3D GIS带来的应用革命

气质、尐侽亽 · 发表于 2013-7-24 09:10

当前，中国的许多行业正在从“信息化和数字化”时代向“智慧”时代迈进，庞大的服务需求在急速膨胀，而3D GIS顺应时代发展，以其强大的可视化功能、灵活的操作体验以及丰富的量算和分析功能带给人们全新的体验，正成为各个行业首选的应用技术平台，为“智慧”时代助力。这场由3D GIS带来的应用革命，正在公共安全、城市规划、旅游、环保、应急指挥、电力等等各个领域上演。
有力保障公共安全
自1972年慕尼黑奥运会“黑九月”事件之后，奥运安保逐渐得到各主办城市的重视。北京奥运会后，担任奥运安保任务的“雪豹突击队”成为人们津津乐道的话题。无论是奥运会，还是其他大型活动，甚至是城市日常的安保工作，都不单单是靠“人”来起主导作用，3D GIS的切入，将实现许多“人”所不能完成的工作。
警用三维地理信息系统，围绕改革传统社区警务模式为宗旨，提供强大的数据交换接口，有效整合了公安业务数据，实现了不同系统间数据的无缝集成，为相关公安业务信息系统与三维GIS展现相结合提供支撑；利用3D GIS平台在海量三维数据承载、快速数据调度、精细三维模型、二三维一体化应用等方面的先进技术，通过调用部署在各重要位置的摄像头，实现关注点的可视化实时监控，将视频信号与三维立体场景结合应用，迅速掌握监控范围内的案事件动向，为指挥中心提供辅助决策。作为日常监控应用，为创建平安城市提供日常辅助，有效的满足了治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求。
警用三维地理信息系统平台还可以实现预案制定管理功能，实现预案的制定管理三维化，直观化和分析精量化。针对重大的公共活动，建立基于三维GIS的协同指挥、GPS车辆监控调度、突发事件处理等模块，通过三维场景，进行通视分析、视域分析，安排狙击手，制作出科学预案，实现优化部署，并可通过公安专用通信网，实现警务方案的网上部署，实现空中、地表、地下，立体的指挥防控体系，有效的进行案情预演分析、刑侦抓捕、警卫安保等大范围的网上协同作战。
同时，三维地形、三维建筑、三维实景、房屋人口信息的有效整合，为公安相关业务应用建立了坚实的基础数据支撑。

事件处理

车辆定位追踪

城市规划的秘密武器
巴西首都巴西利亚是一座年轻的现代化城市，也是城市规划史上最杰出的代表作之一，城里不见古迹遗址，也没有大都市的繁华与喧闹，但其充满现代理念的城市格局、构思新颖别致的建筑以及寓意丰富的艺术雕塑，使这座新都蜚声世界。1987年成为众多璀璨辉煌的世界人类文化遗产中最年轻的一个。
在现代城市建设中，像巴西利亚这样完全建设一座新城的例子越来越少，但城市建设量却只增不少，且伴随着大量资金、资源的投入，对城市发展进行科学规划和科学管理成为规划部门及政府决策机构面临的紧迫问题。同时，人们对城市空间环境质量要求的不断提高，仅仅基于二维的城市规划与分析已不能满足城市规划与监督管理过程中不断面对的多维动态空间分析要求。因此，借助3D GIS技术，展现城市的景观风貌，提升城市空间环境品质，提高城乡规划的科学性，实现规划和现实的统一，越来越重要。
在三维地理信息平台中可以完成城市规划的所有工作，简单、快捷。平台可提供强大的建模工具。使业务管理人员快捷、规范、精确地完成建模、距离量算等工作。通过这些工具，规划设计人员可以在一体化的环境下完成需要的各种地块的辅助规划设计工作，为各级领导的决策分析服务，实现对资料的管理和维护。　
同时，从二维数据中可以实时生成三维景观。利用先进的虚拟现实技术，通过建筑物等有关地物模型的建立，可以进行三维的景观分析，可以通过不同的视角对建筑物等地物要素进行全方位的实时观察。为规划管理和规划设计等各种城市建设管理提供更加有力的手段。

虚拟旅游，美景重现
还记得十一黄金周、各个小长假，各大景区那密密麻麻的人群吗？本来是心情愉悦的出门旅行，结果风景没看到，看到的全是人。据统计，到2020年后，中国将成为世界第一大旅游输出国。旅游已经成为人们休闲娱乐的重要选择，越来越多的旅行者选择出行前在网络上制定出行攻略，3D实景成为继图片和视频之后另一个被广泛应用的网络新媒体。目前，全国已有700多个景区推出了3D实景虚拟景区。全景图区别于视频的被动观看，内容也比平面照片信息量多达30倍。用户以鼠标控制环视方向，就可以实现任意角度自由观看。
虚拟旅游将旅游动态地呈现在人们面前，通过人景交互，自由选择游览路线、速度及视点，让你足不出户就可以遍览在千里之外的风光美景；利用不同的专业显示设备将虚拟旅游景观可视化、信息化、专业化，使不同的旅游相关从业人员均受益于虚拟旅游技术。

