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1、浅谈360全景技术在消防领域的应用1王莎莎1【摘要】：经济快速发展、情况复杂多变、各种灾难频发已构成当今社会的显著特征。这客观上对消防领域提出了更高的要求。随着新消防法的颁布和实施，全民消防意识已得到了空前的提高，消防安全的地位也从根本上得到了巩固。然而，消防行业的现代化装备还不理想，对高新技术的实际应用还不够彻底，在整体匹配方面与经济社会还往往不尽人意点线科技携手立得空间针对消防领域的行业特征，突破传统的消防模式，采用 “移动道路测量系统”和3600全景技术精心研发出“数字消防实景三维系统”信息管理系统，为消防系统提供一套全新、高效、实用的消防方法。【关键词】：数字化消防 三维全景 地理信息
2、系统(GIS) 1.1 引言 目前，我国消防部队信息化建设中使用的主要是一些GIS地图应用于各种消防部队或公安系统中，三维全景并没有和GIS地图直接相关联。只有地图没有相对应的实景，不能更直观的了解火灾事发地点的基本情况及周边环境，不能快速的部署兵力及采取急救措施，相对延缓了救援的时间，救援效果也达不到理想要求。1.2 三维全景技术发展和应用现状 三维全景技术(Panoralna)是目前全球范围内迅速发展并逐步流行的一种视觉新技术。三维全景又称全景图像，全景图像(PanoramaS)是基于静态图像的虚拟现实技术中最具特色的概念，是空间中一个视点对周围环境的360的视图，也可以理解为以点为中心的
3、具有一定高度的圆柱形的平面，平面外部的景物投影在这个平面上。三维全景是用数码相机拍摄的一组照片拼接成一个全景图像，用户可以通过鼠标上下左右旋转来选择自己的视角，任意放大和缩小，如亲临现场般环视、斜视、俯瞰和仰视。1.2.1三维全景技术的发展 三维全景(Panoranla)也称为全景环视或360全景。 三维全景的生成需要相应的硬件和软件结合。从实现的虚拟效果专业程度来分，有柱状全景与球形360全景两种。柱状全景仅仅是对场景沿着水平方向进行环绕拍摄，然后拼合起来的全景，因此，它只能够左右水平移动浏览。球形360全景拍摄时沿着水平与垂直两个方向进行多角度环视拍摄，经过拼接缝合后可以实现上下与左右方向
4、360的全视角展示，观赏者可以对图像进行放大缩小等操作经过深入的编程、量尺、还可实现场景中的热点连接、多场景之间虚拟漫游、方位导航等功能。1.2.2三维全景技术的应用现状 目前，三维全景技术广泛应用于城市街景、公安刑侦、城市建筑规划、旅游景点、宾馆酒店、房产家居、掌上世博等网络虚拟展示。三维全景技术在消防领域中的应用主要是在系统上提供消防基础设施、消防机构、重点防护单位的室内结构图或三维结构图相对应的实景浏览等全景浏览及信息详情展示。城市道路的三维全景效果展示，给消防部队提供了让消防官兵或指挥员如身临其境的感受。同时，结合消防GIS导航地图，可以在整个辖区内实现漫游(更可以扩大到整个城市)，实
5、现边走边看，快速、真实掌握消防路线等。1.2.3三维全景地理信息系统三维全景GIS是结合数据库以及电子地图、三维全景等实现互联网地址可视三维全景视觉消防综合信息管理系统的研究与开发化、地图化、模拟化及实现用户的自我维护，主要采用网页嵌入显示形式，实现GIS地图和虚拟全景的结合，虚拟全景图与数据库的融合;实现实时监测动态信息，并在三维全景图中显示出准确位置;达到场景的虚拟漫游效果。三维全景GIS实现点与面的结合及点面之间的转换，整体与部分的融合和分离，全局与局部的有机结合，完全适合遍布区域广或占地面积大的单位，实现数据与资源的共享。 1.3 GIS在消防领域的现状和趋势消防GIS是我国国民经济高
