三維地理(lǐ)信息系統智慧消防趨勢，勢不可(kě)擋！

發布日期：2019-07-26 00:00 浏覽量：8911

随著(zhe)“智慧地球”這(zhè)一概念的(de)提出，受到了(le)各行業各領域的(de)關注。随即智慧城(chéng)市，智慧水(shuǐ)利，智慧消防等被一一提出。智慧消防的(de)提出并成爲破解城(chéng)市消防安全困局的(de)一種新思路和(hé)新路徑。

運用(yòng)消防物(wù)聯網、地理(lǐ)信息系統、消防大(dà)數據等技術構建的(de)“城(chéng)市智慧消防”系統，不僅能有效整合社會各方力量，實時(shí)監控城(chéng)市火災危險源，科學掌握城(chéng)市火災隐患，還(hái)能準确做(zuò)出科學預警和(hé)判斷，系統構建城(chéng)市火災防控體系，确保城(chéng)市安全。

一、三維 GIS 智慧消防平台的(de)必要性

在2017年發布的(de)一份《關于全面推進“智慧消防”建設的(de)指導意見（公消[2017]297 号）》中重點指出，充分(fēn)運用(yòng)大(dà)數據、雲計算(suàn)、移動互聯網、地理(lǐ)信息等技術，依托公安網（消防信息網及指揮調度網）、邊界接入平台和(hé)公安 PGIS 地圖，實現滅火救援的(de)一張圖指揮、一張圖調度、一張圖分(fēn)析、一張圖決策。

在運行或在研的(de)消防平台系統多(duō)基于二維地理(lǐ)信息系統進行研發，二維地理(lǐ)信息系統僅能展示建築物(wù)的(de)平面信息以及消防平面信息，不能對(duì)三維地理(lǐ)信息進行展示。随著(zhe)三維建模技術的(de)快(kuài)速發展，新型大(dà)範圍低成本三維建模技術已經成熟。

與此同時(shí)，三維技術的(de)成熟對(duì)于消防重點單位、消防重點監控區(qū)域等的(de)消防管理(lǐ)、信息錄入、滅火預案、現場(chǎng)指揮等均有重要的(de)實用(yòng)價值。智慧消防平台的(de)三維化(huà)趨勢已經勢不可(kě)擋。因此，高(gāo)承載力、高(gāo)融合性的(de)三維 GIS 消防智慧消防平台設計研發迫在眉睫。

二、三維 GIS 智慧消防平台設計關鍵技術

1、GIS 三維快(kuài)速、低成本建模技術

傳統的(de)建構築物(wù)三維模型建立技術工作量較大(dà)，且成本較高(gāo)，不具有推廣性和(hé)廣泛使用(yòng)價值。例如CAD 三維建模技術和(hé)航空攝影(yǐng)測量技術建構築物(wù)，都是利用(yòng)正攝二維影(yǐng)像信息建立三維建構築物(wù)立體模型。通(tōng)過人(rén)工攝影(yǐng)方法獲取建構築物(wù)的(de)側面紋理(lǐ)和(hé)地形起伏部分(fēn)紋理(lǐ)。在此基礎上，通(tōng)過商用(yòng)三維輔助軟件進行人(rén)工紋理(lǐ)粘貼，最終生成較爲真實的(de)三維立體模型。

傾斜攝影(yǐng)技術的(de)誕生，使得(de)建構築物(wù)三維建模更加快(kuài)捷方便，成本更低，且三維模型也(yě)更加精細真實，适用(yòng)于大(dà)面積城(chéng)市建構築物(wù)的(de)快(kuài)速三維建模。我們之前講過傾斜攝影(yǐng)技術是飛(fēi)行器搭載多(duō)角度的(de)傾斜攝影(yǐng)相機和(hé)定位定向系統（POS），獲取地面影(yǐng)像信息，進一步進行三維建模的(de)技術手段。

正是由于傾斜攝影(yǐng)可(kě)以從多(duō)個(gè)角度對(duì)地面建構築物(wù)進行信息采集，因而傾斜航攝測量技術可(kě)以更便捷地獲取建構築物(wù)信息，大(dà)大(dà)降低了(le)建構築物(wù)信息采集的(de)工作量。

2、GIS三維消防地理(lǐ)信息系統

随著(zhe)廣義地理(lǐ)信息系統應用(yòng)的(de)深入，GIS三維地理(lǐ)信息系統被學者提出，以處理(lǐ)各行業真三維空間應用(yòng)問題。

GIS三維地理(lǐ)信息系統是布滿整個(gè)三維空間的(de) GIS 地理(lǐ)信息平台，與傳統的(de)二維 GIS 地理(lǐ)信息平台差異明(míng)顯，主要體現在空間位置和(hé)拓撲關系的(de)描述及空間分(fēn)析的(de)擴展上。

