全景呈現(xiàn)3D GIS智慧安防可視化管理平臺(tái)

1、貝爾信全景呈現(xiàn)3D GIS智慧安防可視化管理平臺(tái)文/周世詠智慧城市研究院主任深圳市貝爾信智能系統(tǒng)有限公司弓I言在平安城市建設(shè)中，應(yīng)急指揮與調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)采用監(jiān)控點(diǎn)在二維電子地圖上 顯示的方式構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)集視頻監(jiān)控、GIS、GPS定位、周界防范、電子脈沖、 震動(dòng)光纜、目標(biāo)識(shí)別、智能視頻、語(yǔ)音通信、指揮調(diào)度等多項(xiàng)技術(shù)為一體的大型 綜合安防平臺(tái)。然而，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，中國(guó)城鎮(zhèn)化率已經(jīng)超過(guò)了 50%，城市中樓群林 立，情況復(fù)雜，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急救援人員來(lái)說(shuō)，二維電子地圖存在很大的局限性， 已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足平安城市、智慧城市建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要，而以城市三維建模、 GPS、GIS應(yīng)用為基礎(chǔ)的3D GIS技術(shù)的

2、興起，實(shí)現(xiàn)了電子地圖從二維平滑升級(jí) 三維地理空間信息系統(tǒng)，從而給安防行業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。貝爾信提出采用全景呈現(xiàn)三維地理空間信息系統(tǒng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建智慧安防可視 化管理平臺(tái)，本文介紹貝爾信這一核心技術(shù)、平臺(tái)及其應(yīng)用，其根本出發(fā)點(diǎn)是把 報(bào)警點(diǎn)全景呈現(xiàn)與三維地理空間信息高度融合，實(shí)現(xiàn)智能感知、快速響應(yīng)、精準(zhǔn) 定位、高效決策、協(xié)同應(yīng)急、震懾犯罪、捍衛(wèi)安寧，把安全事件造成的損失和影 響控制在最小，標(biāo)志著智慧安防時(shí)代的到來(lái)。正文貝爾信全景呈現(xiàn)3D GIS智慧安防可視化管理平臺(tái)是以VIDC嵌入式可插拔 海量數(shù)據(jù)處理城市中心主機(jī)為核心，通過(guò)遍布城市的、構(gòu)建在智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)基 礎(chǔ)之上的前端智能視頻采集系統(tǒng)(IVS)，

3、利用基于云計(jì)算的后臺(tái)大數(shù)據(jù)分析、海 量視頻處理和檢索系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市人、車、物、路、事件的安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān) 控，智能感知城市中面臨的安全威脅，一旦發(fā)生報(bào)警可通過(guò)該平臺(tái)全景呈現(xiàn)報(bào)警 信息及全景，做到“事前智能感知、事中精準(zhǔn)處置、事后完整取證”，從而實(shí)現(xiàn) 城市智慧安防體系建設(shè)。三逾電子地圖道路I目標(biāo)觸發(fā)貌如實(shí)時(shí)彈出監(jiān)起啟血.RAD 生犯1 劇，3GFWFMM/IMAX圖1：全景呈現(xiàn)3D GIS智慧安防可視化管理平臺(tái)平臺(tái)采用了智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、3D GIS可視化管理平臺(tái)技術(shù)、VIDC云單 元主機(jī)技術(shù)等三大核心技術(shù)。其中，在3D GIS可視化管理平臺(tái)中嵌入了貝爾信 3DCity Engine 核心弓

4、 I擎。二、3Dcity Engine 核心引擎3Dcity Engine是由貝爾信公司完全自主開(kāi)發(fā)的，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 國(guó)際領(lǐng)先的三維地理信息處理核心技術(shù)，它以分布式的三維地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基 礎(chǔ)，采用模型流技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分建共享技術(shù)、圖形圖像處 理技術(shù)、多元實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入技術(shù)、WFS和WMS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 和其它相關(guān)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種地理信息資源的統(tǒng)一管理、整合、交換、協(xié)同和 共享，建立跨地區(qū)、跨部門的“一站式”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)體系，為政府、企業(yè)、公 眾提供網(wǎng)絡(luò)化三維地理信息服務(wù)。三維地理信息海量數(shù)據(jù)處理的核心引擎的框架如下：3OCity lntegrat/0|

5、行業(yè)應(yīng)用政府決策公眾服務(wù)貝爾信 3D City Engined*圖2: 3Dcity Engine系統(tǒng)構(gòu)架圖3D City Engine引擎功能特點(diǎn)：a）可嵌入式貝爾信VIDC云計(jì)算-云存儲(chǔ)-云分析-云控制主機(jī)平臺(tái)b）可以作為智慧城市運(yùn)營(yíng)綜合管理中心平臺(tái)的支撐引擎c）高速的海量城市三維空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理能力d）出色的三維仿真效果與二維GIS的結(jié)合e）組件式3DCityEngine平臺(tái)與二次開(kāi)發(fā)支持f）完整的空間數(shù)據(jù)描述體系g）三維矢量數(shù)據(jù)解決方案h）良好的人機(jī)交互i）二三維空間地理信息表現(xiàn)無(wú)縫整合j）人性化瀏覽操作k）事件-觸發(fā)”機(jī)制l）跨平臺(tái)通信m）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)引擎我們研發(fā)的國(guó)際領(lǐng)先的3D

