隨著傳感設備、定位手段和定位精度的發展，移動測量技術已成為當今測繪界最為前沿的技術之一。激光全景成為一種新的空間信息媒介。它可以作為增強現實（Augmented Reality，AR）一種有效的補充，能夠通過PC或移動終端借助Web為用戶提供不限時、不限地、全息的位置信息服務。

　　海達數(shu)云(yun)主要從(cong)事地面(mian)三(san)維激(ji)(ji)光掃描儀和(he)移動三(san)維測量(liang)(liang)系統的(de)(de)生產、研(yan)發，同時(shi)圍繞三(san)維激(ji)(ji)光產品(pin)和(he)三(san)維實景開展一系列的(de)(de)行業應(ying)用，包括(kuo)智(zhi)能(neng)交通、數(shu)字城管、數(shu)字園林、智(zhi)慧城市、室內導(dao)航(hang)等(deng)領域，其中激(ji)(ji)光全景能(neng)夠作為應(ying)用中的(de)(de)成果(guo)數(shu)據(ju)，也可作為上述地理信息(xi)服(fu)務中的(de)(de)信息(xi)載體(ti)，借助視(shi)覺(jue)增強的(de)(de)可視(shi)化方案，提高應(ying)用服(fu)務的(de)(de)質量(liang)(liang)和(he)效率。

　　增強位置服務方案

　　技術流程

　　海(hai)達數云(yun)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)強(qiang)(qiang)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)服(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)主要是以移動(dong)三維(wei)測量系統(tong)獲取的(de)(de)(de)(de)點云(yun)和全(quan)景(jing)數據為(wei)基礎，利(li)用(yong)全(quan)景(jing)影像與激(ji)光點云(yun)通(tong)過(guo)高(gao)精(jing)度匹配算法(fa)生成的(de)(de)(de)(de)激(ji)光全(quan)景(jing)作(zuo)為(wei)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)應用(yong)服(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)中(zhong)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)載體(ti)，依托具體(ti)的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)服(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)，在激(ji)光全(quan)景(jing)中(zhong)疊加(jia)或設置(zhi)(zhi)需要顯示的(de)(de)(de)(de)圖層(ceng)，也可以通(tong)過(guo)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)過(guo)濾、信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)檢索或信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)推薦算法(fa)對(dui)(dui)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)內容進行(xing)選取，刪除冗余(yu)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)，保(bao)留用(yong)戶關注的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)，然(ran)后(hou)利(li)用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)可視化增(zeng)強(qiang)(qiang)策(ce)略，對(dui)(dui)疊加(jia)或選取的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)進行(xing)優化處理(li)，為(wei)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)服(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)應用(yong)提供(gong)視覺增(zeng)強(qiang)(qiang)后(hou)的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)和服(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)。

　　其總體技術流程如下圖所(suo)示(shi)：

　　基(ji)于激光(guang)全景的增強位(wei)置服務技術流程

　　關鍵技術

　　1.球面全景影像與三維激光點云配準

　　車載移動三維激光(guang)系統中(zhong)(zhong)激光(guang)掃描儀、全(quan)景(jing)相機在(zai)運動中(zhong)(zhong)的(de)位置關(guan)系不恒定、采集時間不能(neng)精確同步導致(zhi)了不能(neng)直接匹配，同時，激光(guang)點云和光(guang)學全(quan)景(jing)影像在(zai)數據表現形式和屬性(xing)上均(jun)有(you)很(hen)大(da)差(cha)異，因此傳統的(de)遙(yao)感影像配準(zhun)方(fang)法不能(neng)完全(quan)適用于(yu)這兩類數據的(de)配準(zhun)。

　　海達數云利(li)用POS與激(ji)光(guang)掃描儀的(de)標定獲(huo)取(qu)高精度點云信息，借助GPS/IMU和(he)相(xiang)機(ji)間(jian)的(de)姿態關系獲(huo)取(qu)全景(jing)影像中心姿態參數，通過車載POS獲(huo)取(qu)全景(jing)影像投影中心的(de)位置值，采用共線條件(jian)方(fang)程描述(shu)全景(jing)投影中心、全景(jing)影像的(de)像點和(he)同名激(ji)光(guang)點，利(li)用方(fang)程解算擬合來(lai)兩(liang)者(zhe)的(de)匹配參數。

　　2.位置服務中信息的可視增強

　　基于(yu)位置(zhi)的(de)(de)服務(wu)中，系(xi)統能夠(gou)提供用(yong)戶感興趣的(de)(de)地理信息，并能夠(gou)以準確(que)地、高效的(de)(de)方式表現出來，便于(yu)用(yong)戶感知(zhi)是一個復雜的(de)(de)過程(cheng)。因此(ci)，我(wo)們(men)需要了解哪些信息與移動用(yong)戶相(xiang)關聯，以及(ji)關聯程(cheng)度；同時，以合理、突出的(de)(de)表現形式來區分不(bu)關注的(de)(de)信息，引起(qi)用(yong)戶的(de)(de)視線。

