浅谈360°全景技术在消防领域的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“360全景图的应用”。
浅谈360°全景技术在消防领域的应用1
王莎莎
【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〕(WireleApplicati。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wAP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：
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2.1系统概述
该系统把三维全景与GIS地图有效的相结合，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，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况以及预案概况。消防官兵足不出户即可实现消防重点单位“六熟悉”。
（3）实景影像管理模块：查询室外实景及室内实景影像，并在实景影像设置关联消防设施。
（4）消防设施标图模块：将消防设施标注在实景影像中，点击后即可链接至消防设施的属性报表。
（5）消防设施查询模块：在地图和实景影像中分类查询消防设施，查询结果将直接定位到地图和实景影像中。
2.2系统应用背景
目前，我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS，并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统，取得了一定的实际应用效果。现在，把三维全景技术融合在GIS系统中，通过简单易用的人机交互界面，三维全景技术能为消防工作提供更强有力的真实数据支撑功能。因此，三维全景技术完全可以被非专业人士使用，根据GIS地图结合实景信息，完成火情分析，行动计划制定和快速行动实施。这些工具能使指挥人员迅速准确地得到相关信息，如:抢险救援防护设备，消防实力，车辆状态，行动路线等。
2.3系统建设模式
消防部队信息化建设的核心是信息资源的高度共享，要做到这点，统一的用户系统非常重要。目剪，消防部队使用的办公软件都是独自运协分块处理，各个部门之间的数据资源不能共享，就是同一个消防机构都不能完全的实现资源共享，造成财力物力的极大浪费，同时造成各系统维护困难，技术要求高等因素。系统的设计建设模式遵循“统筹规划、分步实施;联合共建、互联互通;安全可信、先进可靠;经济实用、灵活方便;统一标准、统一规范。”的指导思想。
数据处理的五个环节分别是：数据采集、数据处理、数据传输、数据应用中心、系统应用。
移动测量车
便携式测量设备
3.1系统总体规划
为了提高消防部队数字化建设的需要，提高系统的稳定运行，提高消防部队整体的作战效果，本系统完全把三维全景视觉技术应用在消防模拟演练当中，运用当今先进的三维全景拼合技术，海量的全景数据处理技术，使用先进的DOTNET技术开发，采用国际通用的开发标准规范，进行设计开发。在部局、总队、支队之间建立三级数据服务部署。结合消防现有“一体化信息系统”也是三级部署模式，搭载在此系统上，是最快速最节省也是最合理的方式。本系统的每个数据中心包含服务器硬件和数据服务软件。
在每个节点部署数据传输软件，将采集和处理的实景数据上传至上级节点，上级节点将自动接收。并能和其它子模块或其它消防系统进行对接，以便实现消防部队数据资源共享。
3.2系统总体规划的目标
本着以“预防为主，防消结合;统筹兼顾，重点突出;统一规划，分步建设的原则。“数字消防实景三维系统”的研究与开发的目的，规划以全面提升城市抗御火灾、尤其是抗御特大火灾的能力，建立能同火灾作斗争、抢险救灾、应付突发事件、具有扑救各种火灾能力、系统提供有力的数据作为参考依据，进而更有效的保障城市消防安全体系为目标。依据城市未来发展的需求，结合目前城市消防所面临的问题，整个系统划分如下:
1.实景数据采集，根据城市的发展规划及重点防护单位的分布和易燃易爆设施单位的分布情况，对重要道路及重点单位进行实景数据的采集。
2.实景数据处理，通过自动拼合软件进行数据的拼合处理，对图片进行命名批处理，生成全景图及分块图，全景图和分块图的图片存放图片服务器上，图片数据索引存储到数据库服务器上，然后登陆系统系统进行实景数据的360°播放。
3.消防设施360°实景展示，运用三维实景技术结合GIS地图，按区域类别实现全方位展示城市基础消防设施的布局、消防机构区域的划分及所处的位置、重点防护单位所处的具体位置及周边环境信息、重点单位内部结构图和实景图对应展示、易燃易爆设施单位具体位置及周围环境信息展示、消防水源及消防通道等信息的全景视觉展示。
4.数据共享，系统系统与消防部队内部软件有机结合，建立逻辑对应关系，提供标准接口，实现数据资源的共享。
3.3 总结
“数字消防实景三维系统”以实现消防设施的数字化查询和管理、消防重点单位的实景环境浏览，并为消防预案制作和消防演练提供有效的保障，最终实现消防资源的数字化建库和可视化管理。即将重点消防单位及消防自身系统全部纳入信息化、网络化、图像化、自动化、数字化管理，将消防领域所关心的任何客观对象进行网络链接，真正达到胸有成竹、了如指掌的理想效果。它区别于传统的模拟三维方式，所有图像、数据、场景等都可实现真实的再现。消防部门可以快速、准确、高效地对应各种突发、复杂的救灾任务，并信息流一体化运作，使各业务应用系统互通与共享，形成横向关联、纵向贯通的数字消防体系。参考文献
【1】龚健雅.当代地理信息技术.北京:科技出版社，2004.【2】汤安国.地理信息系统，北京:科技出版社，2000.【3】李满春.GIS设计与实现.北京:科学出版社，2003.
