三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统。它解决现有技术模拟的客观世界真实度较低等技术问题。包括倾斜遥感摄影测量装置、近地面移动摄影测量装置、实景三维建模子系统、建筑信息模型子系统、二维GIS子系统和警用信息子系统，倾斜遥感摄影测量装置和近地面移动摄影测量装置与实景三维建模子系统相连，实景三维建模子系统和建筑信息模型子系统与虚拟现实城市信息模型构建系统相连，虚拟现实城市信息模型构建系统、二维GIS子系统和警用信息子系统与多源融合子系统相连。优点在于：实现了一致全局定位、地空一体化、室内外一体化、接口和标准等方面的技术突破，从而满足警卫安保、反恐、指挥调度、基层基础等多层次的公安应用。

Multi source image fusion imaging system for 3D police geographic information platform

The invention relates to a multi-source image fusion imaging system for a three-dimensional police geographic information platform. The utility model solves the technical problems of lower fidelity of the objective world of the prior art simulation. Including the tilt photogrammetry remote sensing device and ground mobile photography measurement device, three-dimensional modeling system, building information modeling subsystem, two-dimensional GIS subsystem and the police information system, tilt photogrammetry remote sensing device and near ground mobile photography measurement device and real 3D modeling system is connected, and subsystem of real 3D building information model the model system and virtual reality city information system model construction is to construct the system, 2D GIS subsystem and the police information subsystem and multi-source fusion subsystem connected virtual reality city information model. Advantages: to achieve a technological breakthrough consistent global positioning, integration, integration of indoor and outdoor air interface, and standards and other aspects of the application, so as to meet the public security guard, security and counter-terrorism command, basic multi-level.

【技术实现步骤摘要】
三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统
本专利技术属于警务信息系统建设
，涉及三维地理信息平台，尤其是涉及一种三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统。
技术介绍
目前二维警用地理信息平台在各公安部门的应用已经较为成熟。二维GIS基本实现了与警用业务相关的各种功能，如：GIS地图显示功能、地图操作功能、警用地图功能、显示GPS警车功能、地图查询及定位功能、绘图功能等。虽然在一定程度上满足了公安部门的日常管理工作需要，但二维GIS是将三维的空间信息映射为二维的平面信息，不可避免地在表现方法上过于抽象，很难表现人文、环境、资源等信息；对使用者来讲也缺乏临场感，不符合人们的真实视觉习惯。二维GIS在三维定位及信息展现的直观性方面存在着局限性，由此，对于三维GIS的建设需求应运而生。近年来，三维可视化与虚拟现实技术在国外安全部门和警察部门越来越受到重视，国内也在这方面开展了一些工作，实现了地图操作、场馆信息定位查询、安全保卫及警务信息在三维电子地图上的全方位展示的功能，系统在B/S客户端浏览地图非常迅速，较高地满足系统的实战需求。目前，警用三维地理信息平台的建设尚处于起步阶段，在保持海量三维模型的浏览流畅、把现有公安二维系统中的数据整合到三维场景上、将现有二维警用地理信息系统集成到三维警用地理信息平台中以及针对特定业务(如实现人口信息查询、警务模拟飞行等)提供相应的分析和决策支持模块方面还有待进一步的发展与提高。数字城市出现的初衷就是希望能在虚拟的数字世界中真实的表达现实世界，并在其上进行针对性的专业需求分析和应用，发挥地理信息数据的核心决策支持能力。因此，数字城市发展的目标，必然是尽可能多的承载客观世界的信息，无限真实的模拟现实世界。然而，三维GIS发展至今，其应用仍局限于以城市虚拟场景的可视化展示和漫游浏览为主。究其原因，是由于传统数字城市三维建模技术的局限性：传统数字城市三维建模，主要采用人工建模、采样纹理、样本化贴图的技术手段，是以仿真的手段实现对客观世界的三维再现，无法真实模拟客观世界；而公安、城管、规划、园林等城市各个管理部门需要的是能真实反映城市现状的“全信息”城市模型。为实现公安信息化深化应用和综合管理水平不断提高，提高治安管理、警力部署、安全警卫等公安业务的地理信息系统建设和管理，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种基于云存储的数字警用三维地理信息系统[申请号：201320055443.1]，由便携式终端、道路监视终端、安防监视终端、无线通讯网络、检索服务器、地理信息服务器、警用数据服务器组成，便携式终端、道路监视终端、安防监视终端连接无线通讯网络，无线通讯网络分别连接地理信息服务器、警用数据服务器。