城市地理信息系統(tǒng)中的全景地圖技術(shù)初探

孔令符 盛娟

摘? ?要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的地圖已經(jīng)不能適應(yīng)我國(guó)高速發(fā)展的信息時(shí)代特征和內(nèi)在需求，在各個(gè)城市的地理信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，電子地圖已經(jīng)成為重中之重，同時(shí)伴隨著GPS與GIS技術(shù)的同步協(xié)同發(fā)展，城市地理信息系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的表現(xiàn)形式也越來越豐富，除了傳統(tǒng)意義上的電子地圖之外，也進(jìn)一步增加了衛(wèi)星地圖和立體地圖等，相應(yīng)的，全景地圖也應(yīng)運(yùn)而生，利用全景地圖技術(shù)能夠使具體的信息更生動(dòng)形象的呈現(xiàn)在人們眼簾。據(jù)此，本文有針對(duì)性的分析和探究城市地理信息系統(tǒng)中的全景地圖技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，希望為相關(guān)人士提供一定意義上的參考。

關(guān)鍵詞：城市地理信息系統(tǒng)? 技術(shù)? 全景地圖

中圖分類號(hào)：P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（b）-0126-02

在城市地理信息處理和空間分析的過程中，其關(guān)鍵所在就是GIS，有效利用這個(gè)系統(tǒng)，并通過計(jì)算機(jī)的輔助作用，針對(duì)城市地理和空間進(jìn)行有針對(duì)性的集成分析。從根本上來講，這是一門新興的綜合性學(xué)科，從最大程度上有效融合了地圖學(xué)、地理學(xué)、遙感學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科，是跨專業(yè)跨領(lǐng)域的一種完美結(jié)合。在城市地理信息系統(tǒng)中，全景地圖技術(shù)所涉及的應(yīng)用范圍包括很多方面，例如，數(shù)字電路的研究、空間定位系統(tǒng)的研究等，全景地圖的本質(zhì)是有效利用三維技術(shù)，通過二維地圖和三維全景的有效融合，構(gòu)建相應(yīng)的地圖。全景地圖可以利用地圖的形式向每一個(gè)觀眾展現(xiàn)出不同地區(qū)的360度真實(shí)場(chǎng)景，而且能夠充分呈現(xiàn)出它所具備的全景搜索功能、全景分享功能和全景漫游功能。

1? 城市地理信息系統(tǒng)中全景地圖技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，針對(duì)全景地圖系統(tǒng)的開發(fā)，以及對(duì)于全景技術(shù)的利用，都有著特別嚴(yán)格的要求，并且標(biāo)準(zhǔn)越來越極高。全景技術(shù)也被稱作為虛擬實(shí)景技術(shù)，從總體上來看，全景技術(shù)是以靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)處理作為基礎(chǔ)，以360度全景照片的方式，使其具體信息和真實(shí)的色彩等相關(guān)因素都得到有效呈現(xiàn)。通常情況下，一般的圖片質(zhì)量和三維建模，都不能有效滿足全景地圖技術(shù)的內(nèi)在要求。傳統(tǒng)三維地圖所涉及的應(yīng)用原理主要是體現(xiàn)在，對(duì)空間景象實(shí)施建模之后呈現(xiàn)出三維效果，三維地圖盡管從總體上來講，比二維地圖要有更直觀形象的效果，但是需要投入的人力物力過大，資金成本過高，建設(shè)周期太長(zhǎng)，工作量十分巨大，在種種限制因素的影響下，三維地圖不能得到切實(shí)有效的廣泛推行。而全景地圖以全景圖像為基礎(chǔ)，進(jìn)行有效的構(gòu)建，它能夠使成本得到有效的降低，所涉及的制作周期相對(duì)來說比較短，并且使用者在應(yīng)用的過程中，可以直觀形象地看到色彩完整的影像，并且在觀看的過程中可以360度全方位、無死角、多角度的進(jìn)行具體的應(yīng)用，在使用全景地圖的過程中，相關(guān)的使用者所感受到的應(yīng)用體驗(yàn)更加理想，而豐富多彩的圖像信息，使使用者針對(duì)特定地區(qū)所具備的地理信息有更深入的了解和把握，將全景地圖技術(shù)切實(shí)有效的應(yīng)用到城市地理信息中，有著巨大的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，其實(shí)用價(jià)值特別顯著。

2? 城市地理信息系統(tǒng)中全景地圖技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 全景地圖圖像的采集技術(shù)

全景地圖系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，所使用的是相關(guān)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，具體的運(yùn)用方法主要體現(xiàn)在，有效結(jié)合具體情況，選用相對(duì)應(yīng)的全景采集器的方法，全景采集器通常由四部分有機(jī)構(gòu)成，分別是數(shù)碼相機(jī)、時(shí)間同步器、GPS接收機(jī)以及保護(hù)罩等。車載全景采集器在設(shè)計(jì)方面至關(guān)重要，與全景地圖的圖像質(zhì)量，有著巨大的關(guān)聯(lián)性，同時(shí)它也是確保圖像質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因?yàn)槿D像所涉及的采集區(qū)域大多數(shù)情況下都是旅游景點(diǎn)、街道、高速公路等一系列相關(guān)地點(diǎn)，而全景采集器內(nèi)部的圖像傳感器的成像距離方面比較接近，因此，拍攝出來的攝影基線和采集物兩者之間的距離相對(duì)來說比較大。從這個(gè)特征也可以很明顯的看出，在采集圖像的過程中，尤其是在設(shè)計(jì)全景采集器的時(shí)候，要結(jié)合具體情況，真正意義上把圖像質(zhì)量和圖像拼接效果放在最重要的位置。

