實(shí)景三維的發(fā)展方向

1、實(shí)景三維GIS的應(yīng)用前景概述1 引言隨著數(shù)字化城市進(jìn)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(shí)現(xiàn)宏觀的、濃縮的、概略的統(tǒng)計(jì) 和分析，對(duì)于細(xì)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(shí)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(shí)長耗資大，實(shí)際作用并沒有達(dá)到預(yù)期的效果。針對(duì)二維 GIS 的特點(diǎn)，以影像地圖為基礎(chǔ)的實(shí)景三維 GIS作為二維GIS技術(shù)的升級(jí)產(chǎn)品，成 為GIS發(fā)展的新方向。2 實(shí)景三維技術(shù)實(shí)景三維GIS是在二

2、維GIS的基礎(chǔ)之上，增加了連續(xù)的地面可量測(cè)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(shí)景可視化環(huán)境，有效的支持了管理和決策等高級(jí)應(yīng) 用。2.1 移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)（ MMS：Mobile Mapping System)移動(dòng)道路測(cè)量技術(shù)作為一種陸基遙感系統(tǒng)，它是在機(jī)動(dòng)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(jìn)之中，快速采集道路及兩旁地物的可量測(cè)實(shí)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(jìn)行各種要 素特別是城市道路兩旁要素的任意任

3、時(shí)的按需測(cè)量。2.2 DMI 實(shí)景三維空間可量測(cè)實(shí)景影像（Digital Measurable Image簡稱DMI）是一種以地面近景攝影測(cè)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(cè) 實(shí)景影像提供的開發(fā)包可直接對(duì)立體影像進(jìn)行測(cè)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(cè)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(cè)實(shí)景影像主要由立體影像對(duì)、外方位元素 描述文件和開發(fā)包組成?？闪繙y(cè)實(shí)景影像可通過移動(dòng)測(cè)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(duì)我國4D基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品進(jìn)行有效補(bǔ) 充的一種重要產(chǎn)品?；诮皵z影測(cè)量原理，一對(duì)

4、 DMI 立體像對(duì)記錄了攝影范圍內(nèi)空間對(duì)象的 三維立體空間，通過攝影測(cè)量交會(huì)計(jì)算，可以獲取目標(biāo)地物的空間三維坐標(biāo)、 物理尺寸。移動(dòng)測(cè)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(cè)影 像，在車輛高速行進(jìn)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(jìn)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(shí)際上全方位的記錄了城市的真實(shí)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(shí)景三維空間。2.3 應(yīng)用現(xiàn)狀應(yīng)用實(shí)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(cè)影像，這種影像也可應(yīng)用在城市管理的方方面面。由此，實(shí)景 三

5、維在城管、公路、公安、鐵路等行業(yè)進(jìn)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(dòng)通信技術(shù)手段來處理、分析和管理整個(gè)城 市的所有部件和事件信息，促進(jìn)城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的 通暢與協(xié)調(diào)?；?MMS 技術(shù)的城管系統(tǒng)提供有街景影像地圖的 “實(shí)景數(shù)字城 管”，真實(shí)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(shí)，輔助城市管理者 進(jìn)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(shí)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(shí)景化、符

6、號(hào)可視化、管理信息豐富等特征，能夠幫 助公安部門真正實(shí)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(cè)量、實(shí)時(shí)監(jiān)控（動(dòng)、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?cái)?shù)字城市建設(shè)中，實(shí)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(shí)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(dá)到，建立信息化共享平臺(tái)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(shí)也制約了實(shí)景三維GIS在其中的應(yīng)用。3 發(fā)展前景3.1 民用街

7、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(dá)到完全指路功能，且地圖更新慢也是車 載導(dǎo)航的弱點(diǎn)。而依托于 MMS系統(tǒng)的實(shí)景三維地圖恰可彌補(bǔ)這一不足。實(shí)景三 維技術(shù)，不但可提供詳細(xì)的二維地圖，還可將街道全景真實(shí)的顯示在導(dǎo)航地圖 上，道路情況、高架橋、信號(hào)燈等，都可以一覽無余，真正實(shí)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(gè)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(shí)間長、耗資大、系統(tǒng)應(yīng)用太專 業(yè)、虛擬三維丟失細(xì)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(shí)景三維技術(shù)，結(jié)合虛擬三維手段，可彌補(bǔ)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(shí)景影像為特色數(shù)據(jù)的 數(shù)字景區(qū)公共服務(wù)平臺(tái)，資源開放共享，將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)旅游的大力發(fā)展。3.3 實(shí)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(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí) 現(xiàn)了互聯(lián)互通，它的發(fā)展，使得電網(wǎng)、鐵路