實景三維的發(fā)展方向.doc

實景三維GIS的應(yīng)用前景概述1 引言隨著數(shù)字化城市進程的發(fā)展，各行業(yè)信息化建設(shè)也加緊步伐，地理信息系統(tǒng)（GIS）作為信息化的有力工具占據(jù)越來越重要的地位。然而，二維GIS本身也面臨一些問題，數(shù)據(jù)太單一、抽象，只能實現(xiàn)宏觀的、濃縮的、概略的統(tǒng)計和分析，對于細節(jié)則不能面面俱到；GIS系統(tǒng)太專業(yè)，需要具備專業(yè)知識的用戶才可使用；二維地圖并不能完全顯示出地物和地形的紋理、形狀和環(huán)境信息等；虛擬三維耗時長耗資大，實際作用并沒有達到預(yù)期的效果。針對二維GIS的特點，以影像地圖為基礎(chǔ)的實景三維GIS，作為二維GIS技術(shù)的升級產(chǎn)品，成為GIS發(fā)展的新方向。2 實景三維技術(shù)實景三維GIS是在二維GIS的基礎(chǔ)之上，增加了連續(xù)的地面可量測影像庫作為新的數(shù)據(jù)源，并通過開放的軟件與GIS無縫集成，從而給用戶提供了具有豐富環(huán)境信息和立面信息的實景可視化環(huán)境，有效的支持了管理和決策等高級應(yīng)用。2.1移動測量系統(tǒng)（ MMS：Mobile Mapping System ）移動道路測量技術(shù)作為一種陸基遙感系統(tǒng)，它是在機動車上裝配GPS（全球定位系統(tǒng)）、CCD（成像系統(tǒng)）、INS/DR（慣性導(dǎo)航系統(tǒng)或航位推算系統(tǒng)）等傳感器和設(shè)備，在車輛高速行進之中，快速采集道路及兩旁地物的可量測實景影像序列（DMI），這些DMI具有地理參考，并根據(jù)各種應(yīng)用需要進行各種要素特別是城市道路兩旁要素的任意任時的按需測量。2.2 DMI實景三維空間可量測實景影像（Digital Measurable Image，簡稱DMI）是一種以地面近景攝影測量立體影像文件及其外方位元素構(gòu)成的基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品，通過可量測實景影像提供的開發(fā)包可直接對立體影像進行測量、信息提取并與其他基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品集成，是我國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫為適應(yīng)按需測繪采集更新空間信息的一種基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品?？闪繙y實景影像主要由立體影像對、外方位元素描述文件和開發(fā)包組成?？闪繙y實景影像可通過移動測量系統(tǒng)采集得到，并可以通過開發(fā)包與4D產(chǎn)品無縫集成，是對我國4D基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品進行有效補充的一種重要產(chǎn)品?；诮皵z影測量原理，一對DMI立體像對記錄了攝影范圍內(nèi)空間對象的三維立體空間，通過攝影測量交會計算，可以獲取目標地物的空間三維坐標、物理尺寸。移動測量系統(tǒng)可以以道路巡航的方式高密度的采集城市的連續(xù)可量測影像，在車輛高速行進過程中，能夠以5米的間隔就采集一次覆蓋360度范圍的影像。通過沿城市道路進行地毯式掃描，可以建立城市的海量DMI立體影像庫。該影像庫實際上全方位的記錄了城市的真實環(huán)境和三維空間尺寸，從而構(gòu)成了如圖2示意的城市實景三維空間。2.3 應(yīng)用現(xiàn)狀應(yīng)用實景三維技術(shù)，不僅可提供地物的抽象二維圖，還有與二維圖緊密相關(guān)的連續(xù)可量測影像，這種影像也可應(yīng)用在城市管理的方方面面。由此，實景三維在城管、公路、公安、鐵路等行業(yè)進行了深入而廣泛的應(yīng)用。數(shù)字城管，以信息化手段和移動通信技術(shù)手段來處理、分析和管理整個城市的所有部件和事件信息，促進城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協(xié)調(diào)?；贛MS技術(shù)的城管系統(tǒng)提供有街景影像地圖的“實景數(shù)字城管”，真實再現(xiàn)城市各種部件，滿足城市管理在垂直方向上的需求，如 如路燈高度論證，廣告牌的位置論證，投訴事件定位難等問題。同時，輔助城市管理者進行決策分析，如公共設(shè)施選址分析，應(yīng)急預(yù)案模擬，從而提高城市管理的效率和質(zhì)量：實景化警用地理信息系統(tǒng)由于基于“可視、可量、可挖掘”的DMI近景影像數(shù)據(jù)技術(shù)，因而具有信息實景化、符號可視化、管理信息豐富等特征，能夠幫助公安部門真正實現(xiàn)以房管人、以人查房、案件/事件查詢、建筑物高度、通道高度/寬度、射擊/通視距離等測量、實時監(jiān)控（動、靜結(jié)合）、接（處）警精確定位、警用車輛（人員）定位/跟蹤、警戒路線等。2.4 制約因素數(shù)字城市建設(shè)中，實景三維技術(shù)可提供城市地上、地下各部門的空間數(shù)據(jù)，并通過可視化實景的方式展示出來。然而，建立城市信息化管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮數(shù)字城市作用，不僅僅是數(shù)據(jù)支持就能達到，建立信息化共享平臺是前提條件。然后，城市建設(shè)各管理部門，各自為政，信息開放共享并不完全，這樣同時也制約了實景三維GIS在其中的應(yīng)用。3 發(fā)展前景3.1 民用街景導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)的發(fā)展，使得車載導(dǎo)航系統(tǒng)得到廣泛而普遍的應(yīng)用。目前的車載導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用的是二維地圖或者三維虛擬地圖，這些地圖并不能完整全面的顯示城市環(huán)境和道路狀況，無法達到完全指路功能，且地圖更新慢也是車載導(dǎo)航的弱點。而依托于MMS系統(tǒng)的實景三維地圖恰可彌補這一不足。實景三維技術(shù)，不但可提供詳細的二維地圖，還可將街道全景真實的顯示在導(dǎo)航地圖上，道路情況、高架橋、信號燈等，都可以一覽無余，真正實現(xiàn)環(huán)境式導(dǎo)航。而MMS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)全面、快速、信息量豐富，更能快速的更新導(dǎo)航地圖，滿足人們各種導(dǎo)航要求。3.2 數(shù)字旅游我國旅游業(yè)目前蓬勃發(fā)展，數(shù)字旅游的概念，也已不是新鮮詞匯，各個景區(qū)爭相用信息化手段，打造數(shù)字化景區(qū)。然而，真正建立起數(shù)字化景區(qū)并充分利用起來的，少之又少。數(shù)據(jù)采集慢、建立時間長、耗資大、系統(tǒng)應(yīng)用太專業(yè)、虛擬三維丟失細節(jié)信息，這些都是導(dǎo)致數(shù)字化建立起來卻無法充分發(fā)揮作用的原因。應(yīng)用實景三維技術(shù)，結(jié)合虛擬三維手段，可彌補二維數(shù)字景區(qū)的不足，充分利用景區(qū)地理、環(huán)境、人文等各方面的資源，建立以實景影像為特色數(shù)據(jù)的數(shù)字景區(qū)公共服務(wù)平臺，資源開放共享，將會進一步推進旅游的大力發(fā)展。 3.3 實景三維世界物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)了互聯(lián)互通，它的發(fā)展，使得電網(wǎng)