二三维实景一体化简介

二三维实景一体化可视化系统基于地理信息管理，数据管理机制、系统调用机制和系统显示机制，我们建立一套完全自主开发的，基于WEB的地理信息平台，完成三维、二维显示与实景三维一体化系统的管理与调用的地理信息平台（IV_GIS）。该系统实现了系统数据一体化共享与系统调用的平滑过渡和一体化管理。该系统利用二维地理信息技术、三维地理信息技术（遥感影像和三维仿真技术）、实景影像技术、实时摄像头监控技术与基础数据库相结合的方法，构建了三维实景地理信息应用平台，该平台具有场景真实、定位准确、表现直观、可进行多种空间分析与管理的等功能，二维、三维、实景、监控可根据需求调用，三维实景应用平台让我们即有身临其境真实感觉，又可以通过各种数据库的链接、监控摄像头的链接，立体真实的表现方式，事件的时间和空间位置，并加以统计和分析得出有价值的规律，并通过网络对其进行宏观管理和远程指挥，并为事务管理、社会服务、科学决策、日常办公、应急监测等各项工作提供全新管理模式。三维实景地理信息平台建设的主要内容一、技术目标1、基于地理信息基础空间数据库，包括地理空间数据库和影像库和数据高程数据库。作为一体化平台的框架数据的支撑。并依据三维、实景地理信息的特点，再结合先进的三维激光扫描和动态全景扫描等装备快速准确地采集三维模型、实景数据，将动态采集数据、进行高效处理形成建模数据、高分辨率遥感影像、数字地图、基础空间数据、业务管理等多源数据，进行处理与入库。2、建设三维实景可视化综合信息展示与管理的一体化系统平台，实现空间数据浏览、三维显示，空间信息与业务信息相互关联系统支持网络传输协议空间数据管理、满足二维和三维系统数据一体化共享调用等运行模式。在系统中集成基于影像、视频监控信息与激光点云的建模技术，建立起重点的全景景观，让用户能够从宏观和局部的不同视角快速浏览区域内三维地理空间信息和相应属性细节，使管理者能获得身临其境的真实感受。通过建立空间数据结构体及数据综合处理，在平台中可实现数据的动态调度管理、空间数据浏览、三维显示及通用三维软件的基本功能。3、三维环境下海量数据的显示与分析应用数据范围的空间数据（矢量、影像数据）和非空间数据（属性数据）等非常庞大，可以达到100TB级的存储量，平台的研发重点，解决三维环境下海量空间数据的快速显示、查询与分析应用。4、制定三维、实景地理信息数据标准与技术标准现使用地理信息在三维、实景的一体化应用方面的标准一直是一项空白，通过平台建设，可以逐步建立完善相关数据标准和技术标准，保证各种业务应用系统的统一，实现资源共享。5、建立业务数据共享应用接口体系通过建立平台业务数据共享应用接口体系，在不改变业务数据的原有生成和维护机制的前提下，实现平台与业务数据库的数据交换与共享。使系统平台与各部门业务数据库进行关联，实现业务数据上图，把平台打造成数据发布、交换、共享的展示中心。6、用户权限控制一体化平台的数据众多，功能复杂，权限控制体系要能满足不同级别、不同用户对平台的数据、功能的使用，这是平台建设的一项重要内容，为了统一操作、方便管理，可使用原有的权限控制管理系统。7、实现不同网络实时信息的接入应用监控数据、GPS定位、图像监控等实时信息都需要在地理信息平台上进行集成应用，实现实时信息定位、与实时信息源交互、信息源运动轨迹分析等功能。8、在实现以上目标基础上，实现事务管理、社会服务、实时监控显示分析的功能。二、数据内容数据内容包括三维空间模型、全景影像、相关的基础空间数据、链接管理其他业务数据。