公安行业警用地理信息平台建设思路及进展

从地理信息技术发展和公安行业对警用地理信息共享应用需求出发,介绍了开展全国警用地理信息平台建设背景和必要性,并重点就警用地理信息平台的概念及其体系结构组成、全国警用地理信息平台建设思路、建设进展和后续发展规划等进行了系统论述。     

警用地理信息系统平台下仿三维地图实现

针对警用地理信息系统建设中地图风格过于陈旧的问题,该文以四川省公安厅相关系统为例,在考虑互联网主流电子地图的制图配图风格与PGIS平台用户体感的基础上,结合ArcGIS Engine二次开发技术设计并实现了警用地理信息系统支持下的仿三维电子地图算法。实际应用结果表明,该算法与百度、高德等电子地图实现的仿三维立体效果趋于一致,且电子地图的配图风格和制图精细化均有较大幅度的提升,为警用地理信息系统平台下仿三维地图的制图技术应用提供了一种新的思路。     

三维全景移动测量技术的应用与研究

介绍三维全景技术及三维移动测量系统的基本含义、技术特点以及实施的作业流程,根据实际案例介绍实景三维服务在警用地理信息系统中的应用情况,并对三维全景移动测量技术的发展和应用前景进行展望。     

全国警用地理信息系统的建设和应用

一、全国警用地理信息系统建设地理信息技术凭借其空间分析和可视化表达方面的强大优势,在可视化指挥调度、情报研判分析、跨区域警务协同作战、警务信息资源整合与管理等公安业务领域,有着广阔的应用前景。这就是全国警用地理信息系统PGIS平台建设的背景。公安部一直高度重视警用地理信息平台建设是,     

警用地理信息基础平台的设计

警用地理信息系统是公安信息化建设的重要依托,本文根据城市警用地理信息系统建设规范,对警用地理信息基础平台展开设计。从数据层、服务层和业务层3方面分别进行阐述,构建3个数据库,搭建3种不同的服务集,探讨了6个主要的警用地理信息系统功能模块,实现了PGIS在不同区域的互联互通,为下一步开发PGIS平台的业务应用系统提供决策依据。     

三维警用地理信息系统应用

根据警用地理信息系统的建设要求,本文研究了基于Skyline平台的、集基础地理信息数据、GPS实时数据、案件数据、人口信息、视频监控信息为一体的,为公安部门提供指挥决策服务的三维警用地理信息系统;并成功应用于福建省治安管理三维地理信息系统中。系统运行以来,极大地提高了福建省治安部门的办事效率与决策水平,为更好地维护社会稳定、为海西经济建设提供良好的治安环境做出贡献。     

城市三维街景地理信息服务平台设计与应用

城市三维地理信息平台的设计与实现是基于ArcGIS软件海量全景信息与地理信息的融合与匹配技术,在软、硬件共同支持下,依靠系统数据库、街景资源展示、街景资源共享、运维支撑和业务应用系统共5个子系统的协同运作实现地理信息和环境信息的三维可视化表达和应用。本文总结了城市三维街景地理信息服务平台体系和功能设计及应用,为城市三维街景研究和相关软件系统的开发提供参考依据。     

分布式异构警用地理信息平台设计和联网实现

公安部门跨部门、跨区域的警务协作,要求实现全国范围内地理信息的分布式访问。本文描述了在建设全国警用地理信息平台时,依托公安专用网络环境中,基于各地所采用的异构基础GIS平台,设计和实现多节点分布式警用地理信息平台的策略、方法和算法,并介绍了相关的标准规范、系统安全、运维监控等平台支撑技术。     

三维实景影像在警用GIS中的应用与实践

利用移动测量采集设备对城市三维实景影像数据进行采集,经过影像处理、拼接、建库、服务发布、系统建设,建立了城市三维实景影像警用地理信息系统,并实现了与二维地理信息服务的互操作,进一步丰富了PGIS的地理信息数据类型,为城市公共安全的保障提供精确度高、可用性强、可视化的基础数据平台。     

警用地理信息系统建设中地理信息的实用性探究

从警用地理信息系统的实际应用出发,分析了目前警用地理信息的三大构成,并就每部分信息的实际应用作了介绍,提出了将警用地理信息的精度分为绝对位置精度与要素表达精度的观点。论证了警用地理信息应从实际应用出发,按需测量,科学分配各种地理信息的绝对位置精度与要素表达精度,在不影响应用的前提下,降低系统建设及维护的成本。     

车载全景影像核线匹配和空间前方交会

全景相机车载移动系统可以获取带有精确位置和姿态信息的序列全景影像,针对该影像数据,提出一种构建全景核线影像的方法,描述了在球面全景模型下构建全景影像之间核线几何约束的过程,并推导出具体的公式,然后在两张全景核线影像之间使用SIFT算法匹配同名点,最后根据摄影中心、像点、物点3点共线的原理,推导出全景影像的共线公式,利用前方交会的原理计算出物点的空间3维坐标。实验结果表明,本文方法可以降低全景影像匹配的难度,提高匹配点数量和精度,适用于实现基于全景影像的量测等功能。     