6、GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速平滑的網(wǎng)絡(luò)三維虛擬現(xiàn)實(shí)展 示，以及公共基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的共享，和城市海量數(shù)據(jù)的聚會(huì)和展示，主要有如下3DGIS創(chuàng)新技術(shù)：模型流技術(shù)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分建共享圖形圖像處理技術(shù)多元實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入技術(shù)WFS、WMS 技術(shù)通過(guò)VIDC嵌入式可插拔海量數(shù)據(jù)處理城市中心主機(jī)，實(shí)現(xiàn)一站式交換、智 能分析和存儲(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)：(1)自動(dòng)語(yǔ)義識(shí)別人、車、物、路的行為；(2)在報(bào)警日 志中自動(dòng)記錄事件；(3)自動(dòng)存儲(chǔ)事件和災(zāi)備；(4)上級(jí)可遠(yuǎn)程調(diào)用顯示實(shí)時(shí)場(chǎng)景， 觸發(fā)報(bào)警場(chǎng)景可在手持終端(個(gè)人電腦，i-Pad和手機(jī))上顯示；事后取證可通 過(guò)關(guān)鍵詞進(jìn)行視頻搜索和取證。系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：集成現(xiàn)代視覺(jué)傳感

7、器、寬帶傳輸、圖像處理、智能行為識(shí)別、攝影測(cè)量、 3D虛擬環(huán)境等技術(shù)于一體的全景式視頻瀏覽與監(jiān)控系統(tǒng)；通過(guò)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的3D全景呈現(xiàn)，并通過(guò)對(duì)目標(biāo)區(qū)域全覆蓋布設(shè)的視覺(jué) 傳感器進(jìn)行精確跟蹤和定位，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控畫面、聯(lián)網(wǎng)報(bào)警；具有3D動(dòng)態(tài)空間瀏覽器的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的事件過(guò)程的全景 呈現(xiàn)、快速跟蹤、瀏覽與回放，實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)語(yǔ)義識(shí)別，框示目標(biāo)標(biāo)簽和軌跡， 記錄報(bào)警日志；利用新一代海量視頻智能檢索”技術(shù)，事后可按特定條件搜索 符合條件的視頻畫面遠(yuǎn)程調(diào)用報(bào)警日志。整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)具有如下功能:全景呈現(xiàn)超高精度全景顯示：覆蓋建筑立面、戶夕卜場(chǎng)地和周界環(huán)境用鼠標(biāo)自由操控：任意翻轉(zhuǎn)，任意縮放疊加3D GIS三

8、維地理空間信息：對(duì)人、車、物、路、事件進(jìn)行精準(zhǔn)的定位（2）智能識(shí)別智能識(shí)別目標(biāo)類型：人、車、物、路智能識(shí)別預(yù)警區(qū)域：合法、警戒，非法智能識(shí)別事件類型：非法入侵、穿越絆線、非法停車、自動(dòng)跟蹤、翻越圍墻、 偷盜行為、遺留物檢測(cè)、人數(shù)統(tǒng)計(jì)和煙火檢測(cè)等。實(shí)時(shí)目標(biāo)動(dòng)態(tài)顯示：空間位置、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)軌跡（3）虛實(shí)結(jié)合智能捕捉動(dòng)態(tài)目標(biāo)：智能動(dòng)態(tài)圖像識(shí)別與背景擾動(dòng)過(guò)濾當(dāng)目標(biāo)觸發(fā)規(guī)則出現(xiàn)（如闖入周界），從視頻的圖像中提取移動(dòng)目標(biāo)物，在監(jiān)視 畫面上標(biāo)定目標(biāo)，并顯示精確的地理空間位置及坐標(biāo)（經(jīng)緯度）智能目標(biāo)視頻窗口：每個(gè)目標(biāo)配置固定視頻窗口，自動(dòng)切換攝像機(jī)視頻報(bào)警后聲光提示：自動(dòng)啟動(dòng)入侵目標(biāo)圖像方框和真人語(yǔ)音提示目

9、標(biāo)闖入的準(zhǔn)確 位置網(wǎng)格管理通過(guò)網(wǎng)格化管理把城市劃分為一個(gè)個(gè)管理網(wǎng)格，安全責(zé)任落實(shí)到人，能夠?qū)?現(xiàn)快速的出警。（5）精準(zhǔn)智能三維全景地圖與闖入目標(biāo)的精準(zhǔn)映射，克服語(yǔ)言阻隔，縮短反應(yīng)時(shí)間，全局 了然于胸，最終做到：實(shí)時(shí)反應(yīng)，聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動(dòng)，快速精準(zhǔn)報(bào)警和出警?。?）三網(wǎng)四屏在服務(wù)于應(yīng)急指揮、日常決策、經(jīng)營(yíng)或辦公和公眾信息發(fā)布的過(guò)程中，各級(jí) 政府和企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)以及公眾通過(guò)三網(wǎng)四屏”（三網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)； 四屏：電腦屏、手機(jī)屏、電視屏、車載屏）能實(shí)現(xiàn)視頻信息的共享，從而做到應(yīng) 對(duì)安全事件的協(xié)同響應(yīng)，把安全事件造成的損失控制在最低，把影響降低至最小。五、平臺(tái)應(yīng)用貝爾信全景呈現(xiàn)3D GIS智慧安防可視化

