三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)及其應(yīng)用

王 斌，王雷光

1. 中國人民警察大學(xué) 維和警察培訓(xùn)中心，河北 廊坊 065000；2. 鄭州市公安局特殊警務(wù)支隊，河南 鄭州 450000

一、引言

隨著社會治安形勢的發(fā)展，公安工作面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。全面提升公安機關(guān)治安管理效率和管理水平，建立統(tǒng)一開放的公安警務(wù)綜合系統(tǒng)為社會治安管理工作提供技術(shù)支撐成為亟待解決的問題。在此背景下，“十一五”期間，公安部研發(fā)、建設(shè)了全國警用地理信息系統(tǒng)（PGIS，Police Geographic Information System）平臺。該平臺是以公安信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以警用電子地圖為核心，以地理信息技術(shù)為支撐，以服務(wù)于公安業(yè)務(wù)管理、信息共享和決策支持的可視化為目標(biāo)的重要信息化基礎(chǔ)設(shè)施和重要的基礎(chǔ)性、綜合性應(yīng)用支撐平臺，有效解決了全國警用地理信息系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)互聯(lián)問題，最大限度支持各級公安機關(guān)快速、有效地應(yīng)用部署和定制開發(fā)，提高了公安機關(guān)的建設(shè)和管理水平。目前，全國32個省級公安廳（局）和近290個地市公安機關(guān)均已廣泛采用公安部統(tǒng)一研發(fā)的PGIS 平臺。在公安機關(guān)的日常執(zhí)勤執(zhí)法過程中，60%的警務(wù)業(yè)務(wù)與PGIS 平臺數(shù)據(jù)有關(guān)聯(lián)，極大提高了公安機關(guān)維護(hù)社會治安的效率、水平和能力。

我國當(dāng)前的PGIS 平臺基本能做到在電子地圖上疊加部分犯罪數(shù)據(jù)，形成簡單的二維犯罪電子地圖，稱為二維PGIS平臺。二維PGIS平臺能夠應(yīng)對宏觀和簡單犯罪因子的情報研判。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等新技術(shù)、新概念不斷涌現(xiàn)，二維PGIS 平臺面臨著許多新的問題與挑戰(zhàn)。在軟件技術(shù)層面，二維PGIS 平臺升級速度跟不上當(dāng)前技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展需求，在數(shù)據(jù)豐富程度、軟件功能、用戶體驗等方面與實景三維地圖存在較大差距；在運行環(huán)境及數(shù)據(jù)管理層面，由于各地警務(wù)云、移動警務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)和警務(wù)大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，云環(huán)境支持及時空大數(shù)據(jù)管理技術(shù)對二維PGIS 平臺帶來新的挑戰(zhàn)和要求，導(dǎo)致其在技術(shù)架構(gòu)、建設(shè)模式、支撐能力等方面不適應(yīng)的問題逐漸凸顯，迫切需要進(jìn)行整體性升級；在警務(wù)決策應(yīng)用層面，在面對局部微觀層面的犯罪現(xiàn)場觀測、多因子犯罪預(yù)測和實時情報支援時，二維PGIS 平臺已經(jīng)無法提供有效的決策支持，需要在3D 視角下多角度多維度犯罪現(xiàn)場的電子情報支援；在警力資源調(diào)度部署層面，二維PGIS平臺無法充分發(fā)揮情報信息引領(lǐng)作用，在實現(xiàn)基層警力扁平化一級指揮、管理和調(diào)度，解決基層警力信息支撐、警力資源動態(tài)部署等方面已經(jīng)無法滿足越來越復(fù)雜的警務(wù)業(yè)務(wù)需求，迫切需要將二維PGIS 平臺升級為三維可視化指揮系統(tǒng)。

