城市三維街景地理信息服務平臺設計與應用

汪 淼

(大連市測繪研究院(大連市基礎地理信息中心)，遼寧 大連 116011)

城市三維街景地理信息服務平臺設計與應用

汪 淼

(大連市測繪研究院(大連市基礎地理信息中心)，遼寧 大連 116011)

城市三維地理信息平臺的設計與實現是基于ArcGIS軟件海量全景信息與地理信息的融合與匹配技術，在軟、硬件共同支持下，依靠系統數據庫、街景資源展示、街景資源共享、運維支撐和業務應用系統共5個子系統的協同運作實現地理信息和環境信息的三維可視化表達和應用。本文總結了城市三維街景地理信息服務平臺體系和功能設計及應用，為城市三維街景研究和相關軟件系統的開發提供參考依據。

三維街景地理信息平臺；系統設計與功能；數字招商應用

城市三維可視化表達是智慧城市地理信息公共服務研究的一個熱門方向[1-2]。傳統的二維地理信息共享服務平臺只提供資源展示、空間分析、地圖瀏覽、信息查詢等功能；而三維地理信息共享服務平臺可提供三維瀏覽、視點控制、信息搜索、文字標注、地下管線規劃等功能，具備同時表達地物信息和自然、社會信息的優勢。智慧城市的本質是通過信息控制能量流和物質流，實現資源自主優化配置[3]。

城市三維街景地理信息服務平臺由蘇州盛景科技股份有限公司自主開發，以GIS地圖數據街景數據庫為基礎，在地理空間信息資源整合的基礎上進行GIS空間表達，可以真實展現城市場景并規劃未來城市場景，在城市三維可視化表達研究與應用中體現出重要的科學價值。

一、設計體系

1. 平臺簡介

城市三維街景地理信息平臺由城市街景三維地理信息采集、處理、發布以及二次開發部分組成。其中，城市街景三維地理信息發布部分包括網頁端和移動端兩類，可以為用戶提供道路、園林和建筑等多種環境下的城市三維街景瀏覽體驗，具備全方位連續瀏覽、場景全覆蓋及可與二維地圖相結合等優勢，實現以三維場景為依據的宏觀調控、統籌規劃、科學決策[4]。

2. 設計框架

平臺設計是在軟、硬件共同支持下，依據地理信息標準規范進行的，共包括系統數據庫、街景資源展示、街景資源共享、運維支撐和業務應用5個子系統，如圖1所示。其中，系統數據庫負責街景數據的采集與建庫，業務應用系統負責街景平臺的相關應用，資源展示、運維支撐和共享服務子系統是三維街景平臺的基礎子系統。設計是以海量全景與地理信息融合、匹配技術為核心，采用全方位攝像機捕捉連續的實景三維地理信息，為用戶構建具有豐富環境信息和地理信息的實景可視化三維平臺，形成多種環境下的地圖與實際地點對應的直觀性街景瀏覽體驗。

二、子系統設計與功能

1. 系統數據庫

系統數據庫是城市三維街景地理信息服務平臺的先期系統，負責三維街景數據的采集[5]、建庫[6]及統一空間基準與數據結構[7]，主要以地圖資料、街景數據和屬性數據建立系統數據庫[8]。依靠高效的影像采集技術使街景的拍攝不受地形與場所的限制，可以全方位拍攝道路、河流、建筑、園林等任何街景，并將采集的街景資源以表、貼圖、標注等形式建立街景系統數據庫。

2. 街景資源展示子系統

街景資源展示子系統是城市三維街景地理信息服務平臺的核心系統，為用戶提供電子地圖瀏覽、街景影像瀏覽、街景標注、街景貼圖和街景問題上報等功能，以實現連續全景圖像瀏覽，全景地圖交互漫游[9]，形成地圖與實際地點對應的直觀感受。系統將電子地圖和影像地圖集成并進行GIS空間表達，可以在地圖上疊加顯示街景采集路線[10]；其地圖搜索定位功能可以通過輸入關鍵字進行位置搜索與定位，且搜索結果可以與街景進行聯動，直接定位到附近的街景；街景標注功能[11]可實現二維地理信息數據與街景的無縫集成，將所在位置周邊的興趣點以標注的形式表達并顯示距離，點擊標注可實現快速定位；問題上報功能允許用戶將街景問題上報給系統管理員以實現系統功能優化，如圖2所示。