6、速发展的产物，随着我国国民经济的发展，城市建设日新月异，城市人口密度、建筑密度不断增大，建筑高度不断增加，给消防工作带来了更高的难度和要求。建设一套先进、科学、高效的“数字消防实景三维系统”，实现“科技强警”目标、是提高消防队伍战斗力、加快城市消防工作信息化进程的客观要求。GIS具有把各类信息置于空间分布中进行管理和综合分析的能力，十分符合消防信息系统的多样化、大空间的管理特点，尤其是空间数据库技术(采用商业数据库系统管理空间信息)与 WebGIS技术(Internet上的地理信息系统)的应用，一方面使GIS管理海量数据成为可能，另一方面使GIS走向大众化。将这些信息化高新技术引入消防信息系统
7、中，可以准确地处理火灾报警，合理高效地利用消防资源，提高消防部队的整体作战能力。（1）1.3.1 消防GIS的发展现状 当前，消防GIS主要应用子城市的消防通信指挥系统，其主要功能是电子地图显示以及通过电信公司提供的来电号码、地址进行电话定位，还有就是在电子地图上查询重点防护单位的灭火预案，个别有应用GPS定位等，从而使调度指挥员能充分利用各种地理信息进行快速、准确的通信指挥。目前，各地采用的消防地理信息系统软件系统各式各样，地理信息系统的数据基本都采用矢量格式，基础数据大部分由开发公司提供，消防专用数据则由消防部门自行采集，基础数据来源、数据格式也各不同，数据质量差别也较大。所以，在应用质量
8、上差别也比较大。目前，存在的主要问题是消防地理信息系统应用范围较小，仅局限于相对封闭的消防通信指挥系统，没有得到有效利用，各个地理信息系统之间无法互联，从而无法与城市其它应急服务部门和城市消防部门协同调度指挥。很多大中城市消防部门为采集数据投入相当大的力量，由于人力及水平所限，普遍数据质量不高、更新滞后或更新较少，从而随着时间推移，无法提供有效信息辅助决策指挥2。1.3.2消防GIS的发展趋势 结合“数字城市”概念，消防地理信息系统将与其它地理信息系统实现数据交换和互相操作，数字城市主要指应用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(RS)(简称3S技术)、遥测、网络、多媒体及虚拟
9、仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。现在很多城市都在创建“数字城市”工程，由市政府统一提供基础地图，各个有关部门分别负责专题数据，及时更新维护，共享数据，从而大幅度提高数据的质量、数量、时效性。消防地理信息系统也要积极加入到“数字城市”工程中去。要实现110、119、120、122等应急指挥中心的联动，实现与其它地理信息系统的互连，就是要将消防地理信息系统开放。 消防地理信息系统将结合其它技术功能、结合三维可视化技术与虚拟现实技术 (virtualReality)，完全再现地理环境的真实情况，把所有管理对象都置于一个真实的三维世界里，真正做
10、到管理意义上的“胸有成竹”，对消防地理信息系统来讲也是极有意义的，使指挥员仿佛身临其境，能对整个灭火救援、战术布置等指挥调度方案的确定起到辅助决策作用。消防地理信息系统由于GPS(全球定位系统)技术的使用得到移动定位应用，在消防车辆上安装GPS终端和消防地理信息系统，使消防车辆能感知自身位置，并选择最佳路径到达火警点，消防通信指挥系统也能对消防车辆行车路线、路径轨迹、所处状态(如出动、到达、修理等)得到全面的监控管理，从而辅助决策指挥。无线应用协议WAI(WirelessApplicati。 nProto一cal)是为无线设备提供Internet服务而开发的协议，有些手机和移动设备已经实现wA
11、P协议，具有登录上网的功能，使移动用户访问开设无线接入服务的因特网站，随时地进行信息双向互动。WAPGIS是通过无线网络上Internet获得地理信息服务的。使用似PGIS，消防车辆或消防员也可随时随地获得方便、快捷、丰富的地理信息服务（3）。 1.4系统建设的意义系统的建设，集成整合了城市主要的消防业务信息数据，完全实现了城市消防演练综合信息数据库和信息资源交换共享。也是对目前消防部队现有的办公自动化系统、消防安全重点单位信息管理系统、消防监督信息管理系统、后勤装备信息管理系统、灭火救援预案信息管理系统、多种形式消防部队管理系统、灭火救援决策辅助指挥系统、消防救援数字化预案及训练系统和消防综
