打造智慧城市的空間信息服務(wù)平臺(tái)——全景真三維影像技術(shù)

黨的十八大報(bào)告中明確指出走中國(guó)特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的道路，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展。其中走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的重點(diǎn)，智慧地解決城市發(fā)展面臨的問(wèn)題并推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)家的重要戰(zhàn)略。

在此戰(zhàn)略方針的指導(dǎo)下，智慧城市和數(shù)字城市成為真正貫徹推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化并以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的有效解決方案。截止到2012年年底，我國(guó)已經(jīng)有300多個(gè)城市進(jìn)行數(shù)字城市建設(shè)，69個(gè)城市進(jìn)行智慧城市的建設(shè)，其建設(shè)成果已對(duì)城市產(chǎn)業(yè)、民生、環(huán)境、行政治理、資本配置產(chǎn)生積極作用。但是隨著行業(yè)應(yīng)用的不斷深入升級(jí)，傳統(tǒng)地理信息作為智慧城市建設(shè)的基本元素其局限性也日益突出。

現(xiàn)有國(guó)內(nèi)很多城市建設(shè)三維地理數(shù)據(jù)是基于已有的測(cè)繪成果數(shù)據(jù)，將采集來(lái)的地表和建筑物信息，通過(guò)電腦建成模型，最后生成城市的立體圖像。這種通過(guò)手工建模的三維數(shù)據(jù)建設(shè)周期長(zhǎng)，真實(shí)性差，精度低，應(yīng)用效果有很大的局限性并且極大地違背了智慧城市的空間信息服務(wù)平臺(tái)對(duì)三維地理數(shù)據(jù)精確性地要求從而阻礙了各職能部門(mén)決策的準(zhǔn)確性以及實(shí)效性。以下問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮：

由于三維模型建筑庫(kù)中缺乏完整的城市現(xiàn)狀建筑，城市舊城改造中時(shí)無(wú)法及時(shí)、有效地對(duì)改造范圍內(nèi)現(xiàn)有建筑、違法建筑的拆遷量進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，規(guī)劃主管部門(mén)很難利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)決策；

由于傳統(tǒng)地理信息庫(kù)的建筑高程信息不精確，在消防滅火救援事件中，指揮中心只能在指揮平臺(tái)地圖上定位著火位置，無(wú)法獲取著火點(diǎn)的精確高度，從而快速進(jìn)行消防部署；

傳統(tǒng)三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)也是影響信息化進(jìn)程的一個(gè)難題，據(jù)了解國(guó)內(nèi)某城市進(jìn)行三維數(shù)字城市建設(shè)時(shí)一年只能更新幾十平方公里，三到四年才能完成建成區(qū)范圍，其速度嚴(yán)重滯后于城市發(fā)展的需要。

隨著智慧城市行業(yè)應(yīng)用的深入以及發(fā)展，相關(guān)職能部門(mén)越來(lái)越迫切要求更真實(shí)、更完整、高精度的三維空間數(shù)據(jù)作為智慧城市的空間載體。一方面能夠真實(shí)還原城市原貌，為用戶提供完整的空間信息。比如建筑、橋梁、道路、樹(shù)木等，從而使地理信息表現(xiàn)更加直觀、易于使用并且應(yīng)用更加廣泛；另一方面能夠大大縮短了三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)的周期，為智慧城市提供實(shí)時(shí)、有效的空間信息。

隨著智慧城市對(duì)高精真三維空間數(shù)據(jù)的需求加深以及業(yè)界技術(shù)的突飛猛進(jìn)，近年來(lái)傾斜攝影技術(shù)和機(jī)載激光掃描技術(shù)等高新技術(shù)紛紛異軍突起，極大地促進(jìn)了全景真三維技術(shù)的研究和發(fā)展。截止目前美國(guó)Pictometry公司、荷蘭Track Air公司，國(guó)內(nèi)四維遠(yuǎn)見(jiàn)公司和上海航遙等公司都先后推出了機(jī)載傾斜攝影設(shè)備，萊卡公司也宣布2013年將推出最新多角度傾斜相機(jī)RCD30相機(jī)，硬件設(shè)備的創(chuàng)新升級(jí)激發(fā)了業(yè)界對(duì)真三維空間數(shù)據(jù)可行性的研發(fā)與創(chuàng)新。在第二十二屆國(guó)際攝影測(cè)量與遙感大會(huì)中以多角度傾斜攝影為代表的全景真三維技術(shù)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，全景真三維技術(shù)的突破已經(jīng)成為三維地理信息系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。