2.2 全景地圖圖像的拼接技術(shù)

在圖像拼接的過程中涉及很多方面內(nèi)容，例如，圖像序列獲取、投影模型的選取聯(lián)合圖像配準(zhǔn)與圖像融合等相關(guān)方面內(nèi)容，共同構(gòu)成了圖像拼接的全過程。投影模型在應(yīng)用的過程中主要是選取相對(duì)應(yīng)的球形全景和立方體全景。球形全景有著十分顯著的特色，其主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在視覺效果方面比較優(yōu)良，但在網(wǎng)格劃分和后期渲染過程中，它比立方體的全景要繁雜很多，所涉及的制作周期特別長(zhǎng)，相對(duì)來講效率更低一些。立方體全景與球形全景進(jìn)行有針對(duì)性的對(duì)比，可以很明顯的看出，它的操作更簡(jiǎn)單更快捷，然而所呈現(xiàn)出的視覺效果，相對(duì)來說不夠理想，針對(duì)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)也比較繁雜，一般人操作起來有很大難度。在投影模型的選取過程中，主要是有針對(duì)性的結(jié)合全景的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用領(lǐng)域。在具體的操作環(huán)節(jié)上體現(xiàn)為，首先在圖像上選取相應(yīng)的特征點(diǎn)，之后匹配圖像的對(duì)應(yīng)位置，然后由匹配的信息特征點(diǎn)對(duì)圖像參數(shù)進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，最終來進(jìn)一步確定整個(gè)全景圖像拼接的順序。

2.3 全景地圖圖像的數(shù)據(jù)處理

全景地圖針對(duì)圖像進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)處理，主要指的是結(jié)合具體情況實(shí)施相對(duì)應(yīng)的全景圖像、電子地圖的接口規(guī)范以及空間定位數(shù)據(jù)三項(xiàng)工作的協(xié)同處理。它的定義主要體現(xiàn)在，結(jié)合實(shí)際情況制定出與之相對(duì)應(yīng)的適用在全景地圖圖像以及空間定位數(shù)據(jù)和電子地圖數(shù)據(jù)等一系列數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化規(guī)范化流程。在全景地圖圖像的數(shù)據(jù)處理過程中，不要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)算法方面，最關(guān)鍵的是針對(duì)GPS點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的抽稀和內(nèi)插，從而有效計(jì)算出GPS點(diǎn)視線和角度，然后結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整相對(duì)應(yīng)的道路交叉口的全方位全景數(shù)據(jù)，并結(jié)合空間情況選擇相對(duì)應(yīng)的全景數(shù)據(jù)，使之實(shí)現(xiàn)充分的匹配等等。全景地圖系統(tǒng)的核心內(nèi)容主要包含全景地圖圖像和GPS點(diǎn)的數(shù)據(jù)，所采取的數(shù)據(jù)處理點(diǎn)都是以區(qū)域以及特征點(diǎn)的配準(zhǔn)和匹配技術(shù)為基礎(chǔ)的。

3? 城市地理信息系統(tǒng)中全景地圖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程中，全景地圖技術(shù)是至關(guān)重要的發(fā)展熱點(diǎn)，全景地圖技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，使人有身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)感。全景地圖技術(shù)有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展速度，對(duì)于數(shù)字城市的構(gòu)建，有著至關(guān)重要的直接影響，該技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域以及城市管理的多種方面，對(duì)于未來城市可持續(xù)發(fā)展，有著至關(guān)重要的促進(jìn)作用。把時(shí)空數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立健全全景地圖，能夠有效保存和對(duì)比不同時(shí)代背景下所呈現(xiàn)出的城市面貌，對(duì)研究城市時(shí)代變化和發(fā)展趨勢(shì)都有著十分關(guān)鍵的影響，相信在不久的將來，全景地圖技術(shù)將會(huì)得到更深遠(yuǎn)的發(fā)展，進(jìn)一步拓展成為全景時(shí)空模擬和全景視頻技術(shù)。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過上面的分析和論述，我們可以明顯看到，當(dāng)前的信息化數(shù)字化時(shí)代背景下，人類的很多發(fā)明都改變了世界，相信全景地圖技術(shù)更有效的呈現(xiàn)在城市地理信息系統(tǒng)中，將會(huì)使現(xiàn)實(shí)的城市風(fēng)貌充分體現(xiàn)在虛擬世界中，讓用戶可以足不出戶，就能夠全方位的領(lǐng)略到不同城市的精神面貌和風(fēng)土人情，在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，一定會(huì)使全景地圖技術(shù)實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用，并有更良好的發(fā)展。

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