科學(xué)技術(shù)與警務(wù)的深度融合已成為現(xiàn)代公安工作的發(fā)展趨勢。同時，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)和推動了警務(wù)模式的轉(zhuǎn)型。伴隨著三維實景建模技術(shù)的發(fā)展以及警務(wù)工作信息化發(fā)展水平的逐步提高，以高分辨率實景三維地圖為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)打造三維可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)，可以彌補二維PGIS 的不足，滿足新形勢下警務(wù)實戰(zhàn)應(yīng)用需求。因此，將三維實景建模技術(shù)應(yīng)用于可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)逐漸成為警務(wù)實戰(zhàn)化領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點。

目前，在將三維實景建模技術(shù)應(yīng)用于可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)方面，許多科研人員已經(jīng)開展了大量研究。唐恬等研究了增強現(xiàn)實三維建模在警用地理信息平臺的應(yīng)用［1］；呂從等分析了三維影像在警用GIS系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用模式，介紹了三維影像處理、建庫、發(fā)布及應(yīng)用流程［2］；李一琳等分析了歐美國家的警務(wù)GIS 系統(tǒng)在基層治理和犯罪預(yù)防等領(lǐng)域的應(yīng)用模式和現(xiàn)狀，為國內(nèi)警務(wù)GIS 系統(tǒng)建設(shè)提供參考［3］；張慶全等研究了二三維一體化技術(shù)在智慧警務(wù)GIS系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用模式和方法，設(shè)計了系統(tǒng)總體框架和功能模塊［4］；佘金星等研究了警用GIS平臺下的仿三維電子地圖實現(xiàn)方法，并與不同廠商的電子地圖的實現(xiàn)方法進(jìn)行對比分析［5］；魏瑞瑞設(shè)計了三維警務(wù)GIS 系統(tǒng)框架，實現(xiàn)了三維地圖展示、警情定位查詢、警情態(tài)勢分析、視頻接入和應(yīng)急指揮決策等功能模塊［6］；秦靜研究了利用Sketchup 和Arc GIS 系列軟件構(gòu)建中國人民公安大學(xué)警務(wù)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練街區(qū)的三維仿真系統(tǒng)［7］；康利剛研究了移動警務(wù)系統(tǒng)地形可視化的總體設(shè)計，并實現(xiàn)了移動警務(wù)系統(tǒng)上三維地形的快速建模以及動態(tài)顯示［8］。

在上述研究基礎(chǔ)上，本文首先深入分析三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的構(gòu)成及其優(yōu)勢，然后詳細(xì)探討三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)在實際警務(wù)工作中的應(yīng)用，最后展望三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的發(fā)展方向。

二、三維實景建模技術(shù)及其實現(xiàn)方法

（一）三維實景建模技術(shù)

三維實景建模就是利用具有一定重疊度的場景航拍照片，通過計算機建模軟件處理，還原真實場景空間模型的技術(shù)，即從單幅圖像或圖像序列中反求出物體三維模型的技術(shù)。顯然，三維實景建模過程是相機拍攝照片的逆過程。

雖然在一幅圖像中僅包含二維信息，但是這些二維信息卻蘊含著多幅圖像中共同物體的物理特征及所對應(yīng)的幾何關(guān)系以及兩幅圖像中的視差關(guān)系。我們可以比較物體上的某一點在多幅圖像中的不同位置，據(jù)此來計算該點的三維幾何信息?？傊?，三維實景建模就是利用數(shù)字相機作為工具、綜合運用圖像處理技術(shù)和數(shù)學(xué)理論從二維圖像中提取目標(biāo)對象的三維空間信息，最終實現(xiàn)目標(biāo)對象的三維重建。

三維實景建模技術(shù)具有諸多優(yōu)勢。如：通過科學(xué)的拍攝方法快速采集目標(biāo)對象的二維圖像信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就可以很快建立目標(biāo)對象的三維模型；同時，該技術(shù)對目標(biāo)對象的形狀、狀態(tài)和尺寸沒有要求和限制；在目標(biāo)對象的二維圖像信息采集階段，對拍攝人員和拍攝設(shè)備沒有特殊要求，只需要普通的數(shù)碼相機就可以完成拍攝，如果目標(biāo)對象為大地形或者大體積建筑物，可以利用無人機完成數(shù)據(jù)采集。這些特點決定了三維實景建模技術(shù)可適用于眾多行業(yè)。

