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1、城市人防三维仿真管理系统项目建议书 广州XX信息科技有限公司2011年5月一、系统建设背景、目标及必要性城市人防指挥所是在早期坑道工事基础上改建而成的，是全市民防指挥网的核心，由指挥所核心区以及通道、连片工事等配套工事组成，指挥所安装了供电、通风、空调、给排水、消防、通信、计算机网络、视频监控等系统以及各种人防工程专用设施设备，各种强弱电布线及管网系统纵横交错，工事状况不一、结构复杂，日常维护管理要求高、难度大。为探索建立指挥所标准化、智能化管理体系，进一步提高指挥所日常维护管理水平，经过调研，建议建设战备指挥所三维仿真管理系统，主要是利用计算机技术、3S技术、虚拟仿真技术等多种高新技术手段，
2、构建涵盖指挥所工程数据、地理信息、所有设备及管线信息的三维仿真图，并实现其三维及多维可视化展示、可视化数据管理以及各种设备的可视化远程自动控制与联动报警等功能，从而达到对指挥所全面、直观、实时、远程智能管理，推动指挥所日常维护管理迈上新的台阶。此项目建设的必要性主要体现在以下三个方面：一是提高指挥所日常管理效率和管理水平的需要。在管理区域大、情况复杂、管理要求高、管理人员有限的情况下，通过三维可视化、实时、远程智能化管理，指挥所整体运行情况得到及时有效的掌控，确保指挥所始终保持良好的战备状态。二是提升指挥所核心应急能力的需要。通过该项目的建设，指挥所的运行状况将得到实时有效的掌握和控制，战时和
3、应急情况下能够更好更快地开设指挥所，为党政军首长提供安全可靠的指挥平台。三是进一步拓展现有指挥所日常维护管理系统功能的需要。为了维护管理系统功能，我公司初步研制了指挥所日常维护管理系统，目前正在对该系统进行升级改造。该系统一个重点内容就是对指挥所及各种设备运行状况的实时监测和控制，但因各种原因缺乏三维可视化管理功能。可视化远程智能化管理已经逐步成为各地人防指挥所管理的一个重要趋势，有必要通过该三维仿真管理系统的建设予以完善。二、系统主要建设内容1、指挥所（含通道和连片工事，以下同）地下三维空间构建与设施模型制作。采集指挥所、通道和连片工事三维空间地理信息、各种设施设备以及所有管线（含隐蔽部分）
4、信息，并以此构建涵盖指挥所工程数据、地理信息、所有设备及管线信息的三维仿真图。2、三维模型数据整理与构建相应数据库。3、三维及多维可视化展示。（1）场景漫游操作场景缩放：三维场景进行缩放浏览，通过缩小和放大三维地图，用户可以从宏观到微观观察三维地形。三维系统中有大量的三维模型，将模型进行分级优化，在场景缩放过程中自动调度处理，快速调用适合的三维模型，在不影响模型显示效果的同时提高系统的流畅性。（2）旋转：操纵视点在场景中旋转，可以进行360度旋转。这样可以转到建筑物后面观察建筑物。（3）平移：平移视点，系统会根据场景的大小自动调整平移的速度。当视点位置比较高，场景的范围就比较大，这样移动的速度
5、就会比较大，反之平移速度则小。这样在不同高度的情况平移过程中会显得比较流畅。（4）升降：操纵视点位置上升和下降，上升场景范围变大，下降视点离地面越来越近，观察的物体越来越清晰。（5）巡航：系统按照操作人员设定的路线进行自动巡航。4、可视化数据管理。通过先进技术、管理手段，把指挥所（含通道和连片工事）地下空间构筑物用三维模型真实的、准确的反映在系统中。用户就可以在系统里面快速的浏览指挥所（通道和连片工事）的各个真实的三维模型的空间位置。以便领导可以快速的做出决策。 5、地下设备、管线三维展示。可对地下管线以透明、半透明、不透明三种方式展示，并可实现按功能分层展示管线。 不透明 透明6、三维设备、
6、管线属性查询。可在三维仿真图上实时点击查相关设备、管线属性、数据以及图层管理。 图层管理7、三维管线属性入库。在本系统中，我们把管线的属性信息（如管线的埋深、管径大小、颜色、权属单位、埋设年代等等）录入到的系统中，以便用户在浏览三位系统的时候可以快速的查询管线的属性信息，而不用在转到别的系统中去查询。 8、三维设备管线属性与图形关联。在上一点中，我们把管线的属性（如管线的埋深、管径大小、颜色、权属单位、埋设年代等等）录入到的系统中，管线的属性信息录入到系统后，我们将把管线的所有属性信息以及一些相关信息通过图形的形式展现在三维系统中。让用户能够全面的、方便的知道各管线的属性信息以及相关信息。 9