三维地理信息系统在实现网上旅游开发的同时，在旅游资源保护上也大有可为。如前不久刚刚建成的黄山风景区资源保护三维地理信息系统，以景区地理信息系统三维模型为平台，调查采集景区及外围毗邻区域各类资源（山峰、沟谷、水系、植被、古树名木等）、保护设施（界碑、防火仓库、防火水网、瞭望哨、检查站等）、交通线路（公路、游步道、登山小路等）以及各驻点管理力量等信息，尤其是大量的未命名山峰、沟谷、山道等，共调查采集和标注资源信息点623个、管护设施信息点726个、管理驻点及管护力量信息点42个。
该系统启用后，景区一旦发生森林火灾、游客安全应急救援等紧急情况，指挥人员将通过景区资源保护管理指挥调度中心大型电子显示屏或系统网络终端，及时定位调取、查阅、分析现场及周边相关信息，制定科学的应急应对方案，组织距离最近的人员力量、选择最短的登山线路、调取最适用的器材装备开展应急救援工作，为资源日常监测保护和应急指挥调度提供了科学的决策依据。
同时该系统有效解决了非精华景区内大量未命名山峰、沟谷、山道等区域地带在发生安全事故时，指挥人员地点不清、地形不熟、信息不全、情况不明等问题，有效提升了景区资源防灾抗灾能力和保护管理的科技化水平。
科技先锋，环保先行
万壑云霾凝不消，是中国许多城市的写照，好像就在几个月的时间里，雾都变霾都。就在我们高呼经济快速发展的同时，即使是普通的中小城市，自然环境也在快速恶化。我们还要迎来多少个“雾都、霾都”？面对中国越来越多阴霾笼罩的雾中城市，答案无言而沉重。保护环境，刻不容缓。从身边做起，从力所能及的做起，将3D GIS技术应用到环保方案中，为环保科技信息化助力。
GIS是环境保护中的一项重要技术，环保数据85%都与空间信息相关。环境保护所涉及的研究对象和研究领域非常多，主要针对水、大气、绿化、城建、湖泊、海湾、海洋等等进行各个方面和角度的分析及预测等等，环境管理中非常重要的一面是需要分析环境数据在不同时间和不同类别下在空间中的关系，发现环境管理数据之间潜在的联系，为环保管理和决策服务，而这正是GIS，特别是3D GIS所能做到的。
以三维地图为基础打造的环保综合管理平台，透过对原来监督管理中数据不一致、难以共享、平台杂乱、缺乏统一性、可视化性能不高的基础参考数据，梳理整合到现有GIS系统的数据库，分阶段地进行数据汇总编辑，将市、区、街区等范围的数据分层次地纳入GIS系统管理，这样可使各级环保部门的数据源在统一的、权威性高的终端数据库的关联下，实现数据的充分利用和分析，为环保管理与分析决策提供准确的信息，同时提供向上级申报数据的出口。这样，基于遥感的，三维的，矢量的数据分析将为环保工作带来很大帮助，可以实现地表水、大气、噪声以及污染源等信息在三维城市仿真地图上的可视化显示、检索、统计、分析、控制及上传，从而对环境质量和污染源实行综合管理和监控。

根据实际环保工作的需要，结合GIS的功能，也衍生了许多符合环保工作需求的常见应用，其中包括，环境的评估研究；资源循环利用监测；水体质量、污染检测与扩散评估；大气质量、污染检测与扩散评估；大气和臭氧监测评估；放射性危险评估；地下水保护；建设许可评价；水源保护、潮间栖息地分析；生态区域分析；危险物扩散的紧急反应；工业污染源管理；环境实时监测等等多方位、多角度、多层次的应用等。3D GIS环保管理平台，结合以上应用，实现导航、飞行、行走、缩放、固定放大、固定缩小、平移等浏览功能，并与专题图层相结合，基于三维场景浏览业务专题信息；以风险源信息库为基础，以环评导则为依据，开发大气点源风险监测信息管理和污染预测系统，在三维空间信息查询系统支持下，以二维等值线和三维趋势面方式浏览查询预测结果；污染源的三维可视化管理，可以对废水、废气、噪声等污染源精确定位，对污染物泄露地点与河道位置的地势关系进行更合理的分析。