（二）三維實景建模的實現(xiàn)方法

根據(jù)三維模型的精細(xì)化程度和原始數(shù)據(jù)來源的不同，三維實景建模的實現(xiàn)方法可以分為空中三維建模、近景三維建模和空地一體化三維建模［9］。

1. 空中三維建模

空中三維建模是指利用無人機傾斜攝影測量獲取多角度具備一定影像重疊度的數(shù)據(jù)，恢復(fù)影像空間姿態(tài)，再利用Context Capture 軟件建立空間地理信息三維實景模型［10］。該建模方法改變了傳統(tǒng)無人機攝影測量只從一個垂直角度獲取數(shù)據(jù)并以DOM 輸出的形式，具有作業(yè)效率高和速度快的特點，其成果廣泛應(yīng)用于不動產(chǎn)、智慧城市等建設(shè)中［11］。

2. 近景三維建模

近景三維建模是指對距離較近的目標(biāo)物進(jìn)行攝影，再通過對獲取圖像進(jìn)行一系列處理，從而還原目標(biāo)物的形狀、大小及位置［12］。該建模方法更適合于局部精細(xì)化方面，多應(yīng)用于古建筑修復(fù)、三維景觀和公路勘測設(shè)計等方面，在大規(guī)模城市建設(shè)中應(yīng)用較少。

3. 空地一體化三維建模

空地一體化三維建模是利用無人機平臺搭載傾斜攝影相機、激光掃描儀等傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集［13］。其特點是融合多源數(shù)據(jù)，速度快、效率高［14］，被廣泛應(yīng)用于大范圍城市三維模型快速重建［15］。

三、三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)

（一）三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的構(gòu)成

三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)由感知層、認(rèn)知層和決策層組成，如圖1 所示。感知層、認(rèn)知層和決策層依次發(fā)揮物聯(lián)感知、專業(yè)研判、輔助決策的作用。在各層之間，信息是雙向流動、相互適應(yīng)和自成體系的，既構(gòu)成警務(wù)信息的初始感知、專業(yè)整合、深度分析的應(yīng)用體系，也形成決策實效反饋、警務(wù)邏輯優(yōu)化、感知手段調(diào)整的革新體系，輔以信息安全、運行保障等基礎(chǔ)支撐體系，使三維實景建模服務(wù)于警務(wù)實戰(zhàn)更加科學(xué)化、體系化和專業(yè)化。

圖1 三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)

1. 感知層

感知層為認(rèn)知層、決策層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，用于警務(wù)信息的初始識別和批量獲取，一般由基本的感應(yīng)器件和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)組成，通過直接建設(shè)和關(guān)聯(lián)接入，使信息收集覆蓋范圍最大化。其主要包含遙感衛(wèi)星影像、三維地形生成、BIM 建模、傾斜攝影、航空Lidar、3DSLAM 激光點云、物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)接入、模型數(shù)據(jù)增量更新、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)接入、警務(wù)大數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)清洗篩選等內(nèi)容。

2. 認(rèn)知層

認(rèn)知層為決策層提供警用專題數(shù)據(jù)支撐，用于警務(wù)信息的規(guī)則分類和初始分析，一般由信息分類體系和特定數(shù)據(jù)模型組成，通過分類整合和警務(wù)規(guī)則分析，使初始信息整合為警務(wù)數(shù)據(jù)模型。其主要包含警用時空云平臺、云服務(wù)管理平臺，以及空間地理信息數(shù)據(jù)庫、三維實景模型數(shù)據(jù)庫、警用業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)庫、警用大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)庫等。

3. 決策層

決策層為警務(wù)工作決策提供綜合性的決策參考，用于警務(wù)信息的深度研判和輔助決策，一般由警種策略和事件策略模型組成，通過對認(rèn)知層數(shù)據(jù)模型的綜合性、專業(yè)性、特定性分析，使警務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為綜合性的決策建議。其主要包含人口、治安、刑偵等警種專業(yè)模型，以及三維可視化、圖層管理、GIS空間分析等特定事件模型。

