三维数字城市探索与实践(高德)

二三维一体化地 理信息系统平台
兼顾虚拟现实与 数据集成、展现、 GIS功能的平台 共享和应用的平台
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产品历程
2010年1月 V1.1 2010年5月 V1.2 2009年7月 V1.0问世 2011年1月 V1.3
2008年10月 V1.0问世 2009年9月 V2.8 2009年4月 V2.0 2010年12月 V3.0
现实世界
二维抽象表达
三维+影像——真实再现
三维数字城市发展历程
面向业务管理深 度应用 直观，好看！
查询、定位 量测、统计
存在问题：展示作用大于业务支撑作用
批评和质疑声音不绝于耳
― 花瓶、昂贵的城市名片、除了看看没有用…
原因一：数据覆盖范围与业务需求不匹配
― 只建设城市核心地带三维数据 ― 城市经济活跃区往往位于城乡结合部 ― 深层原因：建设成本高、建设速度慢
开发过程简便，易于上手
提供完善的二次开发技术
……
行业解决方案
军事 管线 数字城市
地理信息 共享及服 务平台
环保 城市规划 交通 电力 旅游
规划展览馆
多通道投影仪
电视墙
渲染服务端
数据服务器
控制客户端
鼠标
键盘
触摸屏
控制杆
其他控制设备
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三维应用事业部
三维规划辅助设计和审批系统
层次 ― 系统分项目、方案、规划元素 三级，是一对多的关系。 ― 规划元素包括控制线、建筑、 绿地、停车位、城市部件及其 他
江阴: 建成区120平方公里
燕郊开发区：全开发区180平方公里 北川新城：主城区14平方公里
阿联酋迪拜：全市域475平方公里
……
共完成超过4000平方公里三维数据建设
AnGeo二三维地理信息系统
AnGeo
— AutoNavi Geography 高德地理
性能是关键
普通PC流畅管理TB级数据
量算与视域分析
空间距离测量
两点通视分析
控高分析
可视域分析
危险域分析
API
空间距离：AnGeoMixGisobj LineDistance() ；危险域分析：DangerZone()
日照分析
大范围实时光照
青岛 2010年8月27日 10：30
青岛 2010年8月27日 15：30
API
按照时间自动计算光照：StartSunLightAnalysisByTime()
主要合作伙伴
2010年上海世博会 导航地图及应用服 务项目独家赞助商
北京奥组委 青岛奥帆委
高德软件的三维GIS发展战略
数 据
软 件
应 用
服 务
深厚数据基础 数据工艺研究 数据采集能力
坚持自主研发 性能、功能、开放性 数据整合能力
合作伙伴和开发者 升级传统应用 应用开发支撑
定制开发服务 系统整合与发布服务 技术培训
基于航空摄影测量，快速建设城市三维数据 工艺特征
― ― ― ― ― ― 航拍高分辨率影像（5-15cm） 立体相对下提取建筑物模型 顶部纹理自动提取 纹理外拍贴图 侧面纹理半自动提取（实景模型） 将真正射影像作为地面基础
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优点
完整获取数字城市基础数据
― ― ― ― 正射影像 真正射影像 DEM 三维模型+纹理
AnGeo Search Server
持B/S和C/S服务架构。
—— 空间搜索服务
提供三维场景下的重点建筑和POI的空间搜索、公交换乘及驾车路径规划功能，支
POI搜索
建筑信息查询
公交换乘
驾车行驶
API
POI查询： poiSearchByKeywords； 气泡窗口 ： tip.an_visible = true
AnGeo
API
AnGeo Uniscope
—— 高性能二三维一体化地图服务软件
提供海量三维空间数据实时漫游和交互功能
提供DEM、DOM、模型、矢量等数据的浏览、量算服务 提供三维地理分析及实时编辑功能 支持单机、B/S和C/S服务架构
API
创建飞行路线：CreateFlyRoute() ；加载飞行路线：LoadLayer()
三维地下空间管理与规划
地上地下一体化 真实再现客观环境
― 真实的体量 ― 真实的空间关系 ― 真实的视觉
良好用户体验
― 基于数字地球 ― 直观的表达 ― 方便的使用
数据驱动的三维符号化
符号化
― ― ― ― 将空间数据表现为符号 二维：抽象的点线面符号 三维：接近客观世界的三维符号 三维符号种类繁多，手工建模工作 量巨大
AnGeo Spatial Server
事、水利、农业等诸多行业提供服务支撑。
—— 空间分析服务
提供大范围三维地形数据的空间分析服务，支持B/S和C/S服务架构，为城市规划、军
地表面积
挖填方分析
点源淹没分析
剖面分析
流域淹没分析
API
地表距离： GetSurfaceLength()；线淹没分析： PolylineSubmerged()
主要要素 地标建筑 重要公共建筑 景观性主干道 临街建筑 普通建筑 表现标准 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅰ级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅱ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅳ级 Ⅴ级 Ⅵ级
