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三维数字城市的探索与实践高德软件有限公司成立于2002年，总部设于北京中关村，员工总人数2000人拥有中国领先的电子地图数据库在汽车导航、政府和企业应用、无线/互联网位置服务应用三大业务领域处于市场领先地位2010年7月1日高德成功登陆美国纳斯达克全球精选市场，交易代码为AMAP高德–中国领先的电子地图内容、导航和位置解决方案提供商主要合作伙伴2010年上海世博会导航地图及应用服务项目独家赞助商青岛奥帆委北京奥组委3软件数据应用服务深厚数据基础数据工艺研究数据采集能力坚持自主研发性能、功能、开放性数据整合能力合作伙伴和开发者升级传统应用应用开发支撑定制开发服务系统整合与发布服务技术培训高德软件的三维GIS发展战略高德对数字城市建设的理解三维虚拟化是数字城市的最终形态―数字城市的本质是现实世界的虚拟化、信息化表达―二维矢量数据是对现实世界的抽象表达90%的信息丢失，难以支持辅助决策非专业人士读图困难，用户体验欠佳，难以推广应用三维数据应是数字城市基础地理框架建设的主要内容之一二三维一体化的共享服务是大势所趋现实世界二维抽象表达三维+影像——真实再现查询、定位量测、统计面向业务管理深度应用直观，好看！三维数字城市发展历程存在问题：展示作用大于业务支撑作用批评和质疑声音不绝于耳―花瓶、昂贵的城市名片、除了看看没有用…原因一：数据覆盖范围与业务需求不匹配―只建设城市核心地带三维数据―城市经济活跃区往往位于城乡结合部―深层原因：建设成本高、建设速度慢原因二：软件难以支撑大数据量管理和多类型数据整合原因三：缺乏结合业务的行业应用6高德力图在数据、软件和应用方面有所突破三维数字城市的发展趋势数据获取一体化地上地下空间一体化二三维一体化展示和业务应用一体化7数据是三维数字城市的核心相对较短时间内实现全域三维数据覆盖―经济活跃区域在城乡结合部―尽快支持业务应用―常州：半年建设400平方公里精模与实景模型相结合测绘功能与艺术表现的平衡―效果与效率的平衡，效率优先于效果―展示功能和业务支撑功能的平衡将数据更新与测绘流程相结合―规划审批提交三维方案―竣工测量制作三维成果8数据采集手段亟需改进传统方法采用估算楼高，人工建模方式成本高、效率低下、周期长、精度低高德持续进行数据生产工艺的研究实践―手工建模―LEIDA―数据采集车―航空摄影测量―研发数据处理和编译软件目标―降低成本、提高效率、提高精度―提高自动化程度基于航空摄影测量的数据生产工艺基于航空摄影测量，快速建设城市三维数据工艺特征―航拍高分辨率影像（5-15cm）―立体相对下提取建筑物模型―顶部纹理自动提取―纹理外拍贴图―侧面纹理半自动提取（实景模型）―将真正射影像作为地面基础10优点完整获取数字城市基础数据―正射影像―真正射影像―DEM―三维模型+纹理―矢量线划图―地名地址（高德自有数据）成本低，建设周期短―创新生产工艺，较传统方法节省30-50%以上资金―每月生产100-200平方公里满足测绘精度，可用于矢量叠加和业务管理―高度误差50cm以内―水平误差20cm以内三维数据标准现实世界纷乱复杂，三维建模如何取舍？―道路、建筑物、纹理、城市部件、绿化…―真实与美观之间，哪个更重要？高德已率先建立企业标准―区域级别A～E―表现标准Ⅰ级～Ⅳ级国家测绘局正进行行业标准的编写―三维数据产品标准―三维数据生产标准―三维数据库建设标准―高德为标准委员会副组长单位级别主要要素表现标准A级区建筑物地标建筑Ⅰ级重要公共建筑Ⅱ级景观性主干道临街建筑Ⅱ级普通建筑Ⅲ级公园广场Ⅰ级景观大道Ⅰ级快速路、主干道路Ⅱ级B级区建筑物重要公共建筑Ⅱ级主干道临街建筑Ⅲ级高档居住建筑Ⅲ级普通建筑Ⅳ级公园广场Ⅱ级快速路、主干道路Ⅱ级C级区建筑物公共建筑Ⅲ级次干道临街建筑Ⅲ级支干道临街建筑Ⅳ级普通建筑Ⅳ级D级区普通建筑Ⅴ级E级区普通建筑Ⅵ级精