（二）三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的優(yōu)勢

以高分辨率實景三維地圖為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建的三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)，具有全要素、可視化的特點，包含所要測量目標(biāo)地物信息和與之相關(guān)的各種自然、社會信息，為空間展示提供了更加豐富、逼真的平臺。其可以實現(xiàn)建筑物周邊及內(nèi)部結(jié)構(gòu)360°的立體實景展現(xiàn)，能夠在事前預(yù)警、事中指揮、事后分析中發(fā)揮重要支撐作用，為警務(wù)決策人員的現(xiàn)場處置和決策提供遠(yuǎn)程的、實景可視化的重要參考和依據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時，警務(wù)決策人員可第一時間身臨其境地作出決策指揮，進(jìn)而彌補二維PGIS 存在的不足，極大滿足新形勢下警務(wù)實戰(zhàn)的應(yīng)用需求。

四、三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的應(yīng)用

由于三維實景建模的突出優(yōu)勢，使得三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)能夠為應(yīng)急處置、方案制定、現(xiàn)場指揮等警務(wù)工作開展提供輔助工具和技術(shù)支撐，在實際警務(wù)工作中得到廣泛應(yīng)用。

（一）三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

1. 重點目標(biāo)基礎(chǔ)信息呈現(xiàn)

對重點目標(biāo)建筑物的周邊環(huán)境、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，分別以空中三維、室內(nèi)三維的形式進(jìn)行全面呈現(xiàn)。各個地物的名稱、屬性、地理坐標(biāo)等信息在三維影像上一目了然，并且可隨意對相關(guān)地物的各種信息進(jìn)行修改和儲存，實現(xiàn)對整個轄區(qū)的總體把控。

2. 預(yù)案推演

利用三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)，可實現(xiàn)基于“一張圖”可視化指揮模式的預(yù)案推演。一方面，定制警用三維模型標(biāo)繪庫，研發(fā)三維方案預(yù)案與推演功能，可將事件、人員、交通工具、基本標(biāo)記、物品與設(shè)施在地圖上進(jìn)行標(biāo)繪。可以將選中的圖標(biāo)在地圖上進(jìn)行標(biāo)注，標(biāo)注后的圖標(biāo)可360°視角查看，增強了系統(tǒng)的表現(xiàn)力。還可以為標(biāo)注的圖標(biāo)添加動作，如人員、交通工具可以按照標(biāo)繪的軌跡進(jìn)行移動。同時，能夠以事件的形式對標(biāo)注的場景進(jìn)行保存，也可以按照查詢條件對保存的事件進(jìn)行查找，實現(xiàn)方案的預(yù)案管理、警力部署及突發(fā)事件的方案預(yù)案推演。針對公安機關(guān)重點關(guān)注的六類預(yù)案，提供流程化制作模板，使指揮決策可視化、協(xié)同處置快捷化、跨部門跨專業(yè)溝通高效化。另一方面，研發(fā)基于三維的人機交互應(yīng)用功能，與指揮中心實際業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，可為應(yīng)急處置、預(yù)案制定、現(xiàn)場指揮等工作的開展提供輔助工具。

3. 大型活動安保

大型活動安保的防范級別要求很高，要求在活動正式開展之前不留死角、全面系統(tǒng)地排查各種安全隱患，不僅包括對中心場所的控制，還包括對周圍場所的了解，對周邊有隱患建筑予以關(guān)注和控制，以達(dá)到絕對安全［16］。三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)全面整合視頻監(jiān)控、位置消息（GPS、北斗）、情報數(shù)據(jù)、勤務(wù)資源、警力警情、輿情輿論、票證數(shù)據(jù)等公安機關(guān)內(nèi)外部信息資源，以提高動態(tài)化、信息化條件下的預(yù)防預(yù)警、動態(tài)管控、突發(fā)事件處置和現(xiàn)場指揮能力，實現(xiàn)警情實時上圖、視頻同步查看以及警力精準(zhǔn)調(diào)度的可視化指揮，為大型活動順利舉行提供強有力的保障，極大提升大型活動的安保水平。