10、管理平臺(tái)的應(yīng)用領(lǐng)域包括：（1）封閉場(chǎng)景和空間：設(shè)置封閉周界與公共空間隔離的安保區(qū)域。例如：學(xué)校、監(jiān)獄、機(jī) 場(chǎng)、礦山等；（2）半開(kāi)放場(chǎng)景和空間：監(jiān)控特定區(qū)域、特定時(shí)段非法入侵的安保 要求。例如：銀行、油田、港口等；（3）城市級(jí)綜合建設(shè)項(xiàng)目，如數(shù)字城市和智 慧城市的智能化改造等。實(shí)際案例如下:感知礦山將礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備監(jiān)控融為一體，與工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)協(xié)作，利用工 業(yè)以太網(wǎng)，在地面中央信息中心控制室實(shí)現(xiàn)對(duì)全礦井各生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備的監(jiān)視和 控制；將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，使礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo)在辦公室通過(guò)計(jì)算機(jī)即可隨 時(shí)了解安全、生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、人事、運(yùn)營(yíng)等各種信息，實(shí)現(xiàn)全礦井統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一 管理。圖3:感知礦

11、山山洪預(yù)警基于3D GIS地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地點(diǎn)、不同區(qū)域、分布式 山洪預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一體化整合和集成，實(shí)現(xiàn)專業(yè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)視頻圖像與地 理空間數(shù)據(jù)的一體化整合，水情、雨情監(jiān)測(cè)，洪水預(yù)測(cè)預(yù)警，基于人文經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)， 對(duì)損失進(jìn)行估算，以及三維可視化展示，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急指揮。! -J I*i. *西吊4 小圖4 :山洪預(yù)警管線管理地下管線是城市建設(shè)的重要組成部分，并稱為現(xiàn)代化城市發(fā)展的生命線，但 是，地下管線的數(shù)字化建設(shè)相對(duì)薄弱，主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集不完備、數(shù)字化程度 不夠、信息化管理水平不高，結(jié)合三維地理信息系統(tǒng)(3D GIS)實(shí)現(xiàn)空間精確快速 定位，運(yùn)用三維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)展現(xiàn)

12、形式直觀生動(dòng)；融入“防消 結(jié)合”的管理思想，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線的立體化、數(shù)字化、實(shí)時(shí)化監(jiān)管管理；集成 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建智能數(shù)字化管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)應(yīng)急預(yù)案管理。圖5:管線管理 六、系統(tǒng)集成商的機(jī)會(huì)目前，越來(lái)越多的安防集成應(yīng)用平臺(tái)同地理信息技術(shù)GIS相結(jié)合，構(gòu)建監(jiān)控、 報(bào)警、門禁等專用圖層，通過(guò)GIS地圖實(shí)現(xiàn)可視化的應(yīng)用和操作，如發(fā)生報(bào)警 后，GIS地圖自動(dòng)顯示報(bào)警位置，并聯(lián)動(dòng)周邊監(jiān)控圖像，關(guān)閉附近門禁通道，同 時(shí)進(jìn)行報(bào)警信息廣播等。今后，采用貝爾信的全景呈現(xiàn)3D DIS智慧安防可視化管理平臺(tái)技術(shù)，將先 進(jìn)的實(shí)景360度拼合算法、全景交互系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)資產(chǎn)管理系統(tǒng)、多點(diǎn)觸摸技 術(shù)應(yīng)用、Android移動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)整合，能構(gòu)成新一代全景呈現(xiàn)三維交互平臺(tái)。 三維實(shí)景在瀏覽中可以由觀賞者對(duì)圖像進(jìn)行放大、縮小、移動(dòng)、多角度觀看等操 作。經(jīng)過(guò)深入的編程，還可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景中的熱點(diǎn)鏈接、多場(chǎng)景之間虛擬漫游、雷達(dá) 方位導(dǎo)航等功能。采用貝爾信的全景呈現(xiàn)3D DIS智慧安防可視化管理平臺(tái)技術(shù)，可將安防系 統(tǒng)中的信息點(diǎn)位(監(jiān)控點(diǎn)、報(bào)警點(diǎn)、門禁點(diǎn)等)在三維實(shí)景圖對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行標(biāo)注， 用戶點(diǎn)擊圖片或圖標(biāo)，即可直接調(diào)取對(duì)應(yīng)監(jiān)控圖像，遠(yuǎn)程打開(kāi)門禁通道，并獲取 點(diǎn)位詳細(xì)信息等，真正實(shí)現(xiàn)身臨其境”、“所見(jiàn)即所得”的操控體驗(yàn)，做到智 能感知、快速響應(yīng)、精準(zhǔn)定位、高效決策、協(xié)同應(yīng)急”。對(duì)于安