污染物区域显示

环保数据管理系统

城市应急指挥的操盘手
随着国民经济的发展，城市建设规模不断扩大，各种灾害事故随着城市布局的扩大和经济发展而呈现立体化、复杂化、多样化的趋势，灾害性更大，城市应急指挥的重要性越来越突出。
三维GIS应急指挥地理信息系统，依托于地理信息基础平台，综合利用三维立体建模、虚拟仿真、海量数据管理、三维空间分析等技术，以宽带网络为依托，以信息共享和综合利用为目标，实现基于三维电子地图的多源信息的有机整合、立体化展现、多方位多角度查询和可视化空间分析等，旨在提升应急部门在指挥决策、快速反应等方面的能力，是一套集信息管理、通信、指挥和调度于一体的高度智能化系统。
事件处理是三维GIS应急指挥系统的核心部分，是对突发事件的判断、协调、处置及评估的模块，它与GIS基础支撑系统构成了GIS应急指挥技术体系。该模块由一系列辅助决策支撑系统组成，为应急指挥的正常运行提供有力的保障。
应急资源是三维GIS应急指挥系统的数据及信息核心部分，是对于就应急事件可调配资源的查看、管理、审查及评估的模块，通过三维GIS地图将资源信息直观展现出来，便于统筹规划建设应急相关资源。对于应急系统管辖区域内的重点建筑、广场、交通枢纽、人群密集地、国家机关等重要地点及区域进行规划划分并在三维GIS地图上分类标识出。将应急系统管辖区域内可以进行人员疏散的区域划定出来，并规范制定所划定区域可容纳人数、面积、安全设施等相关信息。如此在周围发生突发事件时可在应急系统的三维GIS地图上显示预先设置好的疏散区域，便于为快速疏散人群提供决策信息。
根据对于各重点目标已制定准备的各类应急预案，利用对突发事件的预测预警分析和研判结果，结合应急组织体系和工作流程、可供调度应急力量和应急物资以及专家意见等，对有关法律法规、政策、安全技术要求以及相关案例处置经验和知识等进行智能检索和分析，并调用决策模型生成应对突发事件的指导流程和辅助决策方案。根据应急过程不同阶段处置效果的反馈，实现对辅助决策方案的动态调整和优化。

助推电力管理升级
电力是人们生活所必需的能源之一，如今的电力系统规模不断扩大，系统安全面临形势更为复杂和严峻，电力系统发生重特大事故的潜在风险增大。如何做好电力系统平时的运行维护管理？如何在发生电力事故时及时做出反应，把事故损害率降低到最小？研究基于三维GIS仿真引擎，植入电力通信网资源数据和地理信息数据，将电力通信设备、线缆和通信信息流建模，设计基于三维真实地理场景的软件平台，并在该平台上实现三维可视化的资源管理功能。该技术的应用，不仅改变了现有电力管理系统的显示方式、操作方式，而且提供了更丰富、更准确、更直接的管理信息，衍生出新的管理功能，为电力通信网资源管理和调度决策提供了快速、有效的支持。
三维平台上集成了包括影像数据、DEM、三维模型数据，业务数据等多源海量数据，可实现三维数据可视化、线路飞行巡视、信息查询、设备标注等。如沿输电线路（道路）自动飞行，可以根据地形起伏自动或手动调整飞行参数；支持对输变电设备台账、在线监测、设备运维工况、设备检修状态等信息的检索；可以快速直观了解高压输电线路走向情况。输电线路距离长，通道的地理环境复杂，通过平台可打破线路巡视人员的视野局限，完成电网生产过程监控、电网生产故障查看、电网安全监管与维护等工作，能够对输电线路、电网建设区域进行航行浏览，自定义巡航路线，把握输电区域的总体情况，大幅度减少了外业作业量。在三维平台还可实现对输电线路设备和变电设备属性及状态查询，与SCADA和在线监测系统等的系统集成对接，实现对输电线路设备运维状态监测，与视频监控系统的无缝集成，实现对无人值守变电站的三维远程监控。接入设施实时监测信息，实现动态报警和定位。
同时，我国自然灾害种类繁多，可靠的电力供应是抗灾救灾的重要保证。然而在突发自然灾害中，电网往往首当其冲遭受损毁。而输、变电力设备的监控、自动化信息展示等功能通常是由不同的系统实现。在实际的电力生产活动中需要有统一的平台来集中展示和查阅这些信息。特别是在应急指挥过程中，指挥人员希望了解各方面的信息，以便于决策。但这些信息比较分散，且不易组织，这给应急指挥带来不便。三维GIS电力系统作为统一的展示平台，将监控、自动化等信息在平台上集中展示，这些分散的信息就被有机地组织在一起，方便了应急指挥领导小组对信息的查阅和使用。