在活動正式開展之前，可對大型活動場地實施提前勘查并利用警務(wù)無人機進(jìn)行三維建模，如使用精靈4RTK、大疆御二行業(yè)版、大疆M300Rtk、飛馬D2000 等警用無人機攜帶P1 鏡頭、五目鏡頭在活動區(qū)域及周邊進(jìn)行拍攝和錄像，完成重點目標(biāo)建筑物的周邊環(huán)境、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)采集，并應(yīng)用大疆智圖、天際航等建模軟件對現(xiàn)場地形進(jìn)行三維實景建模并嵌入PGIS，分別以空中三維、室內(nèi)三維的形式進(jìn)行全面呈現(xiàn)。三維建模不僅可以全面呈現(xiàn)重點目標(biāo)的基礎(chǔ)信息，而且各個地物的名稱、屬性、地理坐標(biāo)等信息在三維影像上一目了然。然后，在實景三維模型的基礎(chǔ)上，可以對大型活動場地進(jìn)行功能劃分和標(biāo)識，如將活動場地的地面區(qū)域劃分為安?？刂茀^(qū)、警戒區(qū)和核心區(qū)，將活動場地的空中區(qū)域劃分為可安全飛行區(qū)域、應(yīng)急降落區(qū)域、禁止飛行區(qū)域及電磁干擾區(qū)域等。同時，可精準(zhǔn)設(shè)定人員活動區(qū)，推算合適的狙擊點，測算制高點，評估威脅程度，規(guī)劃合適的護(hù)送路線，規(guī)劃臨時的交通管制、警力部署等，從而形成一套周密部署、安全高效的行動預(yù)案。利用三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)可直觀精準(zhǔn)地進(jìn)行安保區(qū)域劃分和警力部署，同時結(jié)合接入的視頻、350 M 對講機等相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r掌握現(xiàn)場狀況和警力執(zhí)勤情況，真正實現(xiàn)“一圖指揮、掛圖作戰(zhàn)”。顯然，在大型活動安保工作中，三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)能夠比二維PGIS更好地發(fā)揮輔助指揮作用。

4. 實景三維與視頻融合監(jiān)控

當(dāng)前的公安視頻專網(wǎng)多采用傳統(tǒng)的分鏡頭工作模式，分鏡頭之間的關(guān)聯(lián)性較差。此外，現(xiàn)有的視頻監(jiān)控難以在大場景中迅速定位，不利于直觀地觀察多個個體、多個區(qū)域、跨鏡頭的協(xié)同活動，從而導(dǎo)致無法給警務(wù)決策者提供更全局、更直觀的信息。利用實景三維和視頻融合的監(jiān)控分析系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的計算機視覺技術(shù)，可準(zhǔn)確還原事發(fā)現(xiàn)場，能夠?qū)υ诓煌瑪z像頭中出現(xiàn)的人員進(jìn)行有效檢測、跟蹤和關(guān)聯(lián)并快速甄別犯罪嫌疑人及車輛，從而大幅度減少刑偵人員查看視頻的時間，顯著提高案件的取證速度和偵破效率。通過輸入車牌號碼，在地圖上可看到該車輛經(jīng)過的各路口時間、照片及行車軌跡，通過高空瞭望和路面高速攝像頭的視頻實景融合，能在重要路段實現(xiàn)實時視頻接力、車輛追蹤、室內(nèi)精準(zhǔn)定位。

5. 轄區(qū)網(wǎng)格化三維管理

通過將房屋不動產(chǎn)信息、住戶信息以及網(wǎng)格化信息接入三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)，可以實現(xiàn)人、地、房三要素的關(guān)聯(lián)以及房屋、人員的上圖管理和轄區(qū)網(wǎng)格化三維管理。在三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)中，通過以圖管房、以房管人、人房關(guān)聯(lián)，可以展現(xiàn)房屋與人員的三維空間位置關(guān)系，每一棟房屋、每一層、每一戶實際居住人員都可在圖層中立體可視，每個人的情況與公安大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。其能夠加強重點人口管控，全面強化重點人口、高危人群的管控工作，為推進(jìn)實有人口管理奠定基礎(chǔ)，實現(xiàn)實有人口管理精準(zhǔn)化、便捷化和智能化，為打造轄區(qū)平安穩(wěn)定社會治安環(huán)境提供強有力保證。

