城市三维街景地理信息服务平台设计与应用

汪 淼

(大连市测绘研究院(大连市基础地理信息中心)，辽宁 大连 116011)

城市三维街景地理信息服务平台设计与应用

汪 淼

(大连市测绘研究院(大连市基础地理信息中心)，辽宁 大连 116011)

城市三维地理信息平台的设计与实现是基于ArcGIS软件海量全景信息与地理信息的融合与匹配技术，在软、硬件共同支持下，依靠系统数据库、街景资源展示、街景资源共享、运维支撑和业务应用系统共5个子系统的协同运作实现地理信息和环境信息的三维可视化表达和应用。本文总结了城市三维街景地理信息服务平台体系和功能设计及应用，为城市三维街景研究和相关软件系统的开发提供参考依据。

三维街景地理信息平台；系统设计与功能；数字招商应用

城市三维可视化表达是智慧城市地理信息公共服务研究的一个热门方向[1-2]。传统的二维地理信息共享服务平台只提供资源展示、空间分析、地图浏览、信息查询等功能；而三维地理信息共享服务平台可提供三维浏览、视点控制、信息搜索、文字标注、地下管线规划等功能，具备同时表达地物信息和自然、社会信息的优势。智慧城市的本质是通过信息控制能量流和物质流，实现资源自主优化配置[3]。

城市三维街景地理信息服务平台由苏州盛景科技股份有限公司自主开发，以GIS地图数据街景数据库为基础，在地理空间信息资源整合的基础上进行GIS空间表达，可以真实展现城市场景并规划未来城市场景，在城市三维可视化表达研究与应用中体现出重要的科学价值。

一、设计体系

1. 平台简介

城市三维街景地理信息平台由城市街景三维地理信息采集、处理、发布以及二次开发部分组成。其中，城市街景三维地理信息发布部分包括网页端和移动端两类，可以为用户提供道路、园林和建筑等多种环境下的城市三维街景浏览体验，具备全方位连续浏览、场景全覆盖及可与二维地图相结合等优势，实现以三维场景为依据的宏观调控、统筹规划、科学决策[4]。

2. 设计框架

平台设计是在软、硬件共同支持下，依据地理信息标准规范进行的，共包括系统数据库、街景资源展示、街景资源共享、运维支撑和业务应用5个子系统，如图1所示。其中，系统数据库负责街景数据的采集与建库，业务应用系统负责街景平台的相关应用，资源展示、运维支撑和共享服务子系统是三维街景平台的基础子系统。设计是以海量全景与地理信息融合、匹配技术为核心，采用全方位摄像机捕捉连续的实景三维地理信息，为用户构建具有丰富环境信息和地理信息的实景可视化三维平台，形成多种环境下的地图与实际地点对应的直观性街景浏览体验。

二、子系统设计与功能

1. 系统数据库

系统数据库是城市三维街景地理信息服务平台的先期系统，负责三维街景数据的采集[5]、建库[6]及统一空间基准与数据结构[7]，主要以地图资料、街景数据和属性数据建立系统数据库[8]。依靠高效的影像采集技术使街景的拍摄不受地形与场所的限制，可以全方位拍摄道路、河流、建筑、园林等任何街景，并将采集的街景资源以表、贴图、标注等形式建立街景系统数据库。

2. 街景资源展示子系统

街景资源展示子系统是城市三维街景地理信息服务平台的核心系统，为用户提供电子地图浏览、街景影像浏览、街景标注、街景贴图和街景问题上报等功能，以实现连续全景图像浏览，全景地图交互漫游[9]，形成地图与实际地点对应的直观感受。系统将电子地图和影像地图集成并进行GIS空间表达，可以在地图上叠加显示街景采集路线[10]；其地图搜索定位功能可以通过输入关键字进行位置搜索与定位，且搜索结果可以与街景进行联动，直接定位到附近的街景；街景标注功能[11]可实现二维地理信息数据与街景的无缝集成，将所在位置周边的兴趣点以标注的形式表达并显示距离，点击标注可实现快速定位；问题上报功能允许用户将街景问题上报给系统管理员以实现系统功能优化，如图2所示。

图1 城市三维街景地理信息服务平台设计框架

图2 城市三维街景地图与二维地图集成

3. 街景运维支撑子系统

街景运维支撑子系统以城市三维街景地理信息服务平台数据管理为基础。用户权限管理模块设置授权用户可以进行三维街景资源和街景API的访问。日志管理模块可以记录用户的数据访问情况，包括用户登录日志、访问日志和数据访问日志。统计分析模块可以根据平台街景数据的功能服务访问趋势、各类数据访问比例和次数等数据反映用户对平台的访问情况和功能需求，如图3所示。资源管理模块负责图层、线路、标注、贴图上报问题及参数设置等子模块的管理，为平台的运营提供技术支撑。

图3 城市三维街景平台访问数据分析

4. 街景共享服务子系统

街景共享服务子系统体现了城市三维街景地理信息服务平台的开放性，提供数据和相关服务功能的共享接口。相关单位的信息系统可通过街景API和街景三维地理信息二次开发包调用或继续开发，直接取用街景数据和服务功能，实现街景资源的共享应用[12]。

