测绘与空间地理信息
GEOMATICS  & SPATIAL  INFORMATION  TECHNOLOGY
第44卷第2期2021年2月
Vol.44， No.2Feb.， 2021
3D  GIS 技术在户外广告规划设计和
审批中的应用研究
陈旭日
(福州市勘测院，福建福州350108)
摘要：现今的户外广告己经与城市生活融为一体，户外广告的精细化管理也成为智慧城市建设的重要组成部
分。本文在充分分析三维户外广告管理业务难点及关键技术的基础上，融入3D  WS 技术，设计三维户外广告信 息管理平台，并详细介绍了平台的总体设计、数据标准和功能实现。平台可促进城市户外广告规划
和设置的科
学性，提高户外广告审查效率，为精细化的智慧城市管理提供帮助。
关键词：3D  dS ；户外广告管理；三维审批；户外广告控制盒中图分类号：P208
文献标识码：A  文章编号：1672-5867( 2021) 02-0047-05
Research  on  Application  of  3D  GIS  Technology  in  Outdoor  Advertising
Planning  and  Approval
CHEN  Xuri
( Fuzhou  Investigation  and  Surveying  Institute , Fuzhou  350108, China )
Abstract : Today f s  outdoor  advertising  has  been  integrated  into  urban  life , and  the  refined  management  of  outdoor  advertising  has  also3d地图实景地图
become  an  important  part  of  constructing  smart  cities. Based  on  comprehensively  analyzing  the  challenges  and  key  technologies  of  3D  outdoor  advertising  management, this  paper  integrat
es  3D  GIS  technology  to  design  a  3D  outdoor  advertising  information  management  platform. This  paper  details  the  overall  design, data  standards  and  function  implementation  of  the  platform. The  platform  can  promote  the  scientific  of  outdoor  advertising  planning  and  configuration  in  cities, improve  the  efficiency  of  outdoor  advertising  review, and  help  with  refined  smart  city  management.
Key  words : 3D  GIS ; outdoor  advertising  management  ； three  -dimensional  approval  ； outdoor
0 引 言
随着城市化进程的日趋成熟以及人们户外休闲活动
及生活方式的转变，户外广告已成为展现城市生活的重 要媒体。其不仅是产品信息传播的重要媒介，还是城市 景观的重要组成部分，与城市景观并重且拥有巨大的潜
在价值，它向人们传递着信息，进而影响着人们的生活方 式，体现城市的形象［1］。然而，经济繁荣带来的物资需求
多元化，导致了城市户外广告形式的多样化和数量激增， 大型广告牌、霓虹灯架抢占城市主要建筑物及主要道路 两侧的空间，使得城市景观混乱不堪［2］。另外，违规广告
牌的设置制造了安全隐患，对人民的生命和财产安全构
成威胁。这些问题均需要通过信息化手段来解决一实 现一个全面的户外广告规划设计和整改。
在户外广告信息化系统建设和研究方面，先后有学
者设计与实现了基于.NET 技术体系架构的户外广告管理 办公自动化系统［3］；探索引入GIS 技术与MIS 技术相结 合，创新了城市户外广告的管理GIS 模式［4］；通过对各类
WebGIS 的对比分析，建立城市户外广告互联网查询系 统［5］；研究户外广告审批系统数据库建设方法并在“户外
广告审报系统”中引入了 GIS 技术用以户外广告的审 批［6-7］；基于三维街景，结合GIS 技术应用于城市户外广