1、实景三维数据的快速采集与处理包括，使用全景动态激光采集车沿主要交通道路和社区道路动态采集信息，使用高精度三维激光扫描仪获取激光点云、全景数字影像，采集车辆不能通行的区域,采取人工采集。用高精度GPS产品进行实时空间定位，用专业处理软件快速进行全景影像与激光点云数据的配准、整理、建模等工作。2、利用全景动态影像获取激光点云、全景数字影像，空间定位信息，经滤波、融合与编辑，提取模型的框架，通过点云数据的色彩信息和强度信息，提取采集数据的纹理信息，通过纹理数据映射构建反映实际情况的三维实景。3、基础空间数据主要是指地形图数字线划图（DLG）,与高清航拍或高分辨率卫星影像，将二维矢量数据和三维模型采用统一的空间坐标系，该系统可通过空间定位实现二维地图与三维影像的关联。三、建立基于web数据共享的二维、三维可视化平台1、基于网络系统的地理信息矢量数据、栅格数据、遥感影像、数字高程地面模型、视频监控、空间与属性数据库一体化调用管理，是建设一体化的核心。2、数字全景可视化与摄像头监控图像调用管理系统基于影像与激光点云的建模技术建立全省重点目标的全景景观，通过链接摄像头监控数据库、实时、实景地展现现实现状。3、建立应急信息交换和业务数据库动态调用与查询管理系统通过地理信息可视化平台，依据地理空间位置与地名等具有空间位置属性的信息，为地理分布属性与业务管理数据的相互关联提供相应的接口。将三维可视化目标符号化并实现与现有的地理信息系统属性数据、业务数据信息链接。四、三维实景地理信息系统技术模块框架1、二、三维实景地理信息运行框架系统运行展示以二、三维地图可视化系统作为软件平台，将二维三维地图管理运行系统和360度实景可视化子系统有机结合起来。实景地理信息管理运行系统的框架结构如下：2、软件技术实现内容：（1）图层管理可任意打开和关闭以下图层：基础地形图包括：矢量数据、地面影像、属性数据、分类展示数据；模型属性图层包括：重点建筑的相关信息（如名称、功能等信息）。并以工程文件进行工作区文件管理。能将带有标绘信息场景、当前用户视点、视域及多源文件，以工程文件形式保存、打开，方便用户下次调用；2) 图形浏览1)图形快速缩放：能对场景进行快速的放大、缩小、返回初始状态等功能。2)图形平滑漫游：系统为用户提供平滑的漫游功能，并实现无缝、无刷新的视觉效果，便于用户浏览及快速定位。3) 图形显示“鹰眼”功能：系统可同时显示全景图视窗和局部区域图视窗、在全景图上可移动当前视窗所处的地理位置，而在局部区域图上进行缩放及移动又可以在全景图上得以反映，用户可方便地了解全局和局部的关系，具有局部放大镜功能。4) 载负信息平衡：系统在进行无级缩放时，可自动根据当前视窗的比例尺，调整显示图层数和某一图层中的信息量，达到在屏幕上显示的信息具有最佳的载负量。5) 注记动态配置：各要素的注记动态配置，始终保证注记完整可见与互相不遮盖。(3)数据输出飞行路径设定和场景输出，当视点进行漫游时，可以开启存储视点的位置影像，通过路径的设置，保存该路径，可以方便下次系统自动按此路径漫游。(4)矢量数据加载编辑与目标符号化系统可将矢量数据加载到三维场景中，主要用于二维信息在三维表面的叠加，依据相应标准符号化目标，以达到二维和三维的统如注释、2D的线、填充区、各种线划、区域等。（5）三维模型加载系统可以三维模型从二维地理信息（GIS）数据批量自动提取并生成，且支持3DMAX等精细模型倒入，大幅减少了建模的成本和时间。（其它三维平台只能由3DMAX建模倒入或必须人工编辑制作等）通过各应用客户端在线编辑制作三维数据，提交服务器共享使用，即实现三维数据的共建共享。