6. 警力三維部署、警情三維呈現(xiàn)

將實景三維空間信息融入公安常規(guī)管理系統(tǒng)，可在三維模型上標(biāo)注警力分布，在不同安保區(qū)域布置相應(yīng)警力，明確安保責(zé)任單位，如安保沿線警力部署、制高點警力部署等。同時，可在三維模型上選定任意點進(jìn)行視域分析，便于制高點安保人員（如狙擊手）觀察。臨時協(xié)防警力往往對于環(huán)境、現(xiàn)場不熟悉，掌握現(xiàn)場三維地圖后可快速地與鄰近警力互通警情，便于精準(zhǔn)打擊違法犯罪行為。利用三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)，可實現(xiàn)公安警力、信息、資源、決策的三維可視化和信息共享，從而完成警力的三維部署和警情的三維呈現(xiàn)。

同時，在轄區(qū)網(wǎng)格化三維管理基礎(chǔ)上，三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)可顯示報警人及案件的相關(guān)信息，包括聯(lián)系方式、地點、案件類別等。在圖上點擊實時警情后，地圖自動定位警情所處位置，并同步展示周邊警力資源和前端感知設(shè)備分布情況，指揮中心第一時間就能掌握報警人位置及周邊警力資源，為決策指揮提供信息支撐，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度、快速處理，實現(xiàn)打擊犯罪的智能化和精準(zhǔn)化。

7. 公安三維模型與消防救援聯(lián)動應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，城市高層建筑物火災(zāi)、核生化災(zāi)害、自然災(zāi)害等突發(fā)災(zāi)害事故頻繁發(fā)生。這些災(zāi)害事故具有蔓延速度快、連鎖性強、破壞力大、事故殃及面多且廣、救援難度大等特點，極易造成重大經(jīng)濟(jì)損失和較大政治影響，事關(guān)社會安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在應(yīng)急救援過程中，救援指揮人員為了能夠快速準(zhǔn)確作出決策，首先需要全面了解發(fā)生事故災(zāi)害的位置、地形、地貌等信息。但是，由于災(zāi)害事故現(xiàn)場情況復(fù)雜多變，給救援力量在調(diào)度、指揮、部署、增援、跨區(qū)域大規(guī)模協(xié)同作戰(zhàn)等方面都提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。通過無人機空中全景航拍，進(jìn)一步收集完善災(zāi)害事故相關(guān)區(qū)域空地影像數(shù)據(jù)，運用實景三維精細(xì)建模技術(shù)將災(zāi)害事故現(xiàn)場制作成實景三維模型，對災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行全面、客觀、快速的展示，并由此從信息整合、跨部門協(xié)同層面提出改進(jìn)方向，可對提高災(zāi)害事故的應(yīng)急響應(yīng)能力提供理論依據(jù)和決策支持［17］，為公安機關(guān)與消防救援部門聯(lián)動提供直觀、方便和迅速的數(shù)據(jù)保障。

（二）三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的應(yīng)用案例

鄭州市公安局在三維實景建模警務(wù)應(yīng)用方面開展了大量的探索和研究。在第十一屆全國少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運動會、河南省鄭州市新鄭軒轅黃帝故里拜祖大典、黃河迎賓館國家領(lǐng)導(dǎo)人安保等重大活動中，三維實景建模技術(shù)均發(fā)揮了重要作用。

鄭州市公安局三維實景建模警務(wù)應(yīng)用最早開始于軒轅黃帝故里拜祖大典活動現(xiàn)場安保，三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。其應(yīng)用過程大致如下：

