城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

汪 淼

(大連市測(cè)繪研究院(大連市基礎(chǔ)地理信息中心)，遼寧 大連 116011)

城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

汪 淼

(大連市測(cè)繪研究院(大連市基礎(chǔ)地理信息中心)，遼寧 大連 116011)

城市三維地理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是基于ArcGIS軟件海量全景信息與地理信息的融合與匹配技術(shù)，在軟、硬件共同支持下，依靠系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、街景資源展示、街景資源共享、運(yùn)維支撐和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)共5個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)地理信息和環(huán)境信息的三維可視化表達(dá)和應(yīng)用。本文總結(jié)了城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)體系和功能設(shè)計(jì)及應(yīng)用，為城市三維街景研究和相關(guān)軟件系統(tǒng)的開發(fā)提供參考依據(jù)。

三維街景地理信息平臺(tái)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能；數(shù)字招商應(yīng)用

城市三維可視化表達(dá)是智慧城市地理信息公共服務(wù)研究的一個(gè)熱門方向[1-2]。傳統(tǒng)的二維地理信息共享服務(wù)平臺(tái)只提供資源展示、空間分析、地圖瀏覽、信息查詢等功能；而三維地理信息共享服務(wù)平臺(tái)可提供三維瀏覽、視點(diǎn)控制、信息搜索、文字標(biāo)注、地下管線規(guī)劃等功能，具備同時(shí)表達(dá)地物信息和自然、社會(huì)信息的優(yōu)勢(shì)。智慧城市的本質(zhì)是通過(guò)信息控制能量流和物質(zhì)流，實(shí)現(xiàn)資源自主優(yōu)化配置[3]。

城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)由蘇州盛景科技股份有限公司自主開發(fā)，以GIS地圖數(shù)據(jù)街景數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在地理空間信息資源整合的基礎(chǔ)上進(jìn)行GIS空間表達(dá)，可以真實(shí)展現(xiàn)城市場(chǎng)景并規(guī)劃未來(lái)城市場(chǎng)景，在城市三維可視化表達(dá)研究與應(yīng)用中體現(xiàn)出重要的科學(xué)價(jià)值。

一、設(shè)計(jì)體系

1. 平臺(tái)簡(jiǎn)介

城市三維街景地理信息平臺(tái)由城市街景三維地理信息采集、處理、發(fā)布以及二次開發(fā)部分組成。其中，城市街景三維地理信息發(fā)布部分包括網(wǎng)頁(yè)端和移動(dòng)端兩類，可以為用戶提供道路、園林和建筑等多種環(huán)境下的城市三維街景瀏覽體驗(yàn)，具備全方位連續(xù)瀏覽、場(chǎng)景全覆蓋及可與二維地圖相結(jié)合等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)以三維場(chǎng)景為依據(jù)的宏觀調(diào)控、統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)決策[4]。

2. 設(shè)計(jì)框架

平臺(tái)設(shè)計(jì)是在軟、硬件共同支持下，依據(jù)地理信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行的，共包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、街景資源展示、街景資源共享、運(yùn)維支撐和業(yè)務(wù)應(yīng)用5個(gè)子系統(tǒng)，如圖1所示。其中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)街景數(shù)據(jù)的采集與建庫(kù)，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)街景平臺(tái)的相關(guān)應(yīng)用，資源展示、運(yùn)維支撐和共享服務(wù)子系統(tǒng)是三維街景平臺(tái)的基礎(chǔ)子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)是以海量全景與地理信息融合、匹配技術(shù)為核心，采用全方位攝像機(jī)捕捉連續(xù)的實(shí)景三維地理信息，為用戶構(gòu)建具有豐富環(huán)境信息和地理信息的實(shí)景可視化三維平臺(tái)，形成多種環(huán)境下的地圖與實(shí)際地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直觀性街景瀏覽體驗(yàn)。

二、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能

1. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)的先期系統(tǒng)，負(fù)責(zé)三維街景數(shù)據(jù)的采集[5]、建庫(kù)[6]及統(tǒng)一空間基準(zhǔn)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[7]，主要以地圖資料、街景數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)[8]。依靠高效的影像采集技術(shù)使街景的拍攝不受地形與場(chǎng)所的限制，可以全方位拍攝道路、河流、建筑、園林等任何街景，并將采集的街景資源以表、貼圖、標(biāo)注等形式建立街景系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2. 街景資源展示子系統(tǒng)

街景資源展示子系統(tǒng)是城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)的核心系統(tǒng)，為用戶提供電子地圖瀏覽、街景影像瀏覽、街景標(biāo)注、街景貼圖和街景問(wèn)題上報(bào)等功能，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)全景圖像瀏覽，全景地圖交互漫游[9]，形成地圖與實(shí)際地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直觀感受。系統(tǒng)將電子地圖和影像地圖集成并進(jìn)行GIS空間表達(dá)，可以在地圖上疊加顯示街景采集路線[10]；其地圖搜索定位功能可以通過(guò)輸入關(guān)鍵字進(jìn)行位置搜索與定位，且搜索結(jié)果可以與街景進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，直接定位到附近的街景；街景標(biāo)注功能[11]可實(shí)現(xiàn)二維地理信息數(shù)據(jù)與街景的無(wú)縫集成，將所在位置周邊的興趣點(diǎn)以標(biāo)注的形式表達(dá)并顯示距離，點(diǎn)擊標(biāo)注可實(shí)現(xiàn)快速定位；問(wèn)題上報(bào)功能允許用戶將街景問(wèn)題上報(bào)給系統(tǒng)管理員以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能優(yōu)化，如圖2所示。