在二維地理(lǐ)信息平台上，空間通(tōng)過 X、Y 兩個(gè)坐(zuò)标軸進行定義；而在三維地理(lǐ)信息平台中，空間目标通(tōng)過 X、Y、 Z 三個(gè)坐(zuò)标軸來(lái)定義，平台增加了(le) Z 軸，即高(gāo)度這(zhè)一維度。GIS 三維消防地理(lǐ)信息系統即通(tōng)過在開源三維 GIS基礎平台上開發消防元素庫、消防信息數據庫、消防業務數據庫等消防應用(yòng)元素，基于大(dà)數據、雲計算(suàn)、移動互聯網等智慧消防領域應用(yòng)技術，在三維 GIS 一張圖基礎平台上開展空間維度的(de)消防數據接入、數據展示和(hé)數據分(fēn)析，實現消防曆史數據的(de)大(dà)數據分(fēn)析、現在數據的(de)實時(shí)監控和(hé)未來(lái)數據的(de)預測推演，真正地實現對(duì)四維時(shí)空的(de)消防可(kě)視化(huà)分(fēn)析和(hé)數據高(gāo)效應用(yòng)。形成可(kě)以爲消防物(wù)聯網、應急救援指揮及大(dà)數據統計分(fēn)析等智慧消防工作提供多(duō)功能服務的(de)綜合性消防工作輔助平台。

例如，在三維建築（構）物(wù)地圖的(de)基礎上，設計消防三維封裝模型，可(kě)以在地圖上設置起火源，布置指揮部、消防車、消防員(yuán)等消防作戰力量，實現可(kě)視化(huà)的(de)消防預案設計與力量部署，爲進一步實現 GIS平台的(de)相關功能提供基礎模塊。

三、三維 GIS 智慧消防可(kě)視化(huà)平台應用(yòng)

有學者提出提出了(le)基于三維 GIS 技術的(de)一張圖智慧消防可(kě)視化(huà)平台設計和(hé)實現方法。由于三維 GIS 智慧消防可(kě)視化(huà)平台涉及面較多(duō)，以作戰指揮平台爲例三維 GIS 消防可(kě)視化(huà)作戰指揮平台應具有以下(xià)功能：

第一，平台承載二維及三維地理(lǐ)信息，實現二維、三維地理(lǐ)信息的(de)無縫對(duì)接。基于三維地理(lǐ)信息系統，搭建三維GIS 消防可(kě)視化(huà)分(fēn)析一張圖基礎平台，基礎平台将實現建築三維單體的(de)快(kuài)速加載和(hé)相關數據的(de)立體展示。

第二，過火單位信息的(de)三維高(gāo)度集成與視頻(pín)影(yǐng)像的(de)快(kuài)速傳輸。消防隊伍出警前、出警中以及滅火作戰過程能夠準确地把握過火單位的(de)詳細信息有利于科學地調度救援力量、準确地實施救援策略。随著(zhe)物(wù)聯網技術的(de)發展與成熟，三維 GIS 消防可(kě)視化(huà)作戰指揮平台應能夠實時(shí)展示過火單位的(de)詳細基本信息。

第三，三維可(kě)視化(huà)地精準作戰指揮與排兵(bīng)布陣。消防指揮平台的(de)核心是作戰力量部署與信息反饋。三維可(kě)視化(huà)的(de)作戰平台可(kě)以實時(shí)獲取救援車輛與救援人(rén)員(yuán)的(de)狀态信息與實時(shí)位置，準确獲取災害現場(chǎng)的(de)災變信息。

第四，快(kuài)速遠(yuǎn)程輔助決策指揮系統。三維消防作戰指揮平台應具有快(kuài)速遠(yuǎn)程輔助決策指揮功能，上級消防機構或者滅火指揮專家能夠快(kuài)速地了(le)解并推測災害演化(huà)進程，遠(yuǎn)程與現場(chǎng)人(rén)員(yuán)實現有效互動，準确做(zuò)出決策指導，以此提高(gāo)救援的(de)科學性。

第五，内嵌虛拟火災模型與救災模型。開發沙盤演練與預案演練功能模塊，建立消防員(yuán)、消防車三維封裝模塊，既能用(yòng)于戰時(shí)指揮，也(yě)能用(yòng)于常時(shí)演練。

綜上所述，基于大(dà)數據、雲計算(suàn)、移動互聯網等智慧消防領域應用(yòng)技術，在三維GIS 一張圖基礎平台上開展空間維度的(de)消防數據接入、數據展示和(hé)數據分(fēn)析，實現消防曆史數據的(de)大(dà)數據分(fēn)析、現在數據的(de)實時(shí)監控和(hé)未來(lái)數據的(de)預測推演，真正地實現對(duì)四維時(shí)空的(de)消防可(kě)視化(huà)分(fēn)析和(hé)數據高(gāo)效應用(yòng)。

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