基于可量测实景影像库（DMI）及4D产品的三维数字高速公路展示系统

2014-07-07茹晨

地球 2014年7期

茹晨

[摘要]随着我国高速公路建设的快速发展，有关高速公路运营管理服务的信息化服务建设也随之发展。其中公路三维地理信息系统作为我国数字高速建设的一个重要组成部分，它起着不可忽视的重要地位。本文就基于对可量测实景影像库（DMI）及4D产品的三维数字高速公路展示系统的关键技术进行研究探讨。

[关键词]可量测实景影像库 4D产品公路三维地理信息系统

[中图分类号]U412.36+6 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-237-1

1引言

长期以来我国公路的管理大多数都采用的是二维地理信息系统，但是因为二维信息存在着数据分析复杂、空间展示抽象、数据更新慢等缺陷，导致电子地图不能够全方位的展示出高速公路及周边环境的具体情况，无法提供具体的数据分析。为了满足高速公路建设的发展需求，我国大部分的省市都在开展数字高速的建设，以达到公路信息化发展的可视化、多维化与智能化。三维地理信息系统将利用先进的科技技术手段，来实现高速公路场景的三维可视化漫游、检索和动态交互管理。为满足高速公路的发展需求，三维地理信息系统的技术研究是技术工作人员急需解决的重要课题。

2可量测实景影像（DMI）与4D产品的集成

2.1可量测实景影像（DMI）

可量测实景影像的数据是通过专门的道路测量系统测绘装置采集而得来的，其主要获得数据的过程就是通过在车辆上安装先进的传感器和设备，如在车上安装GPS全球定位系统、CCD摄影测量系统等设备。车辆在高速的行进过程中，迅速的采集道路及周围环境的空间位置数据和属性数据，并同步存储到车载计算机中，由相关的技术软件对其进行分析处理，得到各种有价值的GIS数据。

2.24D产品

4D产品指的是DEM、DOM、DLG、DRG，这些产品是通过工作人员根据规范的要求从航天影像中采集、加工制作而得来的，它们被称为基础地理信息。

2.3可量测实景影像（DMI）与4D产品的集成

现代信息技术、计算机网络技术、虚拟现实技术以及数据库技术的快速发展使得大量的DMI数据可以与传统的4D产品通过软件的开发，实现一体化无缝集成、融合、管理与共享，形成更为全面、现实性强、可视化并聚焦服务的5D国家基础地理信息数据库。

通过空间数据库，可以实现将获得的DMI数据与统一的坐标框架的完美结合，从而构建一个智能的、完全可视化的地理信息数字库，实现在三维场景中的浏览漫游。该集成模式可广泛的在空间、通视、信息覆盖进行分析，可以对做好的预案通过多角度，全方位的三维立体的方式进行浏览，可广泛的应用到应急指挥、抢险救援、疏通堵塞等方面。

DIM与4D产品集成的5D产品构建了新一代的空间信息服务系统，这个系统的集成具有可视可量测可挖掘的实景影像，可有效地反映出地球表面的三维真实。

3三维数字高速公路展示系统的功能实现

三维数字高速公路展示系统是一项综合运用计算机数字化手段的计算机信息系统，它的组成要素涉及的范围比较广泛，如硬件环境、信息资源、专业技术、组织结构等。系统通过运用各种数字化手段来对整个高速公路的问题进行处理，从而获得想了解的相关公路信息。系统基于高速公路空间数据、三维模型、地理数据及高分辨率近景影像数据，对数据进行集成、融化与再处理实现三维地理数据平台的集合应用与服务，实现对高速公路场景的三维可视化全面浏览、检索和动态交互管理，有利于为高速公路运营管理的全面监控、应急指挥、信息共享的全面发展。

基于对可量测实景影像库（DMI）及4D产品的三维数字高速公路展示系统的功能设计有以下几点：

（1）三维浏览及查询的实现

系统采用空间数据和数据库挂接，实现了数据的可视化，地图由传统的静态记录变为丰富多彩的动态电子地图。交管部门就运用操作鼠标、键盘、操纵杆等任意组合就可以轻松简单地对地图进行三维漫游与查询，从而获得交通线路的空间位置和走向、技术标准、交通流量等信息，通过综合统计、分析的各种交通数据以及丰富的图表显示出来，为交通管理部门在做决策时提高科学快捷的支持。

（2）快速定位的实现

根据行政区域、桩号定位等多种导航系统来实现任意地方的定位，具有快速、全面、准确的特点。

（3）三维量测的实现

三维量测的功能可分为两部分，一是三维场景量测，主要实现的是垂直距离的测量、水平的测量、空中距离的测量等；二是实景影像量测，主要实现的是宽度的测量、长度的测量以及比高的测量等。

（4）图层管理的实现

图层的管理功能主要体现在对图层显示顺序的改变以及图层显示属性等的管理。其中包括各种比例不同的地形图、路网数据，在操作时选中那么该图层就自动打开，否则图层的状态就为隐藏，基础数据图层是通过软件在启动中开始自动加载的。

（5）信息查询的实现

信息查询主要包括两方面，一是基础信息的查询，查询的对象主要是名称、热点、信息、结果定位、拉框等方面；二是高速专题数据的查询，主要是对养护信息、路面信息、桥梁信息、里程桩查等方面的查询。

（6）打印输出的实现

系统中具有快速截图的工具，可实现对三维窗口的快速截图并对其进行保存，通过图片的形式进行参考、分析及传阅，同时，用户还可通过设置图片的大小尺寸、分辨率等在进行打印。

4总结

本文通过对DMI及4D产品的集成与运用分析，展示出了具有准确地理数据与真实场景的三维数字高速公路展示系统，为我国的数字高速建设提供参考及依据。