民航机场规划设计研究中基于GIS技术的应用
一、引言
随着“十四五”时期民航机场建设的不断推进，传统机场规划设计基于机场工程坐标系地图作业的设计模式、城市规划和自然资源管理基于地方投影坐标系的城市规划模式、机场飞行程序空域规划设计基于WGS-84地理坐标系的规划设计模式三者之间因并未完全协同，逐渐难以满足新时代数字孪生技术（BIM+GIS）背景下，“平安、绿色、智慧、人文”四型机场及实景三维智慧城市背景下城市建设管理信息化、数字化、智能化的规划建设发展要求。
本文以新疆某新建机场为案例，浅谈GIS技术在民航机场规划设计研究中的应用。
根据测绘单位提供的机场各控制点地方独立坐标、机场工程坐标、CGCS2000、WGS-84坐标及高程测量转换成果，导入ArcGIS Pro或Global Mapper等GIS软件，配置各数据源的坐标投影信息，叠加地形、卫星影像、城市规划、交通、环保、机场航行资料公布的飞行程序数据后，利用GIS技术开展机场规划设计工作。
二、基于GIS技术的机场地形及场地条件分析
B机场位于M山与N山之间，M山南麓倾斜冲积平原区域，周边地形平坦开阔，地势东北高、西南低，受国境线、周边山体及道路走势影响，跑道方位初定与山体走势保持一致，基本没有大角度旋转优化的余地。在满足风力负荷要求的前提下，地形条件和工程量是影响跑道位置的主要因素。根据实测地形数据，利用GIS技术对跑道位置进行平移和旋转优化，对设计曲面及地形曲面进行布尔运算求得挖填方工程量，比较各方案土石方工程量得出工程量最优的跑道位置方案。
三、基于GIS技术的机场通信导航台站规划
根据《航空无线电导航台（站）电磁环境要求》和《民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范第1部分：导航》，结合机场运行需求，利用GIS技术对B机场新建全向信标/测距仪台，仪表着陆系统航向台、下滑/测距仪台，甚高频地空通信台进行信号覆盖分析。
1）机场通信导航台站飞行程序信号覆盖分析
基于B机场飞行程序，结合实测地形及数字高程模型数据，利用GIS技术对通信导航台站在机场飞行程序各个高度和位置点按照通视原则开展信号覆盖分析，为通信导航台站在机场飞行程序覆盖情况、机场管制移交高度及位置提供参考依据。
2）机场通信导航台站航路航线信号覆盖分析
基于B机场周边空域及航路航线分布，结合实测地形及数字高程模型数据，利用GIS技术对通信导航台站在不同高度下的空域及航路航线信号覆盖情况进行分析。
四、基于GIS技术的机场净空限高辅助分析
根据中国民用航空局《运输机场净空保护管理办法》、《运输机场净空区域内建设项目净空审核管理办法》，运输机场净空保护区域是指以机场基准点为圆心、水平半径55公里的空间区域。分为净空巡视检查区域和净空关注区域。净空巡视检查区域为机场障碍物限制面区域加上适当的面外区域，一般为机场跑道中心线两侧各10公里、跑道端外20公里以内的区域。净空关注区域为净空巡视检查区域之外的机场净空保护区域。利用GIS技术对机场净空保护区域内建设项目进行限高辅助分析（最终限高结果应以民航管理部门净空审核意见为准），能够帮助城市规划、机场规划实现“一张图”高效协同。
1）机场净空障碍物限制面辅助分析
根据《民用机场飞行区技术标准》中进近面、过渡面、内水平面、锥形面、内进近面、内过渡面、复飞面和起飞爬升面组成的机场净空障碍物限制面要求，B机場制定了《机场净空障碍物限制图》。利用GIS技术将机场净空限制面范围及限高由二维CAD图形转换为三维GIS模型（图中红色区域），完成机场净空限高的地图化、可视化，叠加城市规划相关数据后，为该区域范围内城市规划和项目审批提供限高参考依据。
2）机场飞行程序保护区域范围及参考高度辅助分析
通过将机场净空保护区域分区，按照保守原则将机场飞行程序限高简化为净空参考高度简图，利用GIS技术将各区域限高采用等高线、等值线的形式公布，叠加城市规划相关数据后，能够对机场净空保护区域内建设项目是否应进行净空审核进行快速研判，对净空限高结果进行初步计算，简化净空审核过程。节约行政资源及行政审批成本的同时，将机场净空保护与城市规划紧密结合。
五、结束语
通过利用地理信息（GIS）技术开展机场规划协同设计，将机场信息模型（AIM）与城市信息模型（CIM）紧密融合，开拓了机场规划设计智能化、三维化、一体化的新高地，未来结合城市实景三维的大力推广，进一步实现一图尽揽全局，为打造智慧城市、智慧机场，助力民航高质量发展奠定基础。
参考文献
[1]中国民用航空局.民用机场飞行区技术标准[S].MH-5001-2021，2021.
[2]中国民用航空局.民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范 第1部分：导航[S].MH/T 4003.1-2021，2021.
[3]中国民用航空局. 运输机场净空保护管理办法[S].AP-140-CA-2022-03，2022.
作者简介
张鹏（1988-）男，黑龙江伊春人，工程师，主要研究方向为空中交通管制、飞行程序设计、飞机性能分析。