7、、内部环境、设备的远程监测、控制与报警。通过设计与日常维护管理系统和安全视频监控系统各监测、控制、报警模块的数据接口，在三维仿真图上实现工事内部环境和各种设备的远程监测、控制与报警，并实时模拟设备运行状况。 空调开 空调关 灯光开 灯光关 门关 门开 事故发生自动报警单击上图“报警点”可快速定位到事故发生地点。如下图所示： 报警 正常三、系统的技术可行性该系统将主要采用以下技术建设。1、影像金字塔技术。影像数据是由高精度、大容量的TIFF文件组成，在数据库应用中会因为硬件、数据库系统等原因造成访问速度的下降，使日常应用不便。为保证影像的高速调用，参照著名的三维影像浏览软件（GOOGLE EAR
8、TH）对影像数据进行一定的处理，即针对所有的影像数据进行金字塔式的图片叠加。具体办法是根据影像范围的大小设定多个影像图层，每个影像图层从底至顶分辨率逐渐递减，同时该层的影像分幅也相应减少（单幅影像函盖更广的范围）、单个文件容量也逐渐缩减，最终在不同的显示比例下显示不同分辨率的影像图，从而提高访问速度。如下图所示。2、地理编码和地址匹配技术。为了将空间信息与非空间信息、非空间信息与非空间信息进行集成与融合，真正为公众提供直观、生动的基于空间位置的服务，需要建立空间与非空间信息之间的联系，地理编码和地址匹配正是建立这一者之间联系的最重要最实用的手段。地址匹配是将文字性的描述地址与其空间的地理位置坐
9、标建立起对应关系的过程。地址匹配服务按照特定的步骤为地址查找匹配对象。首先要将地址标准化；然后服务器搜索地址匹配参考数据，查找潜在的位置；根据与地址的接近程度为每个候选位置指定分值，最后用分值最高的来匹配这个地址。3、高速缓存技术。对于图像处理系统来说，图像漫游功能是必备的，然而漫游功能是否随心应手则决定了图像处理系统质量的优劣，由于应用对象是海量遥感图像，且大部分的数据总是在大容量存储介质硬盘当中，虽然通过分块技术减少了图像显示时的定位和读取的次数，在一定程度上克服了图像漫游过程中的速度过慢问题。但如果每次的漫游操作均需从硬盘读取，则还是会影响图像漫游的响应速度。为了进一步提高图像漫游的速度
10、，受到计算机技术中广泛应用的Cache技术的启发，在中间图像文件和显示缓存中间，再开辟一块适当大小的内存缓冲高速缓存，在该缓冲区中存储从中间图像文件读取的图像数据，然后再将此缓存中显示的相应部分拷贝到显示缓冲区。采用这种技术的原因是：当此缓冲区的大小大于滚动视图的可见窗体尺寸，则在图像漫游过程中，系统就不必每次都重新从中间图像文件获取显示部分的图像，而只需计算应拷贝的缓冲区的位置，再作一次图像拷贝即可，从而大大提高了图像漫游的速度。4、数据快速浏览技术。无论是综合遥感影像数据库、还是专题规划信息数据数据库都要满足大量用户并发访问的要求，而且在这些数据库基础之上还要通过空间信息服务平台搭建更多的
11、专业应用和综合地理空间信息应用示范。项目必须要有快速浏览技术，在规定的性能内满足大量用户的并发访问。数据缓存技术可实现在内存中缓存大量数据，可用来大幅提高请求响应速度；AJAX技术可大幅降低页面刷新次数，提高数据访问效率，优化用户使用体验。5、可扩展性设计。系统的可扩展性设计表现在以下几个方面：n 数据可扩展。系统将建立一个统一的面向人防管理的数据模型，这是建立在对人防的业务系统进行全面综合分析的基础之上，该数据模型包含不同空间数据间的、不同业务数据间的、空间数据与业务数据间的、管理数据与运行数据间存在的各种关系。即使现在建设时，许多数据并不完整或完善，可以通过系统的可扩展性设计，在将来逐步完善，并添加新的数据。n 功能可扩展。系统提供统一的框架，并采用面向对象技术开发组件，为组件提供一致的接口规范，并在组件内部进行封装。这样使得需要优化某一系统功能时只需在原来的接口规范基础上，改进组件内部的设计，以提供功能更为强大的组件。当需要增加新的功能时，也可以通过简单的配置，引入包含新功能的组件实现。15
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