其优势体现在：弥补了公安机关当前常规信息化应用系统中分析数据的局限性，综合利用地理信息技术所特有的空间分析功能和强有力的可视化表达能力，使警务数据信息和空间信息融为一体。通过监控各种警务工作元素在空间的分布情况和实时运行情况，分析其内在联系，合理配置和调度资源，从而提高各警务部门的快速响应和协同处理能力。上述方案虽然在一定程度上提高了三维地理信息系统的性能，但是仍然无法从根本上解决前文所述的技术问题。特别是三维场景仍然主要采用人工建模、采样纹理、样本化贴图等技术手段，是以仿真的手段实现对客观世界的三维再现，无法真实模拟客观世界。基于手工建模的传统数字城市建设模式采用样本化的城市外貌模拟，无法真实的表现客观世界，同时缺少建筑内部空间及空间内事物的表达与联系。由于航空摄影的局限性，近地面影像缺失，使得实景三维难以实现近地面精细化模型构建，无法满足近地面观察应用的需要。然而常规的近地面街景集成技术，仅仅是从二三维场景切换至街景影像画面的方式，这种街景影像，其空间定位关系不具备严密的数学基础，无法与实景三维模型空间进行准确的空间匹配，也无法与GIS数据源无缝对接。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种模拟的客观世界真实度高的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，包括：倾斜遥感摄影测量装置、近地面移动摄影测量装置、实景三维建模子系统、建筑信息模型子系统、二维GIS子系统和警用信息子系统，所述的倾斜遥感摄影测量装置和近地面移动摄影测量装置均与实景三维建模子系统相连，所述的实景三维建模子系统和建筑信息模型子系统均与虚拟现实城市信息模型构建系统相连，所述的虚拟现实城市信息模型构建系统、二维GIS子系统和警用信息子系统均与多源融合子系统相连；其中所述的倾斜遥感摄影测量装置被配置为获取包括建筑物在内的地物顶部和侧面的全景影像信息和雷达点云信息；所述的近地面移动摄影测量装置被配置为采集包括建筑物在内的地物近地面全景影像信息和雷达点云信息；所述的实景三维建模子系统被配置为将倾斜遥感摄影测量装置和近地面移动摄影测量装置的信息进行融合关联以创建地空结合的实景三维模型；所述的建筑信息模型子系统被配置为对选定的建筑物内部的空间、构件、设施设备的三维建模与信息集成以获得选定的建筑物内部建模数据；所述的虚拟现实城市信息模型构建系统被配制为将实景三维模型与选定的建筑物内部建模数据融合以获得虚拟现实城市信息模型；所述的二维GIS子系统被配置为对地理空间的性质、类型及地名地址的平面地理信息集成；所述的警用信息子系统被配置为提供警用信息；所述的多源融合子系统被配置为将虚拟现实城市信息模型、平面地理信息和警用信息进行数据融合关联以获得增强现实城市信息模型。采取倾斜摄影测量、近地面移动测量和BIM联合的技术方案，实现了三维模型与全景影像的精确叠加，而且将空间场景渗透至室内外一体，三维模型不但空间定位关系具备严密的数学基础，而且有效弥补了航空影像对于底商、地面等信息的缺失；集成融合GIS数据，将二维数据三维实体化；集成融合警用信息，方便了警用信息的查询与调取，实现了影像、场景、模型与矢量地图、属性数据、警用信息等多源多类数据的融合。在上述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统中，所述的倾斜遥感摄影测量装置包括飞行平台和设置在飞行平台上的至少两个空中影像采集摄像头，其中至少一个空中影像采集摄像头竖直向下设置，其余空中影像采集摄像头以竖直向下设置的空中影像采集摄像头为轴倾斜向下对称设置。在上述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统中，所述的飞行平台为直升机或无人机，所述的飞行平台上设有五个空中影像采集摄像头，其中一个空中影像采集摄像头竖直向下设置，其余四个空中影像采集摄像头以竖直向下设置的空中影像采集摄像头为轴倾斜向下对称设置。在上述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统中，所述的近地面移动摄影测量装置包括地面移动平台和设置在地面移动平台上的全景影像采集摄像头。在上述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统中，所述的地面移动平台上设有安装座，所述的全景影像采集摄像头与安装座转动连接，在安装座内设有能驱动全景影像采集摄像头转动的第一驱动电机，所述的第一驱动电机与第一控制电路相连，在第一控制电路上连接有第一GPS模块和若干位置传感器，所述的位置传感器分布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，包括：倾斜遥感摄影测量装置(1)、近地面移动摄影测量装置(2)、实景三维建模子系统(3)、建筑信息模型子系统(4)、二维GIS子系统(5)和警用信息子系统(6)，所述的倾斜遥感摄影测量装置(1)和近地面移动摄影测量装置(2)均与实景三维建模子系统(3)相连，所述的实景三维建模子系统(3)和建筑信息模型子系统(4)均与虚拟现实城市信息模型构建系统(9)相连，所述的虚拟现实城市信息模型构建系统(9)、二维GIS子系统(5)和警用信息子系统(6)均与多源融合子系统(7)相连；其中所述的倾斜遥感摄影测量装置(1)被配置为获取包括建筑物在内的地物顶部和侧面的全景影像信息和雷达点云信息；所述的近地面移动摄影测量装置(2)被配置为采集包括建筑物在内的地物近地面全景影像信息和雷达点云信息；所述的实景三维建模子系统(3)被配置为将倾斜遥感摄影测量装置(1)和近地面移动摄影测量装置(2)的信息进行融合关联以创建地空结合的实景三维模型；所述的建筑信息模型子系统(4)被配置为对选定的建筑物内部的空间、构件、设施设备的三维建模与信息集成以获得选定的建筑物内部建模数据；所述的虚拟现实城市信息模型构建系统(9)被配制为将实景三维模型与选定的建筑物内部建模数据融合以获得虚拟现实城市信息模型；所述的二维GIS子系统(5)被配置为对地理空间的性质、类型及地名地址的平面地理信息集成；所述的警用信息子系统(6)被配置为提供警用信息；所述的多源融合子系统(7)被配置为将虚拟现实城市信息模型、平面地理信息和警用信息进行数据融合关联以获得增强现实城市信息模型。...