12、合情报信息三维全景视觉消防综合信息管理系统的研究与开发系统的有力补充，完全具备平时水源熟悉、战训演练、预案制作、战时现场环境观察、临场指挥作战相结合的作用。该系统完全建立在视觉消防三维实景和GIS系统之上，结合消防部队的相关业务开展应急预案制作、火灾模拟设定、消防车模拟部署、消防人员模拟部署、逃生路线、进攻路线模拟设定、业务信息和地理信息相互交互、119接警三台合一联动等。另外，基于消防部队的专用信息网络，严格按照国家有关规定在网络安全、操作系统安全、数据库安全、_用户接入安全和应用系统安全等方面采取各种安全保密措施，确保整个系统的安全可靠，保障了信息的高度可靠性和保密性，为各级消防单位领导的
13、决策指挥提供辅助系统，提高消防支队防范控制和快速反应整体作战的能力。该系统在开发过程中本着通用性，完全按照当前的通用标准规范进行开发设计，充分体现系统如下原则:1) 全局思想：第一个以系统的思想提出全部消防过程的整体解决方案，同时服务了消防部门的调度、监控、预案、训练、保障等各个环节；2) 反应快速：基于对受灾对象的多项信息掌握，接警后，出警、预案、战斗方案均可提前完成，而且能做到有的放矢；3) 数据精准：通过可量测实景影像建库后，可精确地掌握客观对象的高度距离、位置、数量等多种数据。特别对象（如消防栓）还可闪烁提示；4) 可视操作：整个系统基于实景三维影像数据，在场馆内部实现可视化操作，为救
14、灾提供宝贵的多媒体资料。5) 信息全面：由于“数字消防”涵盖了消防所需的绝大部分信息，因此可实现全部消防资源的最佳配置和部署，使得整体指挥更直观、更灵活、更高效；6) 操作简便：界面友好，提示简单，明了易会。1.5系统内容和框架 在系统的开发方面充分考虑到软件的易用性、可操作性、方便维护性，并同时考虑软件与硬件产品的兼容性，为软件的二次升级预留一定的标准接口，以减少相应的开发周期和开发成本。 根据现己掌握的消防部队数字化建设的需求分析，“数字消防实景三维系统”在公安部消防局“一体化信息系统”中的地位如下：图1 实景三维展示系统在“一体化信息系统”中的地位2.1系统概述该系统把三维全景与GIS地
15、图有效的相结合，并运用在消防行业中。通过三维全景能360的展现出真实的地理环境信息，特别是消防设施的具体位置和消防设施的主要属性信息，使消防指挥员更有理有据的进行决策指挥，也可以作为平时消防官兵的预演。消防官兵登陆系统，可以针对某一重点单位或重点路段，假想起火点，并对其起火点进行消防人员、进攻路线、逃生路线、消防车等进行合理有效的部署，进行模拟演练，经过多次的模拟练习，达到最优的消防布防，以便在有突发的真实火灾现场，能快速的调出网上预演的预案，供指挥员和消防官兵参考，最大限度的节约急救时间，降低人员和财产损失。该系统提供119接警三合一功能，消防指挥部一旦接到火灾报警，根据事先预定好的接口数据
16、，能快速的在GIS地图上定位，同时能快速的调出报警现场的全景图和相应的预案信息。由于系统是基于B/S架构的，所以消防指挥员和消防官兵在行车路上的同时，就可以通过手提电脑或警务通设备等连接登陆到消防内部网络系统上，通过GIS地图和三维全景对火灾现场及周边环境进行真实的了解，可以调出相应的消防预案进行火灾评估，在行车的过程中指挥员就可以对火灾现场进行兵力的部署，节约力量部署的急救时间。系统将实现下列功能:（1） 地图管理模块：实现地图的放大、缩小、加载遥感影像地图、在地图上管理消防线路、选择最佳行车路线、兴趣点分类查询、消防设施查询、消防水源查询等。（2） 重点单位管理模块：按照区域、类别查询重点单位，在地图上显示重点单位的基本情