告管理［8］。上述方法使得GIS 技术在户外广告的管理中 发挥了重要作用，但均未能解决户外广告空间定位难、规
收稿日期：2020-03-03
基金项目：福建省科技计划(2018Y3001,2017-S-138)资助
作者简介：陈旭日(1983-)，男，福建福州人，高级工程师，硕士,2009年毕业于吉林大学软件工程专业，主要从事三维GIS 开发及国
土空间规划信息化研究工作。
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格量测难、整体布局把握难的业务难点。上海市户外广告监查管理系统将3D GIS技术引入城市户外广告规划管理中［9］,3D GIS技术能够在三维虚拟现实场景中模拟和重现户外广告的规划、现状，进而实现精细控制和科学高效管理，为户外广告高精度管理提供新的思路与手段。
1业务难点和关键技术
3D GIS技术在户外广告规划设计和审批中的应用，首先需要解决如下几个问题与关键技术。
1)3D GIS技术与户外广告规划设计和审批融合
日渐成熟的3D GIS技术，逐渐在城乡规划、三维审批、城市应急、城市安全等各行业领域得到推广应用［10］。在户外广告规划审批和设计中引入3D GIS技术，利用其对现实世界的仿真能力、空间分析与运算能力，可以为户外广告的规划审批提供强有力的技术手段。不仅可以避免效果图夸张的表现形式所引
发的视觉误判，还可以综合考虑户外广告与周边环境的协调度和景观性，使得户外广告的审批更加真实准确。同时，在户外广告的规划设计中，虚拟的环境模拟真实环境，可为更加高效科学的户外广告规划设计提供帮助。
2)城市三维资源共享
户外广告一般无法孤立存在，绝大多数户外广告需依附于城市地上建筑。因此，实现3D GIS技术在户外广告领域的应用必须有城市三维实景作为基础。然而，单纯为户外广告三维应用而建立城市三维模型的高昂代价，成为限制三维户外广告规划审批开展的瓶颈。随着 智慧城市建设的进展，其智慧城市时空信息公共服务平台［11］的建设成果，可提供覆盖整个城市的影像、地形、数字高程和城市三维模型等数据。时空信息公共服务平台的数据资源共享服务，为3D GIS技术在户外广告领域的应用提供了良好契机。
3)数据更新和共享
户外广告数据具有数据量大且变化快的特点，所以需要制定完善的更新机制，保障数据的现势性，以便服务于户外广告三维规划和审批业务的持续性开展。可将三维户外广告现状数据和三维户外广告规划数据作为三维户外广告专题数据，存储于智慧城市时空信息公共服务平台，现状数据通过户外广告设置审批和违法广告处理等业务所提交的三维成果实时更新，规划广告数据通过规划编制和方案设计工作完成
更新，三维户外广告数据作为时空信息公共服务平台的专题数据之一对外发布共享服务。
4)户外广告控制盒［9］
控制性详细规划是城市规划审批的重要参考依据，同样，户外广告设置专项规划是户外广告设置审批的主要依据，将控制性详细规划的指标管控理念引申到三维户外广告规划审批中，设置户外广告控制盒。户外广告控制盒是通过户外广告的规划编制和经专家论证所确定的、可放置广告的最大立体空间，是户外广告的三维规划“红线”。控制盒不仅要明确户外广告的最大尺寸，还要对户外广告的位置、类型、结构、材质和设置形式等指标进行规范要求。
5)户外广告的规划与审批处置一体化服务模式
通过集成现状和规划广告的空间数据，实现从数据结构、数据存储到数据管理、可视化和分析等多层次的整合，形成完整的规划与审批管理一体化解决方案，从而为户外广告的规划审查、设置审批和案件处理提供一体化的辅助决策支持。
综上，本文在充分分析户外广告规划、设置规则和业务难点的基础上，融入3D GIS技术，研究制定户外广告三维数据标准，设计三维户外广告信息管理平台，在三维实景环境中实现户外广告审查，以促进城市户外广告规划和设置的科学性，提高户外广告审查效率，为精细化的数字城市管理提供帮助。
2平台总体架构设计
以福州市户外广告三维规划管理信息平台为例，在福州市时空信息公共服务平台的基础上，建设户外广告现状和规划空间数据库，实现户外广告在三维场景中的工作管理、规划审查、辅助审批和违法广告核查等业务的提升。福州市户外广告三维规划管理信息平台的总体架构设计如图1所示。
应用层接口体系
1三维展示子系统II设置规则管控子系统1与舲廳公卿务平台膿口
1规划审查子系统II辅助审批子系统1与政务服务管理平台的接口
1违法核查子系统丨|工作管理子系统
剛能瞬懈台的釦
1平台管理子系统
I与12345便民服务平台的接口
中间层
|CityMakerSDK||客户端三维数据编辑许可|
CityMaker Server
!丨三维空间数据共享11三维空间分析能力11三维地图服务能力||
|福州市时空信息公共服务平台
数据层
L.