基于TIP算法的街景漫游方法研究

街景地图是全景图与二维在线地图的结合,它以实景作为辅助传统地图抽象描述的表达手段,提高地图的空间认知功能。街景地图为用户提供固定视点的360°自由漫游与全景图点间漫游。街景地图中全景图布设呈线状分布,点间距离短、漫游频繁,因此,漫游需保持一定的空间连续与空间纵深。文中对街景地图这一全景图漫游技术应用环境的特点进行分析,引入能够从单张照片恢复一定深度信息的TIP算法,并将其运用渲染到纹理、着色器等技术,对TIP算法实现过程进行改进,在保证一定运行效率的前提下,提高街景地图的漫游效果。     

球面全景影像相对定向与精度验证

对传统的5点法相对定向算法的共面误差计算方法进行改进,提出了一种适合球面全景成像特点的相对定向计算流程。与传统方法相同,该算法首先计算本质矩阵,然后对本质矩阵进行奇异值分解得到旋转矩阵和平移矢量的候选解,最后利用重建的物方三维点坐标排除错误解。本文的贡献在于推导了球面全景共面条件公式,并使用点到核线平面的球面距离作为球面全景共面条件的误差项。模拟数据试验显示:当图像特征点的随机噪声在[-0.5,0.5]像素范围内时,3个姿态角的中误差约为0.1°,由相对定向恢复的相对平移量与模拟值的夹角中误差约为1.5°。使用车载全景相机配合POS获取的数据进行试验的结果显示:横滚角和俯仰角的中误差可以达到0.2°以内,航向角的中误差可以达到0.4°以内,由相对定向恢复的相对平移量与POS平移量的夹角中误差可以达到2°以内。采用本文相对定向算法的结果生成球面全景核线影像,提取影像之间同名点坐标并计算其列方向误差,结果显示核线影像同名点列坐标差的中误差在1个像素以内。     

Interactive Design of 3D Maps with Progressive Projection

Abstract

The progressive projection is by origin a manual cartographic technique, traditionally used by panoramic landscape painters; however, it is rarely encountered in digitally created three-dimensional (3D) maps. In this article, the advantages of this specific projection when designing 3D maps are presented, the processes involved in its manual construction, as well as the existing and potential digital implementation approaches, are reviewed. A new algorithmic solution is described, allowing for user-friendly interactive bending of a terrain model into a progressive view, with options to add a curved horizon, to vertically exaggerate the terrain, and to create a 360° strip panorama. The resulting software, Terrain Bender, is freely available for download.     

PGIS支持下的警务信息地图位置采集方式探讨

随着PGIS平台在全国公安机关的广泛推广和深入应用,迫切需要将已有MIS业务系统与PGIS实现整合,而其中最为重要的就是如何实现基于PGIS的警务业务信息空间化问题。本文即以南京市公安局相关信息系统为例,对PGIS支持下的警务信息空间位置采集方式进行了探讨。对警务业务系统中相关信息的空间位置采集方式进行了流程设计、数据库模型研究以及业务功能实现。结果表明,这种采集方式不仅保证原有警务业务系统的稳定性以及警务业务信息空间位置采集的实时性,而且通过充分利用PGIS已有服务和功能,为PGIS与警务业务系统的充分融合提供了一定的示范作用。     

车载移动测量系统装备研制与应用

为实现空间信息的快速及高效获取,在集成GNSS、IMU、全景相机、激光雷达等主要传感器的基础上,研制了车载全景激光耦合式移动测量系统。根据精密解算的位置姿态信息,对全景影像和激光点云进行了耦合,生成含有真彩色点云的可量测实景影像,提出鸟瞰实景影像、基于浏览器的海量点云网络发布等点云应用新形式。该系统在渝武高速公路扩能改造工程快速移动测量中的成功应用,证明系统不仅安装简便、采集快速、处理高效、成果丰富,而且具备厘米级的测量精度,有效提高了空间信息的获取及处理效率。     

车载全景序列影像的位姿估计优化方法

针对车载全景序列影像的位姿估计问题,该文提出了一种基于角元素和线元素的位姿估计优化方法。根据全景多视几何关系,建立了角元素和线元素多视约束的优化模型,并推导完成模型的位姿求解方法。然后作为初始外方位元素,加入稀疏GPS/INS的相机控制数据约束,采用全景球模型的稀疏光束法平差对位姿估计结果进一步优化。实验选择IP-S2车载移动测量系统获取的全景序列影像,对比分析单视图、全景视图的连续位姿估计、本文方法和GPS/INS控制数据。实验结果表明,该文方法可提高位姿估计的精度,并减少连续位姿估计产生的累计误差。     

基于全景影像景深图的探面及跳转

基于全景影像的街景立面管理中,需要跳转至距离目标面最近且尽量正对目标面的全景影像,但常规的全景影像跳转方法并不能满足这一需求,为解决该难题,本文提出了一种新的全景影像探面及跳转方法。基于全景影像的景深图,计算目标点的世界坐标及该点与邻近点组成面片的平均法向,实现全景影像中的探面;从目标点出发,沿平均法向搜索出视点中心与该射线垂直距离最近的全景影像;切换至目标影像,并根据目标点在目标影像中的方位进行视角旋转。在重庆市实际项目中的成功应用及实例分析结果均表明,本文方法能够满足立面管控需求,更好地切换至正对目标立面的邻近全景影像,应用效果较常规跳转方法有较大提升。