS技术可以提供高精度、高分辨率的三维模型，这些模型可以精确地反映城市地下空间的实际情况，包括各种管线、交通设施、基础设施等。这使得我们可以清晰地看到城市地下空间的布局和结构，对于了解城市地下空间资源的分布和使用情况非常有帮助。其次，三维GIS技术还具有强大的数据管理功能，能够实时更新和管理地下空间的数据，保证数据的准确性和实时性，可以随时了解城市地下空间资源的最新情况，为城市规划和决策提供有力的数据支持。此外，三维GIS技术还可以实现多角度、全方位的展示，用户可以根据自己的需要选择不同的视角，从不同的角度观察城市地下空间的情况。同时，该技术还支持交互式操作，用户可以通过点击、拖拽、缩放等操作来更加直观地了解城市地下空间的情况。

3 结论

综上所述，三维GIS技术的应用，不仅可以提高城市地下空间规划的效率和精度，还可以为城市规划和建设提供更加科学和可靠的数据支持。因此，我们需要进一步深入研究三维GIS技术在城市地下空间规划中的应用，不断完善和创新技术手段，提高规划水平和质量，为城市可持续发展做出更大的贡献，为城市的可持续发展提供更加坚实的保障。

参考文献：

[1]魏巍. GIS技术在城市规划信息化工作中的开发应用分析[J]. 智能建筑与智慧城市，2023（5）：14-16.

[2]张桐，李广华. 基于GIS技术在城市规划设计中的应用研究[J]. 城镇建设，2021（2）：35.

[3]李雪红，杨剑，秦浩森. 地下空间可视化技术研究与应用[J]. 科技创新与应用，2023，13（10）：156-159.