高德已率先建立企业标准
― 区域级别A～E
― 表现标准Ⅰ级 ～ Ⅳ级
建筑物 A级区
国家测绘局正进行行业标准的编写
― 点、线、面、网络
管理地下管线信息 ― 地下空间不止地下管线 ― 构筑物、地铁、地下通道…
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多类信息无法表达
垂直管道 共通沟（管廊）、多孔管道
井与设备的空间关系
一井多盖 地下构筑物
― ― ― ― ― 井室 地铁 地下停车场 地下通道 地基
以符号表达真实世界 体量信息丢失 视觉信息丢失
原因二：软件难以支撑大数据量管理和多类型数据整合
原因三：缺乏结合业务的行业应用
高德力图在数据、软件和应用方面有所突破
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三维数字城市的发展趋势
数据获取一 体化
地上地下空 间一体化
二三维一体 化
展示和业务 应用一体化
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数据是三维数字城市的核心
相对较短时间内实现全域三维数据覆盖 ― 经济活跃区域在城乡结合部 ― 尽快支持业务应用 ― 常州：半年建设400平方公里 精模与实景模型相结合 测绘功能与艺术表现的平衡 ― 效果与效率的平衡，效率优先于效果 ― 展示功能和业务支撑功能的平衡 将数据更新与测绘流程相结合 ― 规划审批提交三维方案 ― 竣工测量制作三维成果
AnGeo特点
SOA架构 提供多种服务
共享
模型、影像、地形、 矢量、视频、图片、 实时数据、POI、 行业数据 丰富的GIS功能
集成
应用
开放的API
各种行业解决方案
展现
TB级海量数据加载 流畅客户体验 二三维及地上地下
AnGeo 2.0 产品体系
AnGeo Uniscope AnGeo Search Server AnGeo Spatial Server AnGeo Publisher AnGeo Data Suit
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高德对数字城市建设的理解
三维虚拟化是数字城市的最终形态
― 数字城市的本质是现实世界的虚拟化、信息化表达 ― 二维矢量数据是对现实世界的抽象表达
90%的信息丢失，难以支持辅助决策
非专业人士读图困难，用户体验欠佳，难以推广应用
三维数据应是数字城市基础地理框架建设的主要内容之一 二三维一体化的共享服务是大势所趋
精细模型——常州恐龙公园
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精细模型——常州天宁寺
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精细模型——成都
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精细模型——成都
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精细模型——潍坊鸢都湖
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北京-40平方公里
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上海——128平方公里
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青岛——200平方公里
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徐州——30平方公里
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常州——400平方公里
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宁波——237平方公里
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江阴——100平方公里
动态计算容积率、绿化率等指标
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规划分析
量算 日照分析 通视分析 模拟观察
天际线分析
淹没分析 挖填方分析
青岛 2010年8月27日 15：30
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三维应用事业部
多方案对比
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地下空间管理GIS的现状
基于GIS平台软件进行二次开发 利用大比例尺地形图数据作为空间参考系统 矢量数据表达基础地形和管网专题
