基于三维地理信息数据和SuperMap GIS的森林公园消防救援路径规划应用研究.docx

基于三维地理信息数据和SuperMapGIS的森林公园消防救援路径规划应用研究

消防救援工作主要包括突发灾害救援、消防风险防范等内容，是人民群众生命财产安全的重要保障。随着时代的进步与发展，消防救援智慧平台的设计正在由平面走向三维，由数字走向智能。在消防救援智慧平台的开发和实施中，测绘地理信息技术一直是最主要的技术支撑，用于提供基础底图数据。近几年来，无人机低空摄影测量、三维激光扫描、全景摄影、三维建模、三维地理信息系统（3DGIS）等新兴科技的发展与应用，为消防救援平台的设计带来了更多的技术支持。本文便立足于三维地理信息数据和SuperMapGIS的应用，对消防救援路径的规划与应用进行了相关研究，旨在对消防救援路径进行科学规划，为我国城市消防工作的相关决策和智慧化应急方案的制定提供科学化、精准化的数据依据。

关键词：三维地理信息数据；SuperMapGIS；消防救援；路径规划

引言

近几年来，国家经济和社会的迅速发展，大大提升了人们的生活水准，大众对于消防问题的关注度也日益提高，越来越重视自身生命财产安全的维护。为了构建完善的公共安全防御系统，对应急救援与综合救助的全社会现有资源进行有效整合，我国设立了应急管理部，并以“全灾种、大应急”为宗旨打造了专业的消防救援主力军[1]。南平市作为一座森林城市，其九峰山森林公园为公众提供了一个亲近自然、休闲娱乐的好去处，有助于提高人们的生活质量。在森林公园建设过程中，务必要考虑消防路径的合理规划问题。为了提升消防救援队伍整体工作的科学性与安全性，保障救援队伍能够快速到达救援点，规划科学的消防救援路径至关重要[2]。

一、三维地理信息数据的采集与选取

（一）影像控点布设及测量

影像控点（PhotoControlPoint）是指根据影像数据进行加密或成图时，进行定点定位的一种特殊的控制点，其特征表现如下。第一，只有地表坐标的平面控制点（即水平点）。第二，只含有地表高度的像片点（即垂直点），也就是所谓的高度控制点，即常说的海拔。第三，集地表平面坐标与地表高度于一体的影像平高控制点（即平高点）。对于影像控点的布设，需要按甲方规定的测区范围、航空摄影资料、国家标准、后续工艺流程以及数字线划图成图精度要求等为依据，对控制点进行科学布置，明确测绘中各个控制点的分布、数量和测量精度[3]。

（二）无人机系统低空拍摄

无人机（UA）是一种受遥控或自动飞行控制的飞行器，又称为遥控飞行器（RPA）。无人机系统（UAS）是指由无人机、相关的地面、指挥控制站、无线指挥指令和控制数据链和经认可的模型设计指定的其它组件构成的一个体系[4]。

1.垂直拍摄

垂直拍摄是指摄影机的主要轴线在近似垂直的角度进行拍摄，它主要通过无人机系统中安装的可见光传感器进行图像获取，在测绘地理信息数据采集中有着重要应用。在利用无人机进行低海拔垂直拍摄图像资料前，首先要做好影像控点的布置与坐标测量，以确保空中三角测量、生产数字线测图和数字正射图像等后续资料处理过程的准确性。

2.倾斜拍摄

倾斜拍摄是指摄像机的主光轴从非垂直或水平方向，以特定的倾角进行拍摄，它是目前国际上测绘地理信息产业中普遍采用的一种数据采集和测量方式。倾斜拍摄技术一般采用一系列不同角度和焦距的多个摄像机组合，一次曝光即可获取多幅图像。比较常用的是5镜头，也就是1个镜头朝下，4个镜头倾斜。此外，采用3轴云台控制的单目摄像机，也可以进行倾斜拍摄作业。一种常用的方法是将单个摄像头以一个特定的视角向下俯瞰，并将其作为一个竖直交叉的“井”字型，在空中飞行过程中，摄像头总是与无人机行进的方位在同一轴线上，这样就可以完成對建筑顶部和侧面的材质进行来回拍照。

（三）数字正射图像

数字正射图像实际上是一种以数字化形式进行存储的正射影像图。其集地理位置信息、地图几何精度及图像特性于一体，具有高精度、二维信息丰富、直观逼真、数据构造简单等特性，可以对二维的距离、水平角度、面积等进行测量，并获得二维数据。在实际应用时，为了获取精确的地理信息数据，需要利用垂直拍摄获取图像资料，根据1∶1000的比例尺精确标准，制作出高分辨率的立体图像。

（四）数字线划图

数字线划图是一种以矢量形式表达和储存的数字化地图，也被称作“数字矢量地图”。数字线划图是一种以点、线、面三种形态或图形符号表达地形、地物和地貌特征的空间矢量数据集，其中涵盖控制点、居民地、交通设施、水系设施、独立地物、管道、边界、地形、土壤、植被、城市构件等多个领域的测绘元素。具体应用中，应在参照《航测内部业资料处理》中有关数字测绘标准需求的前提下，利用垂直摄影获取图像数据资料，以1∶1000比例尺精度标准，制作出的基础地理信息数据[5]。

（五）真实场景中的3D建模

三维地理信息模型（3DGIS）能够将有关地理要素的位置、几何形态