i
(i)
图1总体结构
Fig・1Architecture of system
--------------------M
基础层
:1桌面终端丨:1操作系统
—
丨服务器
1数据库平台丨1存储1
1
1外设丨安全设施1
网络
客户端福州市政务云计算平台
第一层是基础层，该层提供平台所需的客户端环境和服务端环境。包括信息化系统运行所依托的存储、网络和安全等设施，是平台的软硬件设施基础。存储、计 算、网络资源和安全设施可依托福州市政务云平台提供。
第二层是数据层，是整个平台的数据资源中心。其
第2期陈旭日：3D GIS技术在户外广告规划设计和审批中的应用研究49
中，三维数据库是整套系统的数据核心，福州城市现状三维数据来源是福州市时空信息公共服务平台，户外广告的现状和规划空间数据库是建立在时空平台三维数据基础之上，并对户外广告进行三维化的成果。而业务数据库、文件库是该项目所需要的业务数据库，均可部署于政务云平台中。
第三层是中间层，包括CityMaker Server（提供的三维空间数据共享、三维空间分析和三维地图服务能力）和CityMaker SDK。其中CityMaker Server组件满足三维空间数据的共享发布、空间分析和地图服务等要求，而客户端三维数据编辑许可是运行客户对server端数据编辑的授权工具。
第四层是应用层，该层在平台服务层的基础上，面向户外广告的实际业务需求，为业务办理提供系统应用和接口体系。应用系统包括了户外广告的工作管理、三维展示、规划审查、辅助审批、违法核查、设置规则管控、平台管理7部分。接口体系包括了与时空信息公共服务平台、政务服务管理平台、网格化管理综合服务平台.12345便民服务平台4个系统进行对接，实现数据的共享。
在上述4层结构之外，还必须建立数据标准、数据规范体系信息管理制度、安全保障体系和数据更新保障机制，防止信息管理混乱，保证平台建设和运作的规范。
3设计与实现
3.1数据标准设计
户外广告规划设计单位所提交的户外广告三维模型设计标准如果不统一，则不利于无缝集成到平台中。为保证平台的规范建设和长效稳定运行，需要研究并制定行之有效的数据标准体系，并提供给户外广告规划设计单位和审批工作人员作为依据，以便提交规范标准的成果。数据标准应对标准的通用性内容、术语和定义、基本规定、户外广告空间对象表现方式、广告对象空间编码、广告空间对象属性、广告空间对象内容等做出规范和说明（见表1）o其研究技术路线包括相关标准规范收集、相关部门调研、分析需求、确定指标以及标准编制等过程。
表1数据标准设计
Tab・1Design of data standard
标准内容内容说明
标准通用性内容包含前言、范围、规范性引用文件等内容
术语和定义对空间对象、几何结构、纹理等重要名词和术语进行规范定义和描述
基本规定描述户外广告空间数据库的空间参考系、数据规格及命名要求等内容的规定户外广告空间对象表现方式规定户外广告空间对象的表现方式：主体结构表现、符号表现等广告空间对象编码规定广告空间对象编码构成，包含网格编码、顺序码以及各构成的编码规则和方法广告空间对象属性规定广告空间对象包含的属性字段以及字段要求广告空间对象成果内容规定户外广告现状空间对象和规划控制盒的成果内容以及组织方式
3.2数据库设计
户外广告数据建设根据工艺和建设内容可细分为户
外广告现状数据和户外广告规划数据建设两部分。
1）户外广告现状数据
户外广告现状数据可根据城市时空信息公共服务平
台三维数据成果为基础，提取户外广告空间对象并进行
处理，赋予唯一编码。同时采集户外广告空间对象位置
信息、广告牌尺寸、类型等属性数据，整理审批资料，提取
已审批户外广告的审批号和业务编码。利用唯一编码将
户外广告空间对象与其属性数据进行挂接、整合入库，建设户外广告现状数据库，建设工艺如图2所示。
2）户外广告规划数据
户外广告规划数据的建设是以户外广告的规划编制为基础进行的，参照城市三维模型数据和户外广告现状数据，将户外广告控制性详细规划设计图则要求设置到控制盒中，成为户外广告执法和审批的依据。
图2户外广告现状数据建库技术流程图
Fig.2Technological process of outdoor
