全景三维技术解读

现有国内很多城市建设三维地理数据是基于已有的测绘成果数据，将采集来的地表和建筑物信息，通过电脑建成模型，最后生成城市的立体图像。这种通过手工建模的三维数据建设周期长，真实性差，精度低，应用效果有很大的局限性并且极大地违背了智慧城市的空间信息服务平台对三维地理数据精确性地要求从而阻碍了各职能部门决策的准确性以及实效性。以下问题屡见不鲜：

由于三维模型建筑库中缺乏完整的城市现状建筑，城市旧城改造中时无法及时、有效地对改造范围内现有建筑、违法建筑的拆迁量进行准确评估，规划主管部门很难利用现有数据进行科学决策；

由于传统地理信息库的建筑高程信息不精确，在消防灭火救援事件中，指挥中心只能在指挥平台地图上定位着火位置，无法获取着火点的精确高度，从而快速进行消防部署；

传统三维数据生产周期过长也是影响信息化进程的一个难题，据了解国内某城市进行三维数字城市建设时一年只能更新几十平方公里，三到四年才能完成建成区范围，其速度严重滞后于城市发展的需要。

随着智慧城市行业应用的深入以及发展，相关职能部门越来越迫切要求更真实、更完整、高精度的三维空间数据作为智慧城市的空间载体。一方面能够真实还原城市原貌，为用户提供完整的空间信息。比如建筑、桥梁、道路、树木等，从而使地理信息表现更加直观、易于使用并且应用更加广泛；另一方面能够大大缩短了三维数据生产的周期，为智慧城市提供实时、有效的空间信息。

随着智慧城市对高精真三维空间数据的需求加深以及业界技术的突飞猛进，近年来倾斜摄影技术和机载激光扫描技术等高新技术纷纷异军突起，极大地促进了全景真三维技术的研究和发展。截止目前美国Pictometry公司、荷兰

Track Air公司，国内四维远见公司和上海航遥等公司都先后推出了机载倾斜摄影设备，莱卡公司也宣布2013年将推出最新多角度倾斜相机RCD30相机，硬件设备的创新升级激发了业界对真三维空间数据可行性的研发与创新。在第二十二届国际摄影测量与遥感大会中以多角度倾斜摄影为代表的全景真三维技术成为业界关注的焦点，全景真三维技术的突破已经成为三维地理信息系统发展的主要方向。

全景真三维影像技术主要是通过航空摄影的手段快速获取地面多源数据，利用三维场景快速构建技术，自动融合生成城市全景数据。与传统三维地理数据大量依赖人工建模的方式不同，全景真三维影像数据有以下几个显著优点：

1、真实性

全景真三维影像数据提供与真实世界高度一致、所见即所得的真三维场景，规避了传统三维影像大量的城市信息失真和缺失。

2、完整性

全景真三维影像数据中所有物体都是真实完整的三维形态，包括建筑、树木、立交桥、雕塑等。

3、高精度

真三维场景中的每一点都有真实的三维坐标，所有数据的平面、高程精度都完全符合大比例尺地形测绘的要求，可以直接为规划审批、公安应急等多职能部门应用提供数据服务。

4、高效性

高效自动化的生产模式，大大缩短了产品的制作周期。100平方公里的真三维数据生产可在一个月内完成，相较传统方式效率提高数十倍。

全景真三维数据作为智慧城市的空间载体，以其高度创新的数据展示方式带动整个智慧城市空间信息服务平台数据升级换代，以高精真的数据为城市建设与管理决策者提供有效的决策依据。并且全景真三维空间数据以点带面，辐射包括数字城管，规划，公安，环保等多行业应用，从而极大促进空间产业创新和各行业应用开发，从而为智慧城市找到一个有效的城市公共信息平台载体，催化各决策部门信息整合与连接，从而为智慧城市整体概念的实现与应用提供了最佳空间载体。

其应用范围广泛且发展空间无限：

1、基于北斗导航位置服务方面的应用

在北斗导航位置服务应用中，基于全景真三维场景可以对“两客一危”重点车辆实时监控，并随时可以精细掌握某一车辆当前地理位置及周边真实环境。当出现车辆告警或突发事件时，指挥中心在第一时间获取到报警车辆的位置以及真实周边环境，并做出快速的反应。以北斗导航位置服务平台为依托，基于全景真三维影像的空间服务平台将极大提高交通、公安、城管等部门管理的信息化水平。

2、平安城市方面的应用

随着创建和谐社会的逐渐深入，平安城市的建设也取得了显著成效，特别是城市公共区域视频图像监控系统的建设有效地满足了治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求。在全景真三维环境中能够充分整合和利用已有视频监控资源，最大限度发挥视频监控的作用。比如在真三维场景中可以根据视频监控探头的位置、角度和方位，方便地做到视频监控信息和真三维场景的融合，当某一突发事件发生时，可以在三维场景中快速定位到最近的视频监控信息，同时又可以在真三维场景中查看视频监控覆盖不到的范围，做到“动静结合”。

3、城市拆迁改造方面的应用

随着城市现代化进程的加快，城中村改造、危旧校区改造等拆迁改造工程将非常普遍。在全景真三维平台中不仅完整展现了城市现有建筑的分布情况，而且能够对拆迁范围内的现有建筑、包括永久和临时建筑的拆迁统计指标具体包括用地面积、建筑总面积等关键指标进行准确评估，为政府科学决策及时提供精确的第一手资料。

4、城市精细化管理方面的应用

目前全国200多个城市都开展了数字城管的应用，网格化精细管理已经推广到社会管理的范畴。由于全景真三维影像数据中每一栋建筑上的点都可以包含准确X ,Y,Z坐标，因此在网格化管理平台中，能够真正做到建筑楼层信息和重点人口、企业等社会信息的无缝关联。比如真三维场景中上点击某一实体楼房，不但可以多角度呈现建筑本身，还能进一步定位到某楼层内企业、楼层房间分布、每户室内的人员信息，人房关联，管理更加直观、有效。另外在房产管理中也可以将房产楼盘图、楼层户型图和房屋产权信息统一管理起来，做到以图管房，以房管人。

5、记载城市历史变迁的进程

除了以上典型行业应用，全景真三维影像还具有不可低估的历史意义，每个时段的全景真三维影像都真实记录了城市发展变迁的历程，可以为城市建筑风貌变迁、城市发展规划等提供重要的空间资料，具有重要的历史和社会价值。

综上所述，全景真三维影像技术的应用将极大程度的改变人们的工作和生活，应用到智慧城市的方方面面。以后，政府领导可以在完全真实的可视化城市环境中了解到城市自然、经济、社会等多种信息，并对城市重大事项进行决策；