基于可量測實景影像庫（DMI）及4D產(chǎn)品的三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)

茹晨

[摘要]隨著我國高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，有關(guān)高速公路運營管理服務(wù)的信息化服務(wù)建設(shè)也隨之發(fā)展。其中公路三維地理信息系統(tǒng)作為我國數(shù)字高速建設(shè)的一個重要組成部分，它起著不可忽視的重要地位。本文就基于對可量測實景影像庫（DMI）及4D產(chǎn)品的三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究探討。

[關(guān)鍵詞]可量測實景影像庫 4D產(chǎn)品 公路三維地理信息系統(tǒng)

[中圖分類號]U412.36+6 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-237-1

1引言

長期以來我國公路的管理大多數(shù)都采用的是二維地理信息系統(tǒng)，但是因為二維信息存在著數(shù)據(jù)分析復(fù)雜、空間展示抽象、數(shù)據(jù)更新慢等缺陷，導(dǎo)致電子地圖不能夠全方位的展示出高速公路及周邊環(huán)境的具體情況，無法提供具體的數(shù)據(jù)分析。為了滿足高速公路建設(shè)的發(fā)展需求，我國大部分的省市都在開展數(shù)字高速的建設(shè)，以達(dá)到公路信息化發(fā)展的可視化、多維化與智能化。三維地理信息系統(tǒng)將利用先進(jìn)的科技技術(shù)手段，來實現(xiàn)高速公路場景的三維可視化漫游、檢索和動態(tài)交互管理。為滿足高速公路的發(fā)展需求，三維地理信息系統(tǒng)的技術(shù)研究是技術(shù)工作人員急需解決的重要課題。

2可量測實景影像（DMI）與4D產(chǎn)品的集成

2.1可量測實景影像（DMI）

可量測實景影像的數(shù)據(jù)是通過專門的道路測量系統(tǒng)測繪裝置采集而得來的，其主要獲得數(shù)據(jù)的過程就是通過在車輛上安裝先進(jìn)的傳感器和設(shè)備，如在車上安裝GPS全球定位系統(tǒng)、CCD攝影測量系統(tǒng)等設(shè)備。車輛在高速的行進(jìn)過程中，迅速的采集道路及周圍環(huán)境的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并同步存儲到車載計算機(jī)中，由相關(guān)的技術(shù)軟件對其進(jìn)行分析處理，得到各種有價值的GIS數(shù)據(jù)。

2.24D產(chǎn)品

4D產(chǎn)品指的是DEM、DOM、DLG、DRG，這些產(chǎn)品是通過工作人員根據(jù)規(guī)范的要求從航天影像中采集、加工制作而得來的，它們被稱為基礎(chǔ)地理信息。

2.3可量測實景影像（DMI）與4D產(chǎn)品的集成

現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的快速發(fā)展使得大量的DMI數(shù)據(jù)可以與傳統(tǒng)的4D產(chǎn)品通過軟件的開發(fā)，實現(xiàn)一體化無縫集成、融合、管理與共享，形成更為全面、現(xiàn)實性強(qiáng)、可視化并聚焦服務(wù)的5D國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。

通過空間數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)將獲得的DMI數(shù)據(jù)與統(tǒng)一的坐標(biāo)框架的完美結(jié)合，從而構(gòu)建一個智能的、完全可視化的地理信息數(shù)字庫，實現(xiàn)在三維場景中的瀏覽漫游。該集成模式可廣泛的在空間、通視、信息覆蓋進(jìn)行分析，可以對做好的預(yù)案通過多角度，全方位的三維立體的方式進(jìn)行瀏覽，可廣泛的應(yīng)用到應(yīng)急指揮、搶險救援、疏通堵塞等方面。

DIM與4D產(chǎn)品集成的5D產(chǎn)品構(gòu)建了新一代的空間信息服務(wù)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的集成具有可視可量測可挖掘的實景影像，可有效地反映出地球表面的三維真實。