advertising status data
/黠翳1SI8/
1棘咖
I
—丨属性录人
1设置编码
1
已审切广告
提取整理
/户外广告/
/空间对歎/W/
1整合入库
1
/户外广告/
/现状数据库/
（1）控制盒规格要求设计
将户外广告控制性详细规划设计图则的要求设置到控制盒的规划要求中，成为户外广告执法和审批的依据。
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测绘与空间地理信息
2021 年
根据控制性详细规划中广告类型不同，可分为适用于户
外广告(LED 、灯箱、围挡等)和适用于牌匾标识的户外广
告控制盒。其中针对LED 屏幕、三面翻广告、橱窗广告、 灯箱广告、围挡广告和宝丽布广告，控制盒规划要求设定 可根据基本情况设置、控制性指标设置、引导性指标设置 和规划说明设置4个方面进行设定。针对牌匾标识类户
外广告，控制盒规划要求设定可根据基本情况设置和控 制要求设置进行设定。
(2) 户外广告规划控制盒设定
户外广告规划数据建库以控制性规划图则为依据, 设定控制盒的位置和大小，并将属性和指标录入到控制 盒规划要求中形成规划控制盒，以控制盒为最小单位建
设户外广告规划数据库。针对编制外的新增商业户外广 告，以论证要求为依据建设。户外广告规划数据库建库
技术流程如图 3 所示。
图3户外广告规划数据建库技术流程图
Fig.3 Technological  process  of  outdoor
advertising  planning  data
户外广告规划编制要求
福州市户外广告设置导则
设置户外广告控制盒的主要工作包括定义控制盒的
位置、大小和控规要求等。控制盒需要完整覆盖户外广 告控制性详细规划设计内容。根据广告形式不同，可分
别设置适用于户外广告(LED 、灯箱、围挡等)和适用于牌 匾标识的工科户外广告控制盒。户外广告控制盒的设置
过程包括控制盒规格设定和控制盒规划要求设定两个过 程，其中控制盒规格设定应至少包含控制盒位置定位和 控制盒大小设置。
3.3平台功能设计
三维户外广告信息管理平台是建立在三维户外广告
数据的基础上，结合户外广告的规划设计论证、设置审批
和违法广告核实等业务需求，通过开发规划审查、辅助审 批、违法核查等应用系统实现对户外广告的三维可视化
管理。平台功能结构如图4所示。
1)三维可视化展示
三维可视化展示提供三维漫游等基本操作功能，包
括对场景浏览、三维显示控制操作以及针对三维窗口的 地图操作等功能。 使用户能够以多种视角在三维场景中
方便地进行操作，为规划审查、辅助审批、违法核查等相 关子系统顺利运行提供基础操作环境。
|三维展示子系统］|设置规则管控子系统］ 11规划审查子系统| |辅助审批子系统|  11违法核查子系统］|工作管理子系细
|平台管理子系釦
5E.
I (
业务总线書数据总线
—p  业务引擎| |数据引擎| |安*引擎”
图4平台统功能结构
Fig.4 Functional  framework  of  platform
2) 户外广告设置规则管控
通过对户外广告设置规则与业务流程进行管理，结
合城市三维模型对户外广告进行尺寸、高度、距离等规则
的分析，保证户外广告在规划审查、辅助审批和案件问题 确认等工作流程上的评判规则统一，为户外广告平台的 运行、管理和应用提供评判规范等方面的支撑。
3) 户外广告规划审查
利用城市三维模型和户外广告三维现状模型，为户
外广告的规划编制和设计方案审查提供三维可视化环
境。规划人员可以按照现有模型进行现状广告的分析或
商业广告的设计，形成设计方案后利用平台模拟广告方 案在三维场景中的仿真效果，并结合户外广告控制盒对
设计指标进行核对与审查，为方案的评审提供辅助决策。
审查通过的户外广告控制盒可转为正式规划成果，存储 到户外广告规划库中。功能设计可细分为规划编制模
块、方案论证模块和辅助工具模块等。
规划编制模块为规划编制人员提供了三维设计的工 作环境。通过在三维场景中识别待拆除、待整改和待新 增的广告，来实现户外广告的规划设计科学化。