1. 形成實景三維地圖

在安保任務(wù)開展前，利用警用無人機在活動區(qū)域及周邊拍攝和錄像，并利用建模軟件經(jīng)過高性能工作站對現(xiàn)場地形進(jìn)行三維建模并嵌入PGIS。同時，對活動現(xiàn)場提前勘查和分區(qū)，確認(rèn)可安全飛行區(qū)域、應(yīng)急降落區(qū)域、禁止飛行區(qū)域及電磁干擾區(qū)域等；在三維圖上對活動區(qū)域和路線進(jìn)行功能劃分和標(biāo)識，精準(zhǔn)設(shè)定人員活動區(qū)、疏散路線、應(yīng)急通道、警力部署等。

2. 劃分區(qū)域，部署警力

根據(jù)三維模型，劃分安?？刂茀^(qū)、警戒區(qū)、核心區(qū)，對重點區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注。在不同安保區(qū)域布置相應(yīng)警力，明確安保責(zé)任單位，在三維模型上標(biāo)注警力分布，同時在三維模型上選定任意點進(jìn)行視域分析，便于制高點安保人員（如狙擊手）觀察。

3. 快速反應(yīng)，及時應(yīng)對

在三維模型上選定任意點，進(jìn)行視域分析，輸入高度，即可開始三維視角瀏覽，在實景三維模型中部署安保力量，便于直觀靈活指揮，為指揮決策者提供空中視角地形圖。指揮決策者熟知警力分布，遇到突發(fā)情況，便于迅速處置應(yīng)對?，F(xiàn)場三維地圖可以傳送到最小作戰(zhàn)單元，以便及時精準(zhǔn)打擊。

五、三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的發(fā)展方向

三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程，不僅取決于公安機關(guān)的頂層設(shè)計，而且與基層警員的素質(zhì)提升、技術(shù)裝備更新以及三維模型數(shù)據(jù)的融合運用都有密不可分的關(guān)系。為適應(yīng)大數(shù)據(jù)條件下打造數(shù)據(jù)警務(wù)、智慧公安的迫切需求，伴隨著三維實景建模技術(shù)的不斷發(fā)展，三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)需要在以下方面得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。

（一）將三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實際戰(zhàn)斗力

為了推動三維實景建模警務(wù)指揮系統(tǒng)形成實際戰(zhàn)斗力，需要將實景三維模型與警務(wù)工作的實際需求緊密結(jié)合起來，進(jìn)一步面向?qū)崙?zhàn)、服務(wù)實戰(zhàn)、參與實戰(zhàn)，最大限度轉(zhuǎn)化為實際戰(zhàn)斗力。

（二）完善實景三維模型可視化警務(wù)應(yīng)用

三維實景建模技術(shù)可視化應(yīng)用作為一項地空聯(lián)合作戰(zhàn)的新型警務(wù)模式，協(xié)助公安機關(guān)解放了大量警力，節(jié)約了人力、財力以及物力資源，有效降低了公安機關(guān)內(nèi)部管理成本，提高了公安機關(guān)的公共管理效率，也有利于整合信息資源，助力智慧城市建設(shè)。在未來的發(fā)展中，要不斷完善實景三維模型可視化警務(wù)應(yīng)用，使得三維實景建模技術(shù)能夠適應(yīng)公安機關(guān)警務(wù)實戰(zhàn)應(yīng)用的需求，構(gòu)建起綜合全要素、全感官的警用實戰(zhàn)查控體系和指揮系統(tǒng)，促進(jìn)警務(wù)實戰(zhàn)信息化應(yīng)用，極大提升公安機關(guān)的綜合指揮作戰(zhàn)能力。

（三）推進(jìn)三維實景建模與大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的深層次融合

在新一輪信息技術(shù)快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用的背景下，高新技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用給警務(wù)工作帶來深刻變化，亟須將三維實景建模技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、AI、可視化應(yīng)用等技術(shù)進(jìn)行深度融合，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合、可視分析等多種功能，為公安維穩(wěn)、指揮決策、偵查監(jiān)控、消防救援等警務(wù)工作提供智慧服務(wù)。