全景真三維影像技術(shù)主要是通過(guò)航空攝影的手段快速獲取地面多源數(shù)據(jù)，利用三維場(chǎng)景快速構(gòu)建技術(shù)，自動(dòng)融合生成城市全景數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)三維地理數(shù)據(jù)大量依賴人工建模的方式不同，全景真三維影像數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：

1、真實(shí)性

全景真三維影像數(shù)據(jù)提供與真實(shí)世界高度一致、所見(jiàn)即所得的真三維場(chǎng)景，規(guī)避了傳統(tǒng)三維影像大量的城市信息失真和缺失。

2、完整性

全景真三維影像數(shù)據(jù)中所有物體都是真實(shí)完整的三維形態(tài)，包括建筑、樹(shù)木、立交橋、雕塑等。

3、高精度

真三維場(chǎng)景中的每一點(diǎn)都有真實(shí)的三維坐標(biāo)，所有數(shù)據(jù)的平面、高程精度都完全符合大比例尺地形測(cè)繪的要求，可以直接為規(guī)劃審批、公安應(yīng)急等多職能部門(mén)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

4、高效性

高效自動(dòng)化的生產(chǎn)模式，大大縮短了產(chǎn)品的制作周期。100平方公里的真三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)可在一個(gè)月內(nèi)完成，相較傳統(tǒng)方式效率提高數(shù)十倍。

全景真三維數(shù)據(jù)作為智慧城市的空間載體，以其高度創(chuàng)新的數(shù)據(jù)展示方式帶動(dòng)整個(gè)智慧城市空間信息服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)升級(jí)換代，以高精真的數(shù)據(jù)為城市建設(shè)與管理決策者提供有效的決策依據(jù)。并且全景真三維空間數(shù)據(jù)以點(diǎn)帶面，輻射包括數(shù)字城管，規(guī)劃，公安，環(huán)保等多行業(yè)應(yīng)用，從而極大促進(jìn)空間產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和各行業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，從而為智慧城市找到一個(gè)有效的城市公共信息平臺(tái)載體，催化各決策部門(mén)信息整合與連接，從而為智慧城市整體概念的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用提供了最佳空間載體。其應(yīng)用范圍廣泛且發(fā)展空間無(wú)限：

1、基于北斗導(dǎo)航位置服務(wù)方面的應(yīng)用

在北斗導(dǎo)航位置服務(wù)應(yīng)用中，基于全景真三維場(chǎng)景可以對(duì)“兩客一?！敝攸c(diǎn)車(chē)輛實(shí)時(shí)監(jiān)控，并隨時(shí)可以精細(xì)掌握某一車(chē)輛當(dāng)前地理位置及周邊真實(shí)環(huán)境。當(dāng)出現(xiàn)車(chē)輛告警或突發(fā)事件時(shí)，指揮中心在第一時(shí)間獲取到報(bào)警車(chē)輛的位置以及真實(shí)周邊環(huán)境，并做出快速的反應(yīng)。以北斗導(dǎo)航位置服務(wù)平臺(tái)為依托，基于全景真三維影像的空間服務(wù)平臺(tái)將極大提高交通、公安、城管等部門(mén)管理的信息化水平。

2、平安城市方面的應(yīng)用

隨著創(chuàng)建和諧社會(huì)的逐漸深入，平安城市的建設(shè)也取得了顯著成效，特別是城市公共區(qū)域視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)有效地滿足了治安管理、城市管理、交通管理、應(yīng)急指揮等需求。在全景真三維環(huán)境中能夠充分整合和利用已有視頻監(jiān)控資源，最大限度發(fā)揮視頻監(jiān)控的作用。比如在真三維場(chǎng)景中可以根據(jù)視頻監(jiān)控探頭的位置、角度和方位，方便地做到視頻監(jiān)控信息和真三維場(chǎng)景的融合，當(dāng)某一突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，可以在三維場(chǎng)景中快速定位到最近的視頻監(jiān)控信息，同時(shí)又可以在真三維場(chǎng)景中查看視頻監(jiān)控覆蓋不到的范圍，做到“動(dòng)靜結(jié)合”。