【技术特征摘要】
1.一种三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，包括：倾斜遥感摄影测量装置(1)、近地面移动摄影测量装置(2)、实景三维建模子系统(3)、建筑信息模型子系统(4)、二维GIS子系统(5)和警用信息子系统(6)，所述的倾斜遥感摄影测量装置(1)和近地面移动摄影测量装置(2)均与实景三维建模子系统(3)相连，所述的实景三维建模子系统(3)和建筑信息模型子系统(4)均与虚拟现实城市信息模型构建系统(9)相连，所述的虚拟现实城市信息模型构建系统(9)、二维GIS子系统(5)和警用信息子系统(6)均与多源融合子系统(7)相连；其中所述的倾斜遥感摄影测量装置(1)被配置为获取包括建筑物在内的地物顶部和侧面的全景影像信息和雷达点云信息；所述的近地面移动摄影测量装置(2)被配置为采集包括建筑物在内的地物近地面全景影像信息和雷达点云信息；所述的实景三维建模子系统(3)被配置为将倾斜遥感摄影测量装置(1)和近地面移动摄影测量装置(2)的信息进行融合关联以创建地空结合的实景三维模型；所述的建筑信息模型子系统(4)被配置为对选定的建筑物内部的空间、构件、设施设备的三维建模与信息集成以获得选定的建筑物内部建模数据；所述的虚拟现实城市信息模型构建系统(9)被配制为将实景三维模型与选定的建筑物内部建模数据融合以获得虚拟现实城市信息模型；所述的二维GIS子系统(5)被配置为对地理空间的性质、类型及地名地址的平面地理信息集成；所述的警用信息子系统(6)被配置为提供警用信息；所述的多源融合子系统(7)被配置为将虚拟现实城市信息模型、平面地理信息和警用信息进行数据融合关联以获得增强现实城市信息模型。2.根据权利要求1所述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，所述的倾斜遥感摄影测量装置(1)包括飞行平台(11)和设置在飞行平台(11)上的至少两个空中影像采集摄像头(12)，其中至少一个空中影像采集摄像头(12)竖直向下设置，其余空中影像采集摄像头(12)以竖直向下设置的空中影像采集摄像头(12)为轴倾斜向下对称设置。3.根据权利要求2所述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，所述的飞行平台(11)为直升机或无人机，所述的飞行平台(11)上设有五个空中影像采集摄像头(12)，其中一个空中影像采集摄像头(12)竖直向下设置，其余四个空中影像采集摄像头(12)以竖直向下设置的空中影像采集摄像头(12)为轴倾斜向下对称设置。4.根据权利要求3所述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，所述的近地面移动摄影测量装置(2)包括地面移动平台(21)和设置在地面移动平台(21)上的全景影像采集摄像头(22)。5.根据权利要求4所述的三维警用地理信息平台的多源影像融合成像系统，其特征在于，所述的地面移动平台(21)上设有安装座(23)，所述的全景影像采集摄像头(22)与安装座(23)转动连接，在安装座(23)内设有能驱动全景影像采集摄像头(22)转动的第一驱动电机(24)，所述的第一驱动电机(24)与第一控制电路(25)相连，在第一控制电路(25)上连接有第一GPS模块(26)和若干位置传感器(27)，所述的位置传感器(27)分布在全景影像采集摄像头(22)的外围且能检测全景影像采集摄像头(22)的转动角度；所述的飞行平台(11)上设有基座(13)，在基座(13)固定有竖直向下设置的空中影像采集摄像头(12)，在基座(13)上转动连接有端面齿盘(14)，所述的端面齿盘(14)与能驱动端面齿盘(14)转动的第二驱动电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文，黄瑚，张军民，郦兵，唐恬，秦华，王璐璐，高畅畅，郑庆辉，胡兵勇，陈梦琳，牛健荣，石芳芳，
申请(专利权)人：杭州市公安局上城区分局，杭州市勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33