3三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)是一項綜合運用計算機(jī)數(shù)字化手段的計算機(jī)信息系統(tǒng)，它的組成要素涉及的范圍比較廣泛，如硬件環(huán)境、信息資源、專業(yè)技術(shù)、組織結(jié)構(gòu)等。系統(tǒng)通過運用各種數(shù)字化手段來對整個高速公路的問題進(jìn)行處理，從而獲得想了解的相關(guān)公路信息。系統(tǒng)基于高速公路空間數(shù)據(jù)、三維模型、地理數(shù)據(jù)及高分辨率近景影像數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、融化與再處理實現(xiàn)三維地理數(shù)據(jù)平臺的集合應(yīng)用與服務(wù)，實現(xiàn)對高速公路場景的三維可視化全面瀏覽、檢索和動態(tài)交互管理，有利于為高速公路運營管理的全面監(jiān)控、應(yīng)急指揮、信息共享的全面發(fā)展。

基于對可量測實景影像庫（DMI）及4D產(chǎn)品的三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)的功能設(shè)計有以下幾點：

（1）三維瀏覽及查詢的實現(xiàn)

系統(tǒng)采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化，地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)記錄變?yōu)樨S富多彩的動態(tài)電子地圖。交管部門就運用操作鼠標(biāo)、鍵盤、操縱桿等任意組合就可以輕松簡單地對地圖進(jìn)行三維漫游與查詢，從而獲得交通線路的空間位置和走向、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、交通流量等信息，通過綜合統(tǒng)計、分析的各種交通數(shù)據(jù)以及豐富的圖表顯示出來，為交通管理部門在做決策時提高科學(xué)快捷的支持。

（2）快速定位的實現(xiàn)

根據(jù)行政區(qū)域、樁號定位等多種導(dǎo)航系統(tǒng)來實現(xiàn)任意地方的定位，具有快速、全面、準(zhǔn)確的特點。

（3）三維量測的實現(xiàn)

三維量測的功能可分為兩部分，一是三維場景量測，主要實現(xiàn)的是垂直距離的測量、水平的測量、空中距離的測量等；二是實景影像量測，主要實現(xiàn)的是寬度的測量、長度的測量以及比高的測量等。

（4）圖層管理的實現(xiàn)

圖層的管理功能主要體現(xiàn)在對圖層顯示順序的改變以及圖層顯示屬性等的管理。其中包括各種比例不同的地形圖、路網(wǎng)數(shù)據(jù)，在操作時選中那么該圖層就自動打開，否則圖層的狀態(tài)就為隱藏，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖層是通過軟件在啟動中開始自動加載的。

（5）信息查詢的實現(xiàn)

信息查詢主要包括兩方面，一是基礎(chǔ)信息的查詢，查詢的對象主要是名稱、熱點、信息、結(jié)果定位、拉框等方面；二是高速專題數(shù)據(jù)的查詢，主要是對養(yǎng)護(hù)信息、路面信息、橋梁信息、里程樁查等方面的查詢。

（6）打印輸出的實現(xiàn)

系統(tǒng)中具有快速截圖的工具，可實現(xiàn)對三維窗口的快速截圖并對其進(jìn)行保存，通過圖片的形式進(jìn)行參考、分析及傳閱，同時，用戶還可通過設(shè)置圖片的大小尺寸、分辨率等在進(jìn)行打印。

4總結(jié)

本文通過對DMI及4D產(chǎn)品的集成與運用分析，展示出了具有準(zhǔn)確地理數(shù)據(jù)與真實場景的三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)，為我國的數(shù)字高速建設(shè)提供參考及依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]包忠聰. 基于可量測實景影像庫（DMI）及4D產(chǎn)品的三維數(shù)字高速公路展示系統(tǒng)--以福州市機(jī)場高速為例[J]. 測繪通報，2012，S1：610-612.

[2]張曉東. 可量測影像與GPS/IMU融合高精度定位定姿方法研究[D].解放軍信息工程大學(xué)，2013.

[3]李德仁，胡慶武. 基于可量測實景影像的空間信息服務(wù)[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2007，05：377-380+418+373-374.

[4]李德仁. 論可量測實景影像的概念與應(yīng)用--從4D產(chǎn)品到5D產(chǎn)品[J]. 測繪科學(xué)，2007，04：5-7+192.