3、城市拆遷改造方面的應(yīng)用

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，城中村改造、危舊校區(qū)改造等拆遷改造工程將非常普遍。在全景真三維平臺(tái)中不僅完整展現(xiàn)了城市現(xiàn)有建筑的分布情況，而且能夠?qū)Σ疬w范圍內(nèi)的現(xiàn)有建筑、包括永久和臨時(shí)建筑的拆遷統(tǒng)計(jì)指標(biāo)具體包括用地面積、建筑總面積等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，為政府科學(xué)決策及時(shí)提供精確的第一手資料。

4、城市精細(xì)化管理方面的應(yīng)用

目前全國(guó)200多個(gè)城市都開(kāi)展了數(shù)字城管的應(yīng)用，網(wǎng)格化精細(xì)管理已經(jīng)推廣到社會(huì)管理的范疇。由于全景真三維影像數(shù)據(jù)中每一棟建筑上的點(diǎn)都可以包含準(zhǔn)確X ,Y,Z坐標(biāo)，因此在網(wǎng)格化管理平臺(tái)中，能夠真正做到建筑樓層信息和重點(diǎn)人口、企業(yè)等社會(huì)信息的無(wú)縫關(guān)聯(lián)。比如真三維場(chǎng)景中上點(diǎn)擊某一實(shí)體樓房，不但可以多角度呈現(xiàn)建筑本身，還能進(jìn)一步定位到某樓層內(nèi)企業(yè)、樓層房間分布、每戶室內(nèi)的人員信息，人房關(guān)聯(lián)，管理更加直觀、有效。另外在房產(chǎn)管理中也可以將房產(chǎn)樓盤(pán)圖、樓層戶型圖和房屋產(chǎn)權(quán)信息統(tǒng)一管理起來(lái)，做到以圖管房，以房管人。

5、記載城市歷史變遷的進(jìn)程

除了以上典型行業(yè)應(yīng)用，全景真三維影像還具有不可低估的歷史意義，每個(gè)時(shí)段的全景真三維影像都真實(shí)記錄了城市發(fā)展變遷的歷程，可以為城市建筑風(fēng)貌變遷、城市發(fā)展規(guī)劃等提供重要的空間資料，具有重要的歷史和社會(huì)價(jià)值。

綜上所述，全景真三維影像技術(shù)的應(yīng)用將極大程度的改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蜕?，?yīng)用到智慧城市的方方面面。以后，政府領(lǐng)導(dǎo)可以在完全真實(shí)的可視化城市環(huán)境中了解到城市自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多種信息，并對(duì)城市重大事項(xiàng)進(jìn)行決策；規(guī)劃建設(shè)部門(mén)工作人員足不出戶就能對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行綜合評(píng)審；環(huán)保部門(mén)可對(duì)所管轄地區(qū)受污染區(qū)域的范圍和程度一目了然，及時(shí)評(píng)估污染危害程度；公眾在出行旅游前可以對(duì)旅游城市或景點(diǎn)信息做全面了解?；谡嫒S技術(shù)的智慧城市建設(shè)，在提高人們的工作和生活質(zhì)量、提升城市信息化應(yīng)用服務(wù)水平、推動(dòng)我國(guó)地球空間信息及應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等方面，將發(fā)揮不可替代的作用、創(chuàng)造不可估量的價(jià)值。

而作為全球全景真三維影像技術(shù)的引領(lǐng)者，武漢華正空間軟件技術(shù)有限公司歷經(jīng)五年不懈努力，自主研發(fā)全球第一套基于機(jī)載多角度傾斜影像的全景真三維影像快速構(gòu)建平臺(tái)3DRealWorld，建立了全球第一套三維機(jī)載傾斜影像內(nèi)外一體化生產(chǎn)線。可實(shí)現(xiàn)真三維影像獲取、快速處理、展示和應(yīng)用平臺(tái)等全產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)先服務(wù)，徹底顛覆了傳統(tǒng)三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)的技術(shù)路線、生產(chǎn)方式和最終成果，取得全球技術(shù)領(lǐng)先的革命性的突破。華正公司的全景真三維技術(shù)已經(jīng)受到業(yè)界的廣泛關(guān)注和重視并成為領(lǐng)域內(nèi)全球技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)。其真三維數(shù)據(jù)在山西晉中市、河南鄭東新區(qū)、河南洛陽(yáng)市、福建泉州市和武漢高新區(qū)等地區(qū)多平臺(tái)的推廣應(yīng)用，成為智慧城市空間信息服務(wù)平臺(tái)解決方案的閃爍亮點(diǎn)。

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