5. 街景业务及应用子系统

城市三维街景地理信息服务平台可为城市规划、市政管理[13]、民防[14]及景区[15]等相关单位提供城市三维街景信息服务。主要手段包括城市空间形态展示、规划信息资源集成、规划方案三维对比和规划分析辅助决策等，如图4所示。平台能够整合城市现状、规划模型及地形地貌，构建城市三维景观，展现城市发展规模、空间形态与布局，并结合文字、动画、视频等多媒体手段，描绘城市发展蓝图；在三维场景中可集成丰富、准确的城市空间属性、地理测绘、规划成果、城市实景、地下管线等信息资源，满足规划审批与规划设计方面的需求；将规划方案导入到三维场景，模拟人行、车行及飞行视角效果，提供规划方案管理、方案对比、方案调整等功能，在三维环境下辅助规划方案审批。该系统支持日照分析模拟、建筑通视分析、建筑立面分析、三维测量、规划指标自动计算、二维矢量数据叠加等多项功能，可以作为规划方案审批和城市规划设计的辅助工具。

图4 基于城市三维街景平台的规划方案对比

目前，三维数字招商是城市三维街景地理信息服务平台较新的应用领域。传统的采用纸质或电子二维设计图进行区域招商的模式信息化水平较低，缺乏对区域发展现状和规划的直观展示。三维可视化数字招商可与Web信息发布系统结合，依靠数据库和平台实现基础地理信息数据和招商业务数据整合，打造全方位、可视化、互动式的区域虚拟环境，提供产业布局现状展示、三维漫游、规划展示、信息查询及统计分析等功能，全面提高面向专业化招商的整体服务能力和效率，其招商方案架构如图5所示。

三、结论与讨论

城市三维街景地理信息服务平台的设计基于直观性、实用性和信息化的原则，立足于海量全景信息与地理信息的融合与匹配技术，服务的重点是使用户形成地图与实际地点对应的直观感受。

图5 基于城市三维街景平台的招商方案架构

城市三维街景地理信息服务平台的设计结构包括系统数据库、街景资源展示、街景资源共享、运维支撑和业务应用系统共5个子系统，并依靠子系统的协同运作实现地理信息和环境信息的三维可视化表达和应用。平台特有的城市空间形态展示、规划信息资源集成、规划方案三维对比和规划分析辅助决策等功能正逐渐在城市规划、市政管理及数字招商等方面得到应用并体现出显著的优越性，其应用价值和潜力将在未来的相关研究和应用中逐渐凸显。城市三维街景地理信息服务平台的功能设计和系统结构可为城市三维街景研究和相关的软件系统开发提供科学的参考依据。

[1] 韩光辉,王春,朱林,等.中国实景地图服务的现状与思考[J].资源开发与市场,2015,31(1):100-102.

[2] 杨洪泉.大众电子地图的应用现状及发展趋势[J].测绘通报,2014(11):37-41.

[3] 朱庆.三维GIS及其在智慧城市中的应用[J].地球信息科学学报,2014,16(2):151-157.

[4] 王慧珍,程雄,赵晶,等.基于GIS的建设用地管理系统设计与实现[J].测绘科学,2009,34(5):178-180.

[5] 李观石,刘波,陆藩藩,等.基于MMS街景的导航数据采集方法研究[J].现代测绘,2013,36(1):44-46.

[6] 李畅,刘亚文,胡敏,等.面向街景立面三维重建的近景影像直线匹配方法研究[J].武汉大学学报(信息科学版),2010,35(12):1461-1465.

[7] 刘刚,吴冲龙,何珍文,等.地上一体化的三维空间数据库模型设计与应用[J].地球科学(中国地质大学学报),2011,36(2):367-374.

[8] 刘勤,刘坚耿,严俊.可量测360°街景地图建库与在线发布技术分析[J].地理空间信息,2015,13(1):48-50.

[9] 陈山.基于街景地图服务的虚拟实景漫游系统设计[J].计算机与数字工程,2015,43(6):1121-1124.

[10] 马瑞,董玲燕.嵌入式街景导航系统的设计与实现[J].测绘通报,2011(11):63-66.

[11] 文馨.街景地图中基于文字定位与识别的自动标注[J].无线互联科技,2015(5):135-138.

[12] 赵卫宾,于海波.基于iView高清街景的天地图共享服务平台集成应用[J].测绘通报,2015(1):141-142.

[13] 柯晓龙,李建松,刘金榜,等.基于可量测街景的广告牌管理系统设计与实现[J].测绘地理信息,2015,40(2):71-73.

[14] 林燕,李卫华.三维街景地图在多道仪测试中的应用研究[J].刑事技术,2015,40(1):74-76.

[15] 符韶华.基于天地图的实景旅游信息系统研究与实现[J].矿山测量,2014(3):74-77.

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

WANG Miao

2016-08-24；

汪 淼(1979—)，男，高级工程师，主要从事地理信息系统数据处理、智慧城市建设等方面的工作。E-mail：149370268@qq.com

汪淼.城市三维街景地理信息服务平台设计与应用[J].测绘通报，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