方案论证模块针对未经规划的户外广告，申请人申
请设置时，提供专家论证并审核确定规格和位置的工具。
针对户外广告设置需要考虑多种因素，如广告的通视，与
沿街建筑或广告的布局配等情况，辅助工具模块［12］可 提供多种三维审查工具，服务广告设置过程中的辅助决 策，提供通视审查、沿路通视审查、视域审查、控高审查、
立面审查、最小距离审查、广告方案比对和规划效果对比 等功能工具。
4) 户外广告辅助审批
利用城市三维模型、户外广告现状数据和规划广告
的设计规格，可节省现场踏勘的人力和时间成本，快速确 定报批的方案是否与规划或现状冲突。可根据报批规格 和广告效果材质实现报批广告的快速三维化，
通过空间
第2期陈旭日：3D GIS技术在户外广告规划设计和审批中的应用研究51
量测、立面审查、规划广告盒对比分析等手段准确地评估少涵盖审批广告模拟、条件核实和广告竣工设
置等内容，报批广告的尺寸、与地面及路边距离等难以人工量测的户外广告核查要点应满足表2所列。
审查内容，并将评估的结果反馈给审批人员。功能应至
表2户外广告核查要点
Tab.2Key points of checking outdoor advertising
审查内容审查要点
规划成果叠加户外广告规划成果审查
禁设区域审查国家机关；重要标志性公共建筑；文物保护单位；城市纪念性建筑；教育科研用地；住宅楼；规划确定的保护建筑及其控制范围；城区市政道路等
广告材质审查招牌支架必须使用有质保书的标准钢材，以达到坚固耐用、安全防腐的目的；管控区域以内的招牌广告不得使用外打灯；广告材质严禁使用泡沫、即时贴、扣板和反光性强的材料制作等
户外广告规格审查建筑外墙平面广告的尺寸审查；建筑外墙垂直广告的尺寸审查；落地式广告的尺寸审查；依附市政设施的广告尺寸审查;LED广告的尺寸审查；投影广告的尺寸审查；店铺招牌的尺寸审查
户外广告安全审查设置的户外广告，其荷载应按相关规定执行，基本风压应按0.55kN/m2执行，并考虑高度系数；设置的户外广告，其提交材料中应根据所处环境采取适当的防雷措施等
户外广告设置时间审查户外广告设置时间
5)户外广告违法核查
针对安全检查、巡查监管、专项整治和投诉处理等环节反馈的问题广告进行确认并保存相关处理结果。在三 维场景中进行辅助判断，对已通过审批的问题广告进行整改，对于未经审批的问题广告则进行拆除处理。根据拆除或整改的结果对现状广告库中对应的广告模型同步进行逻辑删除、规格调整或纹理更新，在提高问题广告处理科学性的同时，也保证了户外广告现状数据库的现势性。
6)户外广告工作管理
针对业务部门日常处理的审批和整改工作，通过规划审查、辅助审批和违法核查子系统的操作流程来汇总管理完成的业务工作信息，对广告相关数据信息进行管理与展示，包括业务展示、成果查询统计、数据管理等功能。
7)户外广告平台管理
提供平台所需的数据管理和户外广告纹理与模型的导入、编辑和删除等功能，另外可以支持与其他系统对接的配置管理和用户登录权限管理，为户外广告平台的运行、管理和应用提供数据等方面的支撑。
4结束语
本文通过将3D GIS技术延伸到户外广告管理业务中，设计实现三维户外广告信息管理平台，使得管理人员可以在仿真环境中身临其境地了解户外广告的规划与设置效果，进而提升审查效率减缩短审批周期。通过平台的应用，不仅解决了户外广告管理中空间定位难、规格量测难、整体布局把握难的业务难点，还创新了户外广告设置审查和违法处理手段，提升规划方案审查的科学性和户外广告的质量安全保障水平，为城市户外广告精细化管理、专项整治和良好营商环境的创造奠定了基础。三维户外广告数据的共享和更新机制也促进智慧城市时空信息公共服务平台的应用延伸，实现数据的共享与增值。将研究成果运用于户外广告的规划编制和方案设计中，可提升编制成果的科学性和方案的设计水平，更好地服务于户外广告的三维规划管理，进一步改善城市景观，提升城市整体形象。
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[编辑：刘莉鑫]

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