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新技术、新产品研发任务基本信息



新产品或

新技术名称

三维视频融合技术在水库安全防护中的应用



类型

□ 新产品

( 新技术



部门

水利事业中心

预计推出时间

2022年6月



一、新产品或新技术简介?

安全防护工作是水库运行管理的核心要求，涉及水库大坝安全、机电设施安全、水上安全、汛期安全、巡查管理等多个方面。水库通常位置偏僻，环境恶劣，库区面积大，安全检查、监测项目众多，都需要花费大量时间和人力去进行数据观测、数据和计算分析。随着5G、物联网、视频监控、大数据等信息技术的发展，水库管理单位通过建设视频监控系统、安装各类监测专感器、建立信息系统等形式，努力实现水库全方位实时安全管理。

在传统的视频监控系统中，监管人员需要同时观看多个分镜头画面，并且很难将零散的分镜头视频与其实际地理位置相对应，无法对大场景进行全局实时监测，也无法对历史事件进行快速回溯查找，海量零散监控视频资源既“看不过来”又“看不太懂”。三维GIS视频融合技术，可以将摄像头实时画面投射到三维实景模型或者VR全景上，并可将相邻的画面进行拼接融合，拼接后形成一幅更大分辨率的画面，这种融合不会随着对三维模型的倾斜、旋转等操作而产生变形或者错位。

依托道亨三维地理信息平台，研究实现三维地理信息和视频监控可视化融合应用，通过经纬度、海拔等地理信息坐标体系，实现基于时空位置智能精准定位和时空动态分析，从而提升视频分析及人工智能在水库安全防护工作中的应用价值。

二、项目研究内容和考核指标

一、3DGIS技术特点

当下，3DGIS的技术特点概括为几个方面：

（一）研究对象从地球表面扩展至全空间。3DGIS技术不仅支持侧重表达物体表面或轮廓的数据模型，如倾斜摄影模型、激光点云，也支持能够表达物体内部结构的数据模型，如建筑信息模型(building information model，BIM)、三维实体数据模型，将对地理空间的表达扩展至地理信息全空间。

（二）多源数据融合。将新型测绘手段获取的倾斜摄影、BIM、激光点云等三维数据与传统的影像、矢量、地形数据、精细模型、地下管线、水面数据、场数据等多源数据进行融合，提高了三维场景的建模成本和精度。

（三）基于WebGL技术的Web三维。随着H T M L5技术和标准的普及，作为其重要特性的Web GL，支持浏览器端硬件加速和OpenGL ES规范，为构建B/S架构的三维GIS应用提供了可行性。同时在跨平台GIS技术的基础上，发展出了W e b端的三维空间分析能力。GPU 计算技术和VR软硬件技术为GIS提供了沉浸式的3D 交互方式，AR 设备成为GIS虚拟现实应用的入口。

（四）三维GIS标准化与数据共享。三维数据呈现多源异构互不兼容的特点，为实现不同格式三维数据的共享和互操作，Skyline的3DML、Cesium的3D-Tiles、ESRI的I3S、SuperMap的S3M等在内的众多数据标准先后推出。若所有数据源都采用统一的数据和服务规范，那么海量三维数据在异构三维系统间的高效传输与解析将成为现实，大幅降低三维Web应用的建设难度和建设成本。

二、方案设计

在传统视频监控系统中，系统用户需要观看多个分镜头画面，很难将零散的分镜头视频与其实际地理位置对应，无法对大场景进行全局实时监测和历史事件的快速回溯查找，海量零散监控视频资源既“看不过来”又“看不太懂”。3D GIS与视频监控融合后，可以将摄像头实时画面投射到库区重点区域，并可将相邻的画面进行拼接融合，拼接后形成一幅更大分辨率的画面，可以更好的对全局大场景进行监控 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 拥有地球级“天空地海廊”五维一体的海量多源数据接入和动态智能承载能力，具备海量数据加载和百万批动态目标实时渲染能力，有效支持视频、音频、物联感知（IoT）、卫星影像、北斗数据、地理高程、倾斜摄影、3DMAX模型、矢量、BIM等多种数据格式；

4、位置智能技术。基于三维地理信息引擎，为用户提供空间测量、轨迹分析、行为预测、空间密度检测、多维数据空间碰撞等诸多基于时间空间数据的智能算法，实现位置信息与数据信息相结合的数据挖掘和分析，通过数据位置可视化表达和位置智能应用，打破传统信息化领域中普遍存在的信息孤岛，有效实现各业务子系统间的智能联动，在真实三维场景中实现数据集成和业务综合应用。





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