细模型——常州恐龙公园13精细模型——常州天宁寺14精细模型——成都15精细模型——成都16精细模型——潍坊鸢都湖1718北京-40平方公里19上海——128平方公里20青岛——200平方公里21徐州——30平方公里22常州——400平方公里23宁波——237平方公里24江阴——100平方公里25张家港——45平方公里26实景模型——淄博实景模型——烟台27北京：奥林匹克公园40平方公里上海：主城区128平方公里常州：全市域400平方公里青岛：主城区200平方公里徐州：主城区45平方公里宁波：主城区150平方公里潍坊：主城区150平方公里寿光：主城区45平方公里无锡：主城区75平方公里张家港:主城区45平方公里江阴:建成区120平方公里燕郊开发区：全开发区180平方公里北川新城：主城区14平方公里阿联酋迪拜：全市域475平方公里……共完成超过4000平方公里三维数据建设三维数字城市部分案例29二三维一体化地理信息系统平台数据集成、展现、共享和应用的平台兼顾虚拟现实与GIS功能的平台29AnGeo性能是关键—AutoNaviGeography高德地理AnGeo二三维地理信息系统普通PC流畅管理TB级数据2009年7月V1.0问世2010年1月V1.12010年5月V1.22011年1月V1.32008年10月V1.0问世2009年4月V2.02009年9月V2.82010年12月V3.0产品历程共享应用展现集成丰富的GIS功能开放的API各种行业解决方案模型、影像、地形、矢量、视频、图片、实时数据、POI、行业数据TB级海量数据加载流畅客户体验二三维及地上地下SOA架构提供多种服务AnGeo特点AnGeoUniscopeAnGeoSearchServerAnGeoSpatialServerAnGeoPublisherAnGeoDataSuitAnGeoAPIAnGeo2.0产品体系创建飞行路线：CreateFlyRoute()；加载飞行路线：LoadLayer()API提供海量三维空间数据实时漫游和交互功能提供DEM、DOM、模型、矢量等数据的浏览、量算服务提供三维地理分析及实时编辑功能支持单机、B/S和C/S服务架构AnGeoUniscope——高性能二三维一体化地图服务软件空间距离：AnGeoMixGisobjLineDistance()；危险域分析：DangerZone()API空间距离测量两点通视分析可视域分析危险域分析量算与视域分析控高分析青岛2010年8月27日10：30青岛2010年8月27日15：30按照时间自动计算光照：StartSunLightAnalysisByTime()API大范围实时光照日照分析POI查询：poiSearchByKeywords；气泡窗口：tip.an_visible=trueAPIPOI搜索建筑信息查询驾车行驶公交换乘提供三维场景下的重点建筑和POI的空间搜索、公交换乘及驾车路径规划功能，支持B/S和C/S服务架构。AnGeoSearchServer——空间搜索服务地表面积地表距离：GetSurfaceLength()；线淹没分析：PolylineSubmerged()API提供大范围三维地形数据的空间分析服务，支持B/S和C/S服务架构，为城市规划、军事、水利、农业等诸多行业提供服务支撑。流域淹没分析剖面分析挖填方分析点源淹没分析AnGeoSpatialServer——空间分析服务将场景挄照挃定的飞行路线，生成高清视频挄照任意观察角度生成超大尺寸、高分辨率图片可以用于系统演示、挂图的制作、互联网服务AnGeoPublisher——地图输出与视频录制工具提供影像、地形、模型和矢量数据的编译、索引建立、维护、更新和发布。