圖1 城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)框架

圖2 城市三維街景地圖與二維地圖集成

3. 街景運(yùn)維支撐子系統(tǒng)

街景運(yùn)維支撐子系統(tǒng)以城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)管理為基礎(chǔ)。用戶權(quán)限管理模塊設(shè)置授權(quán)用戶可以進(jìn)行三維街景資源和街景API的訪問(wèn)。日志管理模塊可以記錄用戶的數(shù)據(jù)訪問(wèn)情況，包括用戶登錄日志、訪問(wèn)日志和數(shù)據(jù)訪問(wèn)日志。統(tǒng)計(jì)分析模塊可以根據(jù)平臺(tái)街景數(shù)據(jù)的功能服務(wù)訪問(wèn)趨勢(shì)、各類數(shù)據(jù)訪問(wèn)比例和次數(shù)等數(shù)據(jù)反映用戶對(duì)平臺(tái)的訪問(wèn)情況和功能需求，如圖3所示。資源管理模塊負(fù)責(zé)圖層、線路、標(biāo)注、貼圖上報(bào)問(wèn)題及參數(shù)設(shè)置等子模塊的管理，為平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)支撐。

圖3 城市三維街景平臺(tái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)分析

4. 街景共享服務(wù)子系統(tǒng)

街景共享服務(wù)子系統(tǒng)體現(xiàn)了城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)的開放性，提供數(shù)據(jù)和相關(guān)服務(wù)功能的共享接口。相關(guān)單位的信息系統(tǒng)可通過(guò)街景API和街景三維地理信息二次開發(fā)包調(diào)用或繼續(xù)開發(fā)，直接取用街景數(shù)據(jù)和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)街景資源的共享應(yīng)用[12]。

5. 街景業(yè)務(wù)及應(yīng)用子系統(tǒng)

城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)可為城市規(guī)劃、市政管理[13]、民防[14]及景區(qū)[15]等相關(guān)單位提供城市三維街景信息服務(wù)。主要手段包括城市空間形態(tài)展示、規(guī)劃信息資源集成、規(guī)劃方案三維對(duì)比和規(guī)劃分析輔助決策等，如圖4所示。平臺(tái)能夠整合城市現(xiàn)狀、規(guī)劃模型及地形地貌，構(gòu)建城市三維景觀，展現(xiàn)城市發(fā)展規(guī)模、空間形態(tài)與布局，并結(jié)合文字、動(dòng)畫、視頻等多媒體手段，描繪城市發(fā)展藍(lán)圖；在三維場(chǎng)景中可集成豐富、準(zhǔn)確的城市空間屬性、地理測(cè)繪、規(guī)劃成果、城市實(shí)景、地下管線等信息資源，滿足規(guī)劃審批與規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的需求；將規(guī)劃方案導(dǎo)入到三維場(chǎng)景，模擬人行、車行及飛行視角效果，提供規(guī)劃方案管理、方案對(duì)比、方案調(diào)整等功能，在三維環(huán)境下輔助規(guī)劃方案審批。該系統(tǒng)支持日照分析模擬、建筑通視分析、建筑立面分析、三維測(cè)量、規(guī)劃指標(biāo)自動(dòng)計(jì)算、二維矢量數(shù)據(jù)疊加等多項(xiàng)功能，可以作為規(guī)劃方案審批和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的輔助工具。

圖4 基于城市三維街景平臺(tái)的規(guī)劃方案對(duì)比

目前，三維數(shù)字招商是城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)較新的應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的采用紙質(zhì)或電子二維設(shè)計(jì)圖進(jìn)行區(qū)域招商的模式信息化水平較低，缺乏對(duì)區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀和規(guī)劃的直觀展示。三維可視化數(shù)字招商可與Web信息發(fā)布系統(tǒng)結(jié)合，依靠數(shù)據(jù)庫(kù)和平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和招商業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合，打造全方位、可視化、互動(dòng)式的區(qū)域虛擬環(huán)境，提供產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀展示、三維漫游、規(guī)劃展示、信息查詢及統(tǒng)計(jì)分析等功能，全面提高面向?qū)I(yè)化招商的整體服務(wù)能力和效率，其招商方案架構(gòu)如圖5所示。

三、結(jié)論與討論

城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)基于直觀性、實(shí)用性和信息化的原則，立足于海量全景信息與地理信息的融合與匹配技術(shù)，服務(wù)的重點(diǎn)是使用戶形成地圖與實(shí)際地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直觀感受。

圖5 基于城市三維街景平臺(tái)的招商方案架構(gòu)

城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、街景資源展示、街景資源共享、運(yùn)維支撐和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)共5個(gè)子系統(tǒng)，并依靠子系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)地理信息和環(huán)境信息的三維可視化表達(dá)和應(yīng)用。平臺(tái)特有的城市空間形態(tài)展示、規(guī)劃信息資源集成、規(guī)劃方案三維對(duì)比和規(guī)劃分析輔助決策等功能正逐漸在城市規(guī)劃、市政管理及數(shù)字招商等方面得到應(yīng)用并體現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性，其應(yīng)用價(jià)值和潛力將在未來(lái)的相關(guān)研究和應(yīng)用中逐漸凸顯。城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可為城市三維街景研究和相關(guān)的軟件系統(tǒng)開發(fā)提供科學(xué)的參考依據(jù)。

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Design and Application of the Three-dimensional City Street View Platform

WANG Miao

2016-08-24；

汪 淼(1979—)，男，高級(jí)工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、智慧城市建設(shè)等方面的工作。E-mail：149370268@qq.com

汪淼.城市三維街景地理信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào)，2016(12)：108-110.

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0413.

P208

B

0494-0911(2016)12-0108-03

修回日期：2016-10-28