關(guān)于城市地理信息系統(tǒng)中的全景地圖技術(shù)的探討

姚昌榮

摘 要：隨著GIS、GPS等技術(shù)的陸續(xù)出現(xiàn)，城市地理信息系統(tǒng)也因此發(fā)生了重大變化，其建設(shè)進(jìn)程開始逐漸加快。同時(shí)還出現(xiàn)了一系列新型技術(shù)如衛(wèi)星地圖、立體地圖等。其中全景地圖技術(shù)的實(shí)踐對(duì)于城市化進(jìn)程有著重要影響。本文圍繞全景地圖技術(shù)在城市地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用展開敘述，意在分析其具體優(yōu)勢(shì)、關(guān)鍵性技術(shù)等。

關(guān)鍵詞：城市化建設(shè) 地理 信息系統(tǒng) 全景地圖

一、城市地理信息系統(tǒng)中全景地圖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）真實(shí)性

在地理信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，全景地圖技術(shù)的應(yīng)用可以幫助用戶達(dá)到全景瀏覽的目的，且操作也比較簡(jiǎn)單，用戶只需要打開電子地圖，就能迅速定位各大商場(chǎng)、酒店以及知名景點(diǎn)的位置，并且該位置清晰的全景畫面會(huì)傳送到用戶端，讓用戶不用出門就能輕松體驗(yàn)瀏覽全城的快感，真實(shí)性

較高。

（二）立體性

全景地圖的另一大顯著優(yōu)勢(shì)就是能給人們帶來立體感。當(dāng)用戶在親身體驗(yàn)這一技術(shù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)身臨其境的感受，仿佛真正走進(jìn)了圖像中。為用戶提供全城最真實(shí)的信息，用戶只需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能快速置身想要到達(dá)的街道。此外全景地圖技術(shù)支持360°無死角視角，可以將景觀的各個(gè)方位的景象呈現(xiàn)出來。同時(shí)如果用戶有細(xì)節(jié)需求，還可以對(duì)某處進(jìn)行放大瀏覽，具體到建筑物的細(xì)節(jié)與布局。

二、全景地圖的關(guān)鍵技術(shù)

（一）全景地圖圖像的采集器技術(shù)

一般來說，圖像數(shù)據(jù)的采集工作都是由車載全景采集器完成的。采集器設(shè)計(jì)好壞直接關(guān)系著圖像收集質(zhì)量的清晰度。全景采集器需要很多設(shè)備，時(shí)間同步器、GPS接收機(jī)等都屬于其組成部分。GPS接收機(jī)會(huì)以GPRS為中介對(duì)連續(xù)運(yùn)行參考站數(shù)據(jù)中心的相關(guān)信號(hào)進(jìn)行接收。時(shí)間服務(wù)器可以對(duì)GPGGA的坐標(biāo)情況進(jìn)行處理分析。連接全景采集器的終端使用SNTP協(xié)議不斷查詢時(shí)間服務(wù)器的本機(jī)時(shí)間，將獲取的最新時(shí)間更新終端本機(jī)時(shí)間，完成終端、時(shí)間服務(wù)器、GPS接收機(jī)三者的時(shí)間統(tǒng)一。為了提高地理坐標(biāo)信息的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)GPS捕獲信號(hào)的連貫性，還需要加上加速機(jī)以及陀螺儀等器件。

（二）全景圖像拼接技術(shù)

全景圖像拼接技術(shù)主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：（1）圖像序列的獲取;（2）選擇合適的模型;（3）精確配準(zhǔn)圖像;（4）圖像融合。簡(jiǎn)單來講全景地圖實(shí)現(xiàn)圖片拼接效果實(shí)際是借助了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。在拍攝時(shí)借助魚眼鏡頭保證了成像的鮮明縱深透視性，同時(shí)利用圖像拼接技術(shù)對(duì)各個(gè)圖片進(jìn)行拼接能夠?qū)崿F(xiàn)無縫銜接的效果。之后我們會(huì)將拼接成功的全景圖像放映到支持顯示的設(shè)備上，值得注意的是我們需要找到設(shè)備視點(diǎn)與拍攝中心點(diǎn)的重合點(diǎn)，并保持該狀態(tài)不變。

一般情況下，選擇立方體模型或者球形模型的可能性較大，主要是因?yàn)檫@兩種模型能夠展現(xiàn)全景效果。兩種模型優(yōu)勢(shì)不一，各有長(zhǎng)短。從它們的效果方面比較而言，球形是最好的，它能夠?qū)⑷耙曈X效果淋漓盡致地發(fā)揮出來。但是這種模型在渲染、網(wǎng)格劃分等方面具有復(fù)雜性，效率相對(duì)于立方體而言較低。立方體模型的優(yōu)勢(shì)在于計(jì)算簡(jiǎn)單便捷，但是數(shù)據(jù)處理效果與視覺效果不夠突出。

三、數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)發(fā)布

（一）數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理工作第一步要完成的是電子地圖以及空間定位數(shù)據(jù)接口規(guī)范的制定，當(dāng)然也涵蓋全景圖像。電子地圖與空間定位的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)要保持吻合，我們進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的終極目的也是為了滿足數(shù)據(jù)的這一需求，此外還要保證在全景圖像中具有適用性。

（二）系統(tǒng)發(fā)布

全景地圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是使全景圖像得以在瀏覽器顯現(xiàn)，滿足用戶的瀏覽查詢需求。全景圖像發(fā)布軟件的工作流程如下：程序加載、渲染主3D場(chǎng)景、用戶操作、用戶發(fā)布指令、系統(tǒng)判斷并執(zhí)行用戶指令。

四、全景地圖技術(shù)的未來發(fā)展走向

全景地圖技術(shù)與城市地理信息系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)相吻合，它主要借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全景瀏覽功能，用戶從中可以體會(huì)到真實(shí)性。這一技術(shù)的發(fā)展水平對(duì)數(shù)字化城市建設(shè)有著重要影響，當(dāng)前這一技術(shù)手段已經(jīng)得到了政府的高度認(rèn)可，并且應(yīng)經(jīng)在公共設(shè)施養(yǎng)護(hù)、城市管理等多方面投入使用。利用時(shí)空數(shù)據(jù)建立全景圖像能夠?qū)⒏鲿r(shí)代的城市面貌完整無誤地保存下來。全景地圖技術(shù)的研究尚未停止，我們還在努力不斷探究，之后全景地圖技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越普遍，技術(shù)水平也會(huì)逐漸趨于成熟，甚至還會(huì)發(fā)展成全景時(shí)空模擬等技術(shù)。

五、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)盛行的時(shí)代，人們利用網(wǎng)絡(luò)科技實(shí)現(xiàn)了改變世界的理想，基于計(jì)算機(jī)科技我們創(chuàng)造了諸多造福人類的技術(shù)，例如全景地圖技術(shù)，如果這一技術(shù)能夠順利應(yīng)用于城市地理信息系統(tǒng)之中，那么全城的景觀將被用戶盡收眼底，讓用戶宅在家中就能實(shí)現(xiàn)旅游需求，感受每個(gè)地區(qū)不同的風(fēng)土人情。我們堅(jiān)信，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，全景地圖技術(shù)也會(huì)越來越精進(jìn)。

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