　　基于位置的(de)(de)(de)(de)服務中，主(zhu)要(yao)包含兩種(zhong)方式：一(yi)種(zhong)是借助手機、平板等移動(dong)終端提供實時(shi)的(de)(de)(de)(de)服務，另一(yi)種(zhong)形式是通(tong)過線上查詢、線下實施的(de)(de)(de)(de)模式，即O2O的(de)(de)(de)(de)服務。前一(yi)種(zhong)方式，用(yong)(yong)戶通(tong)常處于運動(dong)狀態，用(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)(de)注意會分散在(zai)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)活動(dong)過程(cheng)中，不(bu)可(ke)能長時(shi)間的(de)(de)(de)(de)集(ji)中于設備的(de)(de)(de)(de)圖(tu)形上，因此考慮移動(dong)中用(yong)(yong)戶注意力的(de)(de)(de)(de)特點，合理(li)的(de)(de)(de)(de)設計注意力策略，在(zai)用(yong)(yong)戶注意力集(ji)中時(shi)突出重(zhong)要(yao)信(xin)(xin)息(xi)。后一(yi)種(zhong)方式，為了保證能有(you)效地幫助用(yong)(yong)戶獲取關注度(du)高的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)，同樣要(yao)采用(yong)(yong)視(shi)覺增強的(de)(de)(de)(de)效果。

　　提高用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)注(zhu)(zhu)(zhu)意集中(zhong)(zhong)(zhong)程(cheng)度，如可(ke)以提高界面設計(ji)上的(de)(de)(de)(de)字(zi)體對比、顏色對比等(deng)，將用(yong)戶(hu)注(zhu)(zhu)(zhu)意力吸引到界面中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵部(bu)分，否則就會導致(zhi)用(yong)戶(hu)注(zhu)(zhu)(zhu)意力不集中(zhong)(zhong)(zhong)，無法快速(su)搜索和加工認知對象。可(ke)視(shi)化增強中(zhong)(zhong)(zhong)通常利用(yong)視(shi)覺(jue)變(bian)量(liang)來吸引用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)注(zhu)(zhu)(zhu)意力，如符號的(de)(de)(de)(de)大(da)小、色彩的(de)(de)(de)(de)對比、亮度的(de)(de)(de)(de)改變(bian)等(deng)；同時(shi)，動態的(de)(de)(de)(de)視(shi)覺(jue)變(bian)量(liang)，如閃爍、幾何變(bian)換、多媒體展現形式等(deng)也能吸引用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)關(guan)注(zhu)(zhu)(zhu)。認知增強方面，通過抽象化的(de)(de)(de)(de)二維圖(tu)形結合激光全景(jing)或典型地物來提高用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)注(zhu)(zhu)(zhu)意力。

　　示范應用

　　數字城管

　　傳統的(de)(de)數字城(cheng)(cheng)管(guan)(guan)主(zhu)要借(jie)(jie)助(zhu)點(dian)、線(xian)、面(mian)的(de)(de)二維部件(jian)信(xin)息進行管(guan)(guan)理，通過空間位置的(de)(de)關聯，將上述城(cheng)(cheng)市部件(jian)信(xin)息與(yu)激(ji)(ji)光(guang)全(quan)景(jing)相結合(he)，讓用(yong)戶更(geng)加直觀的(de)(de)了(le)解城(cheng)(cheng)管(guan)(guan)部件(jian)、門前三包、廣告牌(pai)等要素信(xin)息；同時(shi)，借(jie)(jie)助(zhu)激(ji)(ji)光(guang)全(quan)景(jing)API可(ke)與(yu)現(xian)有的(de)(de)城(cheng)(cheng)管(guan)(guan)業務平臺進行有效對(dui)接，實現(xian)無(wu)縫集成，借(jie)(jie)助(zhu)激(ji)(ji)光(guang)全(quan)景(jing)可(ke)定位、可(ke)量測的(de)(de)特點(dian)，利(li)用(yong)二維部件(jian)與(yu)激(ji)(ji)光(guang)全(quan)景(jing)疊加，采用(yong)二維或三維符號化的(de)(de)可(ke)視增強手段對(dui)城(cheng)(cheng)管(guan)(guan)部件(jian)進行展示，在(zai)激(ji)(ji)光(guang)全(quan)景(jing)上能夠進行距離(li)和面(mian)積量測，從(cong)而更(geng)好地滿足(zu)城(cheng)(cheng)市管(guan)(guan)理與(yu)決策需求。

　　地下綜合管廊

　　地(di)下綜(zong)合管(guan)廊建(jian)設與(yu)管(guan)理不僅有(you)利于解決(jue)城(cheng)市(shi)交(jiao)通(tong)擁堵問題(ti)，還方便了(le)電力、燃(ran)氣、供熱(re)、供排水等市(shi)政(zheng)設施(shi)(shi)的維護和檢修，能夠(gou)有(you)效地(di)對其實施(shi)(shi)統一規劃、設計、建(jian)設和管(guan)理，是保障城(cheng)市(shi)運行(xing)的重要(yao)基礎(chu)設施(shi)(shi)和“生命(ming)線”。