加载提供的一定格式的外部三维模型数据，同时采用三维实物模型匹配矢量数据的技术，将模型与地形表面进行准确配准，生成的景观具有极高的精细程度。根据目标对象的实际三维地理坐标，模型批量数据的导入与管理，构建真实的三维景观模型。在此三维景观模型中，模型之间的空间位置关系与实地完全对应，实现了真实三维景观的再现，同时链接响应的属性信息，实现在空间上多层次的查询与管理。（6）场景浏览三维场景的浏览可分为自由漫游、路径漫游等方式，能实现场景的360度旋转、平移，视距远近调整，景观高低调整以及场景缩放等，用户可直接使用相应的操作键，完成3D场景的漫游工作。另外，通过停放、点击标志点，读取相应数据库并显示相关信息，包括人文、标志性建筑等。（7）空间分析包括：通视分析、距离量测、淹没模型、剖面分析等。（8）视频监控管理视频监控管理通过点击三维可视化软件系统中的摄像头等“热点标志以实现动态视频监控、集成GPS定位等功能，完成整体环境尤其是重点部门的监控管理。（9）数据管理结合业务数据库的内容，集成到一体化平台中管理。（10）信息查询三维空间数据库将各种数据源关联起来，方便了用户的信息查询通过三维图形点击访问数据库信息，可实现单点数据库信息显示，条件查询，地理查询，包括矩形框选，圆选、多边形选择等方式，返回结果按列表显示，也可以精细化查询目标，并完成目标的准确定位。（11）全景可视化子系统360度实景可视化子系统采用动态全景影像、激光点云与全景影像融合处理技术实现动态全景漫游，既能充分体现虚拟技术的沉浸性和交互性，又能使用户达到身临其境感受。将此系统嵌入到三维可视化平台中，依据标识点击进入到实景窗口，它的基本设计思想是将的实景向虚拟空间移植并再现，同时使用户能够在这个虚拟空间中进行互动操作。（12）二维系统与三维系统的同步调用实现了网络中多客户端的协同会商功能，即：由其中指定主服务器端操作控制，其它授权参与客户端同步显示，数据动态传输。在二维系统中，点击三维图标，即可调用三维系统，并展示与三维系统等范围的现实区域，还可直接调用实景数据，可以以多角度，全方位，对目标区域进行管理与调用，并通过网络实现上下级的数据同步通信，协同调用指挥。（13）实现了地下三维功能应用，支持地下工程、通讯、地铁线路等激光扫描数据快速生成，实现数据导入、编辑管理等。（14）数据库查询功能的实现空间数据查询按查询方式来分，主要分为两类：根据属性条件查询对象和根据几何条件查询对象无论是根据立体属性还是几何信息来查询对象，都必须设置相应的查询条件。1）属性查找图形属性查找图形也叫定位查询，通过添加窗口，建立查询窗口，然后通过产生事件添加代码来实现查询功能建筑物定位查询采用了逐级筛选方式，先选择图层，再根据图层选择所属字段，最后根据字段选择值这种逐级方式进行定位建筑物，使定位的建筑物高亮显示。2）图形查询属性图形查属性，可以通过点、矩形、圆和多边形等图形来查询所选空间对象的属性，也可以查找空间对象的几何参数，如两点间的距离，线状地物的长度，面状地物的面积等图形查询属性可有两种方式进行实现，第一种方式是由系统中封装的查询工具，通过点击选查询来实现。第二种方式是在查询菜单中添加子菜单“图形查询”然后双击图形与模型，模型高亮显示并弹出信息框来实现。（15）建筑数据库录入编辑1）信息录入和修改：提供单体建筑的属性录入界面，可将建筑物属性信息录入属性信息表并可编辑修改。2）信息查询：可根据空间数据和属性信息对建筑物进行定位查询，查询建筑物的具体位置，也可根据建筑物查询其详细属性信息，并依据相应权限对其属性进行修改。