AnGeoDataSuit——数据处理和编译工具集二三维一体化解决方案数据转换读取动态/静态瓦片服务读取标准WMS服务二维分析，三维展现40二三维对比显示二三维叠加显示AnGeoExplorer(浏览器类)AnGeoSet(集合类)AnGeoCoordObject(坐标对象基类)AnGeoCoord3D(3D坐标类)AnGeoCoord2D(2D坐标类)支持多种开发语言提供丰富的JavaScriptAPI和COMSDK二次开发接口支持基于脚本语言的功能扩展开发过程简便，易于上手提供完善的二次开发技术AnGeoScreenPosition(屏幕坐标类)AnGeoOrientation(方向类)AnGeoScale(缩放比例类)AnGeoBounds3D（3D包围盒类)AnGeoBounds2D（2D包围盒类)……丰富的二次开发API军事数字城市城市规划管线环保电力交通地理信息共享及服务平台行业解决方案旅游2011/9/19三维应用事业部规划展览馆渲染服务端多通道投影仪电视墙数据服务器控制客户端触摸屏鼠标键盘控制杆其他控制设备三维规划辅助设计和审批系统层次―系统分项目、方案、规划元素三级，是一对多的关系。―规划元素包括控制线、建筑、绿地、停车位、城市部件及其他2011/9/19三维应用事业部项目（工程）方案1方案2方案n……规划元素空间数据属性数据方案导入、创建和编辑导入CAD设计方案，根据属性自动生成三维模型展现更改各规划元素的位置、体量、外观―楼层数、层高、纹理―户数手工添加城市部件―停车位―绿地―路灯―垃圾桶…动态计算容积率、绿化率等指标45规划分析量算日照分析通视分析模拟观察天际线分析淹没分析挖填方分析2011/9/19三维应用事业部青岛2010年8月27日15：30多方案对比47地下空间管理GIS的现状基于GIS平台软件进行二次开发利用大比例尺地形图数据作为空间参考系统矢量数据表达基础地形和管网专题―点、线、面、网络管理地下管线信息―地下空间不止地下管线―构筑物、地铁、地下通道…2011/9/19多类信息无法表达垂直管道共通沟（管廊）、多孔管道井与设备的空间关系一井多盖地下构筑物―井室―地铁―地下停车场―地下通道―地基以符号表达真实世界体量信息丢失视觉信息丢失三维地下空间管理与规划地上地下一体化真实再现客观环境―真实的体量―真实的空间关系―真实的视觉良好用户体验―基于数字地球―直观的表达―方便的使用数据驱动的三维符号化符号化―将空间数据表现为符号―二维：抽象的点线面符号―三维：接近客观世界的三维符号―三维符号种类繁多，手工建模工作量巨大数据驱动的模型自动生成―基于数据属性自动生成―尺寸、连接、空间关系自动处理地下构筑物自动建模―地铁、地下通道、人防工程…二三维一体化―相同的数据，不同的表现形式2011/9/19真实世界二维符号化三维符号化按照材质/标准色显示重力管道动态显示流向图例2011/9/19三维应用事业部综合管线-图层管理浏览―地面半透―地下模式―地形开挖模式自定义开挖沿路开挖综合管线-浏览2011/9/19三维应用事业部隧道开挖2011/9/19三维应用事业部数据查错2011/9/19三维应用事业部数据错误二三维一体化的属性查询2011/9/19三维应用事业部综合管线-分析标准相关―水平净距、垂直净距、碰撞、覆土断面相关―横断面、纵断面、道路断面拓扑相关―爆管关阀、追踪、连通区域相关―缓冲分析、最近设施搜索2011/9/19三维应用事业部综合管线-标注管径标注标高标注埋深标注坐标标注距离标注复合标注扯旗标注2011/9/19三维应用事业部管线规划2011/9/19三维应用事业部工业管道2011/9/19三维应用事业部在遥感影像上展现输变电线路走廊变电站、电力线精细模型展示电力——电网设施管理、规划设计与选址、应急指挥各国军队靠泊方案军舰、飞机编队舰队路径、时间和速度设置灵活协助调整方案多角度模拟演习场景军事阅兵监控设备可视范围观察管理；模拟定点监控设备的可视域范围；为设备选址提供规划决策依据。公路交通——交通监控、管理与设计铁路交通——模拟高铁实时运行二三维一体化，多种数据集成的高速列车运行时