　　借助城(cheng)市激光全景數據和(he)城(cheng)市地下(xia)管廊平臺(tai)(tai)的(de)無(wu)縫(feng)集成，在(zai)實(shi)景平臺(tai)(tai)上對(dui)地下(xia)管廊進(jin)行(xing)增強現實(shi)顯(xian)示和(he)交互，使平常不可見的(de)信息在(zai)激光全景上可見，將有效改善顯(xian)示效果，提(ti)高綜合(he)管理效率(lv)。

　　高精度導航

　　傳統(tong)的(de)(de)(de)車(che)載導航(hang)(hang)都是(shi)借(jie)助二維地圖，只在重要路口處(chu)提供圖片或動(dong)畫信息，很(hen)難做到對車(che)輛(liang)(liang)(liang)進行(xing)車(che)道(dao)級別的(de)(de)(de)引導。移動(dong)測量系統(tong)特別是(shi)搭載了高(gao)(gao)(gao)密度(du)激光(guang)器和高(gao)(gao)(gao)精(jing)度(du)慣(guan)導的(de)(de)(de)車(che)載設備(bei)，能(neng)夠(gou)獲取(qu)高(gao)(gao)(gao)質(zhi)量的(de)(de)(de)激光(guang)點云和高(gao)(gao)(gao)清晰影像，借(jie)助點云與影像的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)精(jing)度(du)匹配算法，得到行(xing)駛道(dao)路匹配后(hou)的(de)(de)(de)激光(guang)全景。在此(ci)基(ji)礎上，結(jie)合(he)車(che)輛(liang)(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)精(jing)度(du)的(de)(de)(de)定位設備(bei)，能(neng)夠(gou)為車(che)輛(liang)(liang)(liang)提供車(che)道(dao)級的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)精(jing)度(du)導航(hang)(hang)服務，提高(gao)(gao)(gao)導航(hang)(hang)質(zhi)量和用戶體(ti)驗。

　　智慧景區

　　借助地面掃(sao)描儀或(huo)移動測量系統能夠(gou)(gou)對(dui)旅游景(jing)(jing)區(qu)進(jin)行(xing)(xing)掃(sao)描，獲取景(jing)(jing)區(qu)的(de)點云(yun)(yun)及影(ying)像數據，通過實景(jing)(jing)生產工具完成三維實景(jing)(jing)建模，利用(yong)海達數云(yun)(yun)自主(zhu)研發的(de)三維展示平臺進(jin)行(xing)(xing)發布展示，在激光全景(jing)(jing)上能夠(gou)(gou)對(dui)景(jing)(jing)區(qu)場景(jing)(jing)進(jin)行(xing)(xing)瀏覽、跳轉，在重要的(de)場景(jing)(jing)或(huo)文(wen)物（如杜(du)甫雕像）可加載說(shuo)明文(wen)字、音頻(pin)、視(shi)頻(pin)等(deng)信息(xi)(xi)，提供(gong)交互(hu)式的(de)信息(xi)(xi)增強(qiang)服(fu)務，用(yong)戶(hu)借助手(shou)機或(huo)網站能夠(gou)(gou)瀏覽景(jing)(jing)區(qu)的(de)實景(jing)(jing)信息(xi)(xi)，并提供(gong)一(yi)定的(de)可視(shi)化交互(hu)，實現(xian)在線(xian)旅游的(de)目的(de)。

　　小結

　　全景相機、地面三(san)維激光掃描(miao)儀、移動三(san)維測量系統等(deng)新(xin)型測繪裝備的發(fa)展，加(jia)強了獲取高(gao)精(jing)度數據的能力，豐富了數據成果形式；定位精(jing)度的提高(gao)也(ye)(ye)促使(shi)基于(yu)位置的地理信息服(fu)(fu)務(wu)向多元化方向發(fa)展，與城管(guan)、交通、出(chu)行服(fu)(fu)務(wu)等(deng)領(ling)域的結合也(ye)(ye)更加(jia)緊密(mi)。

　　借助激光全景這種新的信(xin)息載體，突破傳統基于(yu)位(wei)置(zhi)的地理信(xin)息服(fu)務中固有的二維或三維電子地圖顯示(shi)，以高精度的點云與高清影(ying)像作支撐，增加可(ke)定(ding)位(wei)、可(ke)量測的屬性(xing)(xing)；同時利用信(xin)息檢索(suo)與推薦規則，結合視(shi)覺增強手段為用戶提供更人性(xing)(xing)化的信(xin)息內(nei)容和(he)可(ke)視(shi)化效果，從效率、效用和(he)用戶滿意度方面增強位(wei)置(zhi)服(fu)務的可(ke)用性(xing)(xing)，將有利于(yu)智能位(wei)置(zhi)服(fu)務的開(kai)展。

　　（摘自《測(ce)繪通報》2016年5月刊論文專欄(lan)余建偉(wei)、楊(yang)晶、龔書(shu)林著）