圖1 城市三維街景地理信息服務平臺設計框架

圖2 城市三維街景地圖與二維地圖集成

3. 街景運維支撐子系統

街景運維支撐子系統以城市三維街景地理信息服務平臺數據管理為基礎。用戶權限管理模塊設置授權用戶可以進行三維街景資源和街景API的訪問。日志管理模塊可以記錄用戶的數據訪問情況，包括用戶登錄日志、訪問日志和數據訪問日志。統計分析模塊可以根據平臺街景數據的功能服務訪問趨勢、各類數據訪問比例和次數等數據反映用戶對平臺的訪問情況和功能需求，如圖3所示。資源管理模塊負責圖層、線路、標注、貼圖上報問題及參數設置等子模塊的管理，為平臺的運營提供技術支撐。

圖3 城市三維街景平臺訪問數據分析

4. 街景共享服務子系統

街景共享服務子系統體現了城市三維街景地理信息服務平臺的開放性，提供數據和相關服務功能的共享接口。相關單位的信息系統可通過街景API和街景三維地理信息二次開發包調用或繼續開發，直接取用街景數據和服務功能，實現街景資源的共享應用[12]。

5. 街景業務及應用子系統

城市三維街景地理信息服務平臺可為城市規劃、市政管理[13]、民防[14]及景區[15]等相關單位提供城市三維街景信息服務。主要手段包括城市空間形態展示、規劃信息資源集成、規劃方案三維對比和規劃分析輔助決策等，如圖4所示。平臺能夠整合城市現狀、規劃模型及地形地貌，構建城市三維景觀，展現城市發展規模、空間形態與布局，并結合文字、動畫、視頻等多媒體手段，描繪城市發展藍圖；在三維場景中可集成豐富、準確的城市空間屬性、地理測繪、規劃成果、城市實景、地下管線等信息資源，滿足規劃審批與規劃設計方面的需求；將規劃方案導入到三維場景，模擬人行、車行及飛行視角效果，提供規劃方案管理、方案對比、方案調整等功能，在三維環境下輔助規劃方案審批。該系統支持日照分析模擬、建筑通視分析、建筑立面分析、三維測量、規劃指標自動計算、二維矢量數據疊加等多項功能，可以作為規劃方案審批和城市規劃設計的輔助工具。

圖4 基于城市三維街景平臺的規劃方案對比

目前，三維數字招商是城市三維街景地理信息服務平臺較新的應用領域。傳統的采用紙質或電子二維設計圖進行區域招商的模式信息化水平較低，缺乏對區域發展現狀和規劃的直觀展示。三維可視化數字招商可與Web信息發布系統結合，依靠數據庫和平臺實現基礎地理信息數據和招商業務數據整合，打造全方位、可視化、互動式的區域虛擬環境，提供產業布局現狀展示、三維漫游、規劃展示、信息查詢及統計分析等功能，全面提高面向專業化招商的整體服務能力和效率，其招商方案架構如圖5所示。

三、結論與討論

城市三維街景地理信息服務平臺的設計基于直觀性、實用性和信息化的原則，立足于海量全景信息與地理信息的融合與匹配技術，服務的重點是使用戶形成地圖與實際地點對應的直觀感受。

圖5 基于城市三維街景平臺的招商方案架構

城市三維街景地理信息服務平臺的設計結構包括系統數據庫、街景資源展示、街景資源共享、運維支撐和業務應用系統共5個子系統，并依靠子系統的協同運作實現地理信息和環境信息的三維可視化表達和應用。平臺特有的城市空間形態展示、規劃信息資源集成、規劃方案三維對比和規劃分析輔助決策等功能正逐漸在城市規劃、市政管理及數字招商等方面得到應用并體現出顯著的優越性，其應用價值和潛力將在未來的相關研究和應用中逐漸凸顯。城市三維街景地理信息服務平臺的功能設計和系統結構可為城市三維街景研究和相關的軟件系統開發提供科學的參考依據。

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Design and Application of the Three-dimensional City Street View Platform

WANG Miao

2016-08-24；

汪 淼(1979—)，男，高級工程師，主要從事地理信息系統數據處理、智慧城市建設等方面的工作。E-mail：149370268@qq.com

汪淼.城市三維街景地理信息服務平臺設計與應用[J].測繪通報，2016(12)：108-110.

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0413.

P208

B

0494-0911(2016)12-0108-03

修回日期：2016-10-28