多源信息融合三维可视化平台

多源信息融合三维可视化平台

平台的软件架构

界面层：

界面层采用微软的WPF技术，WPF拥有以下几大优势：

• XAML的引入，使得美工和程序可以实现分离，使得定制化主题/外观/行为更加方便也易于维护；

• 强大的 “数据绑定”功能，使得MVVM得以实现，成为“属性驱动”，而非WinForm的“事件驱动”；属性的更改可以自动获得，甚至动过转换器触发各种展示/行为的变更；

• 绚丽的展示效果，WPF（Windows Presentation Fundation）顾名思义其强大的图形化API为程序提供了超乎想象的图形效果；

引擎层

OSGEARTH

大场景的三维实时渲染引擎采用osgearth,其官网为osgearth。

osgEarth是基于三维引擎osg开发的三维数字地球引擎库，在osg基础上实现了瓦片调度插件，可选的四叉树调度插件，更多的地理数据加载插件（包括GDAL，ogr，WMS，TMS，VPB，filesystem等），再结合一套地理投影转换插件，这样就能够实现高效处理加载调度地理数据在三维地球上的显示，实现三维虚拟地球。

osgEarth的特点：

1. 支持加载常见的栅格数据（影像和DEM），但是大数据必须建立金字塔，设置为地理投影，想要高效率最好处理为瓦片，这样也便于部署在服务端。
2. 矢量数据，最好尽可能的简化，因为大的矢量会十分影响渲染速度，当然也可以对矢量栅格化处理加快速度.
3. 大数据量模型一定要做LOD或者pageLod。

osgEarth的优点：

1. 快速加载地理信息数据
2. 编辑语言为C++,渲染效率高

UNITY3D

Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。

Unity 最初于2005年在苹果公司的全球开发者大会上对外公布并开放使用，当时只是一款面向 OS X 平台的游戏引擎。时至2018年，该引擎所支持的研发平台已经达到27个。

Unity的优点：

1. 工具插件齐全，小场景开发速度快，光影效果好
2. C#语言开发，易于集成

平台研发的近期目标

2019年12月底至2020年9月初

平台的主要功能：

三维场景下大规模视频的拼接与融合

背景与意义

　　随着视频监控联网系统的不断普及和发展, 网络摄像机 更多的应用于监控系统中，尤其是高清时代的来临，更加快了网络摄像机的发展和应用。

　　中投顾问调研数据表示，截止2017年，我国摄像机覆盖密度相对美国和英国等发达国家仍然较低，美国平均每千人配备约96台监控摄像机，英国平均每千人配备约75台监控摄像机，我国摄像头密度位居前列的北京每千人约配备59台监控设备，而紧随其后的杭州、上海等地每千人配备的摄像头数目约40左右， 随着我国雪亮工程、新型平安城市建设的发展和推进，视频监控未来在我国会有更快速的建设过程，摄像机市场呈现出巨大的增长空间。

　　在监控摄像机数量的不断庞大的同时，在监控系统中面临着严峻的现状问题：海量视频分散、孤立、视角不完整、位置不明确等问题，始终围绕着使用者。因此，如何更直观、更明确的管理摄像机和掌控视频动态，已成为提升视频应用价值的重要话题。三维视频融合技术，面向安防视频监控领域，正是从解决此现状问题的角度，应运而生。围绕如何提高、管理和有效利用前端设备采集的海量信息为公共安全服务，特别是在技术融合大趋势下，如何结合当前先进的视频融合，虚实融合、三维动态等技术，实现三维场景实时动态可视化监控，更有效的识别、分析、挖掘海量数据的有效信息服务公共应用，已成为视频监控平台可视化发展的趋势和方向。

定义

　　视频融合技术是虚拟现实技术的一个分支，或者说是虚拟现实的一个发展阶段。三维视频融合技术指把一个或多个由摄像机图像序列视频和与之相关的三维虚拟场景加以匹配和融合，生成一个新的关于此场景的动态虚拟场景或模型，实现虚拟场景与实时视频的融合，即：虚实结合。

　　三维视频融合技术，可依托于单独的三维引擎，实现小范围或局部的三维场景与视频等资源的融合应用，也可依托于三维地理信息系统(3D GIS)，实现全球广域范围内的三维地理信息可视化融合应用。

　　基于单独三维引擎的视频融合相比于三维地理信息系统视频融合，受限于应用范围，不能形成全城、全国或更大范围的三维可视化应用平台。同时，在三维可视化数据挖掘和处理上，基于三维地理信息的视频融合技术，具有天然的时间和空间优势。通过内置的国际化统一标准的经度、纬度、海拔等地理信息坐标体系，实现三维可视化视频融合平台的精准定位和时空动态分析，提升视频分析及人工智能应用价值。

　　虽然三维理信息系统有很多的优点，但三维地理信息系统为了追求高速渲染，而牺牲了渲染质量，尤其对小场景的渲染。

海内外现状

文献：

• 基于 GIS 的无人机地理视频三维可视化

现在市场上做视频拼接的公司有如下：

• 正安维视 北京 有GIS
• 智慧云舟 北京 有GIS
• 中天灏景 北京 有GIS
• 道和汇通 北京 无GIS
• 互联精英 深圳 无GIS

知乎上有关的链接：

• 三维GIS视频融合监控平台知乎

平台现状

只能接入视频，融合可做，但未见效果。

实时水面渲染

平台海洋实时渲染采用的是SUNDOG公司triton插件。

视点漫游

视点包含六个参数：lon(经度)，lat(纬度)，altitude（海拔），heading(水平方位角)，pitch(垂直俯仰角)，range(可视范围) 点击界面上方选择路径按钮，自行添加视点信息，可控制飞行时间停留时间等信息，并将所生成的漫游路径存入本地Xml文件中。 目前可通过直接读取本地文件进行漫游也可自行添加新路径进行漫游。

主要参与人员

平台框架：邢树军

视频加载、拼接、融合：代清 黄冠瑞

界面美化：孙默涵 王卓文

视点漫游：张泷 孙默涵

数据准备与矢量加载：谭丞鸣

输入框控件：陈莹莹

小场景：郑健平 沈圣 管延鑫

打包安装：张泷