XX大桥三维地图技术方案.doc

东方道迩公安行业解决方案XX大桥三维地图技术方案上海希熙信息科技有限公司2016年11月 目录1ArcGIS产品介绍- 1 -1.1ArcGIS系列软件介绍- 1 -1.2ArcGIS的软件优势- 2 -2行业背景- 4 -3平台介绍- 5 -3.1系统总体架构- 5 -3.2功能介绍- 5 -3.2.1三维GIS基础平台功能- 6 -3.2.2空间定位- 7 -3.2.3事件管理- 9 -3.2.4视频监控- 9 -3.2.5GPS跟踪- 10 -3.3三维警卫系统- 11 -I1 ArcGIS产品介绍1.1 ArcGIS系列软件介绍ArcGIS家族通过ArcScene，ArcMap和ArcGIS Server，ArcGIS API for JavaScript软件各司其职，简便而有序的实现了三维场景生成、发布、展示不同的功能。ArcGIS系列交互应用程序，可以让用户创建自定义的虚拟三维可视化场景，并进行浏览、查询和分析。ArcGIS Server软件技术流程如下图所示：图 11 ArcScene软件技术流程ArcGIS产品可以提供TB级海量地形、影像数据的多分辨率金字塔构建、编辑维护功能，提供多分辨率地形数据、影像数据的融合功能，提供数据压缩功能，提供基于文件和关系型数据库存储方式的数据管理功能，快速构建和管理海量三维地形和影像数据集。ArcGIS API for JavaScript 除实时三维地形可视化功能外，还能够在三维场景上创建和编辑二维文本、图片对象和三维模型对象，从标准GIS文件和空间数据库中读取各种地形叠加所需要的信息，如文本、标注、图素、二维和三维实体，甚至视频、动画，创建交互式应用系统，并且能将整合之后的三维虚拟数字地球场景发布到局域网或互联网上，使用户在任何地方都可以实现轻松快捷的三维交互式体验，以场景的独特视角展现地貌特征、视域、地物间关系等。ArcGIS Server是一种强大的网络数据服务器技术，对低带宽的情况能够进行最优化，实时传送3D地理数据，这项技术的突破为平滑和更有用的用户经历展示了无缝的三维图像。采用ArcGIS家族产品，能够三维可视化建设所有空间影像数据的管理、数据的发布以及数据的展现等各个技术环节，同时采用ArcGIS开发，更易于通过OGC的WFS或WMS等服务引用不同GIS系统的数据源格式。1.2 ArcGIS的软件优势ArcGIS作为全球领先的地理信息系统软件平台，能够满足三维桥梁建设需求。主要表现在以下几个方面：（1）支持海量数据访问能力u 具备国际专利的海量影像、地形数据压缩技术；u 大数据量的矢量数据支撑能力强，具有最先进的静态矢量缓存技术；u 具有实时信息流（Streaming）通讯技术，可以实现矢量数据的快到调入和显示；u 模型数据具有细节分级显示（LOD，Level of Detail）技术，可以实现u 基于网络的三维地形数据的实时动态更新。 （2）支持影像、高程、矢量数据、三维模型、空间数据库等多源数据u 支持的影像数据格式有：img、ecw 、Sid、GeoTIFF、bmp、JP2、J2K、JPG、GIF、User defined binary raw、CIB、ADRG、 CADRG、Single Cell CIB、OpenGIS WNS servers、NITF；u 支持的高程数据格式： img、adf、bmp、ASCII - X, Y, Z or Z （regular grid）、Non-regular Grid with break lines、User defined binary raw、dted、DTED single cell （Including NIMA DT0-DT3 formats）、USGS SDTS （.ddf）；u 支持的矢量数据格式：dxf、shp、tlf、txt、xls、flt、mdb、mdb、accdb；u 支持的模型数据格式：DirectX （.X）、OpenFlight （.flt）、Google SketchUp 6 （.kml,.kmz,.dae）、点云模型（.cpt）；u 支持实时GPS定位数据；u 支持实时视频传输数据；u 支持的空间数据库有： ArcSDE Raster Server、ECW ImageWeb Server、WFS、ArcSDE Database、Orcale Database、SQL Server 2008、ODBC Database、Oracle Spatial Database、PostGRE SQL。 （3）支持海量数据的处理和浏览效率u 影像和地形数据自动识别金字塔级别，地形数据集与原始数据的压缩比例约1：10，且不损失数据精度；u 数据处理和网络访问过程，均可以实现网络化的多台电脑、多CPU协同运算，分担工作量、提高数据处理和浏览效率；u 三维地形场景无缝浏览、矢量和三维模型等采用流方式提高浏览效率，三维模型浏览效率有待增强；u 大场景的数据承载能力主要受硬件配置影响，平台本身不受限制。 （4）支持空间成果管理和展示u 可实现地表、地上、地下三维立体空间管理，有效集成多领域的空间数据和属性信息；u 实现地下空间设施的浏览、查询、分析等功能。 （5）支持三维空间分析能力u 平台本身具备空间量测、空间查询定位等；u 可根据客户的具体业务需求，开发定制应用功能（如GPS实时跟踪、视频监控、空间统计等）。 （6）支持空间数据共享与服务u 产品基于服务的SOA构架能够很好的支持空间数据的共享与服务，并有成功案例；u 遵循OGC标准，支持基于服务的数据交换（WMS、WFS、KML）。（7）提供了强大的组件式二次开发，可定制开发功能u 是成熟标准化的商业平台，提供大量的API，具有二次开发定制功能；u 开发环境：JavaScript, C#, C+, VB, ASP, ASP.net。 （8）多级网络共享能力u 能够支持多用户并发访问，支持负载均衡以及网络集群计算服务；u 可实现多个领域的多级网络的空间数据共享服务，可实现网络化实时动态更新；u 提供网络化运营的系统开发定制。2 行业背景随着互联网、计算机、3S（GIS/RS/GPS）、虚拟现实、航空航天等技术的飞速发展，网络化三维地理信息系统作为地理信息系统向动态、多维和网络化方向发展的产物。三维地理信息系统平台已经解决了数据接入、海量影像数据存储与调用、实时动态读取数据库矢量数据、承载海量模型发布、基于互联网及内网的网络发布功能。作为最新、最强、最直观的表现地理信息的方式必将取代现有的二维地理信息系统，成为地理信息的主流平台。以三维空间数据综合展现为特征的各项主题分析已经成为各职能部门的业务需求增长点。实现多维数据的空间叠加分析内容，更加直观的展现真实世界，使系统更适应于指挥决策的需要，在实际应用中发挥更大的作用。3 平台介绍3.1 系统总体架构在系统设计过程中，采用了多层体系架构模式，采用组件技术实现基础模块的可复用性，实现平台的灵活性、开放性和可扩展性。系统设计以通用性、稳定性为主导，进行分层设计和开发，横向以功能类别为导向，纵向以服务内容为导向，逐级设计，逐步细化各组件的颗粒度。设计中主要考虑以下几点：（1）在设计时按应用需求和功能合理划分软件的层次结构，上层的实现基于下层的功能和数据，并且使同层间功能藕合度达到最小。（2）在同一层次结构中，按功能相关性和完整性的原则，把逻辑功能和信息交换紧密的部分以及在同一任务下的处理过程放在同一功能组件包中。（3）功能组件与系统主控部分有很强的接口能力，使组件具有可拆卸性，以便于实现对单个组件的更新和不断优化。（4）可扩展性强，各功能模块以组件式开发，以供将来应用系统的调用，并方便今后的扩展开发。（5）尽量达到应用层与功能层分离，应用层只负责用户界面和功能调用逻辑的实现，以大大简化平台上各应用的实现，并真正实现功能的共享。整个系统架构从逻辑上分为基础设施层、数据层、平台支撑层、应用层和门户层来组织。系统软件设计采用分层架构技术，以通用性、稳定性定层次，同一层次以功能划分包，以上层服务为导向，逐级设计，逐步细化平台组件的颗粒度。3.2 功能介绍系统提供三维GIS基础功能和交通业务功能，具体如下：3.2.1 三维GIS基础平台功能 三维交互浏览系统采用三维数字影像模型，显示方式真实直观，地图操作模块采用人性化设计理念，通过鼠标、键盘控制面板或者任意组合方式来控制浏览的速度、高度视角，使得用户可以灵活、便捷的在三维场景中浏览漫游，向用户提供灵活的地图浏览操作手段以及实用的地图控制功能。具体如下： 1）灵活的运动控制模式实现鼠标、键盘可以在三维场景中前进、后退、左移、右移、左转、右转，改变行走方向，升高、降低视点，俯仰角大小任意确定，且方向转换画面流畅。图 31 运动控制模式2）设定多种游览路径提供步行、车行、飞行等浏览模式，并能进行相关参数设置。 地图编辑查看、编辑、改正电子地图上的设备、设施分布位置，根据各种设施、设备在道路上的实际桩号，将其对应的图标叠放在三维地图的对应位置。图 32地图编辑 三维模型导入系统具备快速、准确、高质量地构建三维模型的能力，支持导入外部三维模型，支持三维对象的渲染展示。3.2.2 空间定位 查询定位能通过二维图形和三维模型的属性（例如地名、道路名、建筑物名、编码等）查询的结果列表，采用飞行或跳往的方式快速定位到相应的位置，并能高亮显示。 坐标定位根据用户输入的地理坐标位置，包括X值、Y值和高度值，准确定位该坐标点所在的三维场景位置。 事件定位系统接收到事件数据后，分析案发地址字符串，在三维场景中定位，并用红色点闪动显示。地图也以案发点为中心，自动平移显示。图 311定位 空间查询空间查询用来对地图信息进行查询，并可以点击查询结果，快速定位该对象。功能如下：1）查询道路图、设备设施、重点单位等相关的信息资料，包括：通过图形查询其属性信息；通过属性查询图形位置；根据各种条件进行综合查询；图 312 周边查询3.2.3 事件管理可以对事件进行查询、定位、统计、查看详细信息等操作。 事件查询在三维场景中的指定某一位置，设置一定的周边区域（如1000米范围内），查询所画范围内的相关历史案件，并列出查询结果，详细展示事件编号、事件名称、事件时间、事件地点等详细信息。 事件详情浏览根据查询结果，选中某一事件，可以查看该事件的详细基本信息。 事件统计可以进行事件统计分析，生成案件信息统计结果图和报表。3.2.4 视频监控需要与公安部门的视频监控系统连接。实现摄像头位置的查询定位、摄像头实时视频信息播放、自动标示视频监控设备位置等功能。图 316 视频监控3.2.5 GPS跟踪系统以一定时间间隔从外部数据库读取所有指定对象的GPS数据信息，包括编号、经度、纬度、速度，时间等，通过车辆基本信息，将这些信息关联，在主控中心三维地球上定位及动态显示车辆或个人位置，中心能随时掌握在线的车辆和人员的有关信息，实现对巡查车辆的监控、跟踪，轨迹回放。也可以在三维场景中指定中心位置、设定缓冲周边范围，查找并只显示范围内包含