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张家港——45平方公里
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实景模型——淄博
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实景模型——烟台
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三维数字城市部分案例
北京：奥林匹克公园40平方公里
上海：主城区128平方公里 常州：全市域400平方公里 青岛：主城区200平方公里 徐州：主城区45平方公里 宁波：主城区150平方公里 潍坊：主城区150平方公里 寿光：主城区45平方公里 无锡：主城区75平方公里 张家港: 主城区45平方公里
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数据采集手段亟需改进
传统方法采用估算楼高，人工建模方式 成本高、效率低下、周期长、精度低 高德持续进行数据生产工艺的研究实践
― 手工建模 ― ― ― ― LEIDA 数据采集车 航空摄影测量 研发数据处理和编译软件
目标
― 降低成本、提高效率、提高精度 ― 提高自动化程度
Fra Baidu bibliotek
基于航空摄影测量的数据生产工艺
AnGeo Publisher
—— 地图输出与视频录制工具
将场景挄照挃定的飞行路线，生成高清视频 挄照任意观察角度生成超大尺寸、高分辨率图片 可以用于系统演示、挂图的制作、互联网服务
AnGeo Data Suit

—— 数据处理和编译工具集
提供影像、地形、模型和矢量数据的编译、索引建立、维护、更新和发布。
― 矢量线划图 ― 地名地址（高德自有数据）
成本低，建设周期短
― 创新生产工艺，较传统方法节省30-50%以上资金 ― 每月生产100-200平方公里
满足测绘精度，可用于矢量叠加和业务管理
― 高度误差50cm以内 ― 水平误差20cm以内
三维数据标准
现实世界纷乱复杂，三维建模如何取舍？
― 道路、建筑物、纹理、城市部件、绿化… 级别 ― 真实与美观之间，哪个更重要？
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三维应用事业部
综合管线-浏览
浏览 ― 地面半透 ― ― 地下模式 地形开挖模式 自定义开挖 沿路开挖
2011/9/19
三维应用事业部
二三维一体化解决方案
数据转换
读取动态/静态瓦片服务
读取标准WMS服务
二维分析，三维展现
二三维对比显示
二三维叠加显示
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丰富的二次开发API
支持多种开发语言
提供丰富的JavaScript API 和COM SDK二次开发接口
支持基于脚本语言的功能扩展
AnGeoExplorer (浏览器类) AnGeoSet(集合类) AnGeoCoordObject(坐标对象基类) AnGeoCoord3D(3D 坐标类) AnGeoCoord2D (2D 坐标类) AnGeoScreenPosition (屏幕坐标类) AnGeoOrientation (方向类) AnGeoScale (缩放比例类) AnGeoBounds3D（3D包围盒类) AnGeoBounds2D（2D包围盒类)
― ― ― ― 三维数据产品标准 三维数据生产标准 三维数据库建设标准 高德为标准委员会副组长单位
B级区
C级区
D级区 E级区
公园广场 景观大道 快速路、主干道路 重要公共建筑 主干道临街建 建筑物 筑 高档居住建筑 普通建筑 公园广场 快速路、主干道路 公共建筑 次干道临街建 筑 建筑物 支干道临街建 筑 普通建筑 普通建筑 普通建筑
数据驱动的模型自动生成
― 基于数据属性自动生成
―
尺寸、连接、空间关系自动处理
真实世界
二维符号化 三维符号化
地下构筑物自动建模 ― 地铁、地下通道、人防工程… 二三维一体化 ― 相同的数据，不同的表现形式
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综合管线-图层管理
按照材质/标准色显示
重力管道动态显示流向 图例
三维数字城市的探索与实践
高德软件有限公司
高德 – 中国领先的电子地图内容、导航和位置解决方案提供商
成立于 2002年，总部设于北京中关村 ，员 工总人数2000 人 拥有中国领先的电子地图数据库 在汽车导航、政府和企业应用、无线/互联 网位置服务应用三大业务领域处于市场领先 地位 2010年7月1日高德成功登陆美国纳斯达克 全球精选市场，交易代码为AMAP
项目（工程） 方案1 方案2 …… 方案n
规划元素
空间数据 属性数据
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三维应用事业部
方案导入、创建和编辑
导入CAD设计方案，根据属性自动生成三维模型展现 更改各规划元素的位置、体量、外观 ― 楼层数、层高、纹理 ― 户数 手工添加城市部件
― 停车位
―
― ―
绿地
路灯 垃圾桶…