基于实景三维GIS数字公路的技术与应用

三、 实景三维GIS的核心技术

    事实上，基于传统二维地图的GIS空间分析是不完整的，因为它只能实现宏观的、浓缩的、概略的统计和分析，一旦我们要对细部环境信息和数据进行查询、观察和分析，则无法得到足够的数据支持。因此，我们需要一种新的数据源和数据管理手段来满足公路部门在路政、养护、应急和出行服务等方面对于详细环境信息和数据的需要。实景三维GIS技术和基于MMS技术的移动采集系统能够很好的解决这个问题。

    3.1 实景三维GIS

    传统GIS的使用者常常感到困惑，分辨率越来越高的航片和卫片可以让人越来越清晰地鸟瞰地球，然而一旦到了地面，能够看到的只有抽象的二维地图或是为模拟空间绘制的虚拟3D仿真图，无法让人全面了解环境。现有的行业GIS主要基于符号化的二维地图构造，只能实现数据的平面图形显示。随着近年来测绘技术、计算机与网络技术的飞速发展，实景三维的地理信息系统已突破原有技术瓶颈，现已成为国际GIS应用的热点，也代表着未来GIS的一个重要发展方向。

实景三维GIS是在二维GIS的基础之上，增加了连续的实景三维影像，并通过开放的软件（真图（TrueMap）地理数据平台）与基于GIS的行业应用进行无缝集成，从而给用户提供了具有丰富环境信息和立面信息的实景可视化环境，有效的支持了管理和决策等高级应用，真可谓“千里高速，尽收眼底”！


   
    由于公路部门的管理对象90%与地理位置有关，地理数据对于公路管理具有十分重要的地位。在常规的公路管理信息系统中，使用的地理数据主要是简单的二维矢量图，所有的公路设施都是以平面投影的符号来表达的，某些情况下会导致判读的困难，例如：当一个立杆上有几个标志牌时，就只能变通方式表示，需要有一定识图经验的人才能读懂。二维地图上，也无法全面表示立面目标之间准确的相对关系，诸如桥梁上的标志或广告牌与桥梁之间的相对空间关系，跨线电缆与路牌之间的相对空间关系等等。这样就不能通过信息系统对立面设施进行查询、观察和分析。实景三维GIS作为一种新兴的技术，能够为公路的管养提供丰富的基础地理空间的实景视频信息。

     3.2 MMS移动采集系统

移动道路信息采集系统是在机动车上装配GPS（全球定位系统）、 CCD（视频系统）、航位推算系统（陀螺仪）等先进的传感器和设备，在车辆以80-100公里/小时行进之中，快速采集道路及道路两旁地物的空间位置数据和属性数据，并同步存储在车载计算机中，经专门软件编辑处理后，最终形成各种地理信息。平均每公里道路采集并在后台处理完成后的数据量约100兆/公里。（根据采集信息种类、数量多少、标注的要求会议一定比例的增减）


    3.3 移动巡查系统
    对于临时的、突发的现场信息采集，可以采用移动巡查系统。移动巡查车上安装有GPS、视频、可量测立体相对和3G传输设备，能够方便接入现场视频，构建动态可量测的实景影像公路系统，通过3G设备将现场情况快速送达指挥中心，使决策者在第一时间掌握现场态势，迅速准确的做出应急指挥决策。