论基于实景影像的城市空间信息服务

— —以影像城市·武汉为例

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李德仁      沈  欣

        随着信息技术的飞速发展，基于位置的服务（LocationBasedServic⁃es，LBS）已经成为当今空间信息服务的重要途径，而以网格技术为代表的第三次Internet浪潮为空间信息服务的社会化提供了机遇。本文引入可量测实景影像（DigitalMeasurableImage，DMI），提出一种新的空间信息服务模式，以在中国电信网上发布的影像城市·武汉（map.wuhan.net.cn）为例，介绍了基于实景影像的空间信息服务的功能和特色，并对其产业化发展提出了建议 。

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什么是LBS

        LBS就是基于位置的服务，是指通过通信网络的配合，确定用户的实际地理位置，从而提供用户所需要的与位置相关的信息。LBS是空间信息服务社会化的一种重要形式。

       据联合国科学家统计，人类80%以上的信息与空间信息有关。长期以来，人类主要依赖地图获取需要的空间位置信息，但地图难以对普通大众提供个性化的位置服务；另一方面，定位技术、移动通信技术、GIS技术和互联网技术等信息技术的飞速发展，为位置信息服务提供了有效的技术支撑。在市场和技术的双重驱动之下，一种能更好地承载丰富信息、提供 人性化服务的载体——LBS迅速发展起来。

        LBS可为各种用户提供丰富的位置信息，已广泛应用到应急响应、物流管理、人员及设备调度中。近年来，LBS的发展十分迅猛，与传统GIS 相比，其市场规模的增长呈二次抛物线发展，LBS将成为SMS短信之后增值应用的杀手锏。

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下一代互联网和Web 2.0给空间信息服务带来的机遇 

        网络（第三代互联网）、通信（3G）技术的快速发展以及GoogleEarth的问世使得原本只有专业用户才能使用的地理信息和3S技术走入寻常百姓 的生活，互联网用户都能够在一套统一的空间信息服务框架下开展各种工作，共享空间信息服务带来的便利。这种公众化的空间信息服务将大大促进地理信息的应用和普及，大幅减少应用过程的资金投入，从而拉动整个空间信息产业链的增长 。

        第三次Internet浪潮下的Web2.0以及相应技术体系为空间信息服务带来全新的理念。Web2.0为用户提供的各种服务具备体验性、沟通性、差异性、创造性和关联性等。对空间信息服务而言，可视是体验性的基础（如GoogleEarth、MicrosoftVirtualEarth），按需可量测是创造性和差异性的保障，时空可挖掘则为关联性的专业应用提供技术保障。基于空间信息网格的服务平台可有效融合集成Web2.0技术（如Ajax），为用户提供互动的信息服务。

        在3G和Web2.0为代表的通信、互联网技术飞速发展的背景下，空间信息服务的发展面临巨大机遇。可以预见，空间信息服务将利用这些先进技术，通过可查询、可视化、可量测和可挖掘等手段为人们的日常生活提供更多便利。

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DMI及其特点

3.1 基于4D产品的空间信息服务的不足

      当前，空间信息服务平台主要依赖于传统的4D产品，即数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划地图（DLG）和数字栅格地图（DRG）作为数据源。这些产品是由测绘作业员根据规范从原始航空/航天影像上采集、加工制成的。4D产品是有限的基础信息集，称为基础地理信息，难以满足不同行业和大众对空间信息的需求。空间信息服务的对象往 往需要满足其特定需求的信息，如电力部门的电力设施、市政城管的市政 设施、公安部门的重点布防设施（消防栓、门牌号码）、交通部门的交通信息、个性化的位置需求（如商场最近的肯德基位置），这些均无法涵盖在传统的4D产品中。

3.2 可量测实景影像的特点

        如何克服传统4D产品所导致的空间信息服务的缺陷？笔者认为，可引入DMI，利用DMI所提供信息的现实性、完整性、可判读和可量测性， 结合传统的4D产品（5D产品的集成），就能够弥补4D产品在空间信息服务实用化和大众化中的不足。

        DMI是指一体化集成、融合、管理的时空序列上的具有像片绝对方位元素的航空、航天、地面立体影像的统称。通过相应的应用软件、插件和 API，能够让用户按照其需要在其专业应用系统上，利用DMI进行直接浏览、相对测量（高度、坡度等）、绝对定位解析测量和属性注记信息挖掘。此外，航空、航天立体影像的垂直摄影与人类的视觉习惯差异较大， 而且它不包含垂直于地面的第三维街景信息，要实现可视、可量测、可挖 掘需要进行专门训练。DMI中的地面实景立体像对符合近地面人类活动的视觉习惯，可提供给公众符合习惯的信息（如店面实景图）。因此，DMI是满足Web2.0的新型数字化产品，体现了从专业人员按规范量测到广大用户按需要量测的跨越，体现了地理信息系统到空间信息服务的发展趋势。

        在充分利用DMI可量测、可挖掘特性的基础上，高效集成传统4D产品，就能够为各行业提供专业化的空间信息服务，搭建满足信息化社会需求的“数字地球”空间信息平台。 

3.3 基于实景影像的空间信息服务

       空间信息服务较之地理信息系统的一个重要进步就是从简单地提供数据到提供服务，为不同需求的用户提供个性化的解决方案。基于实景影像的空间信息服务的优势主要有以下三个方面。

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提升空间信息服务的信息量。可量测实景影像上可提供城市景观的立面图像信息，这些可视、可量测和可挖掘的自然和社会信息能够弥补4D影像中不能包含的大量细节信息。

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满足聚焦服务、按需测量的要求。能满足不同行业用户对空间信息的需求，可在传统的4D产品与用户需求之间起到桥梁作用。

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提高空间信息服务的准确性。实景影像采集工期短，现势性强， 数据更新快。

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基于实景影像的空间信息服务的实例——影像城市·武汉网站

        笔者以2007年12月开通的影像城市·武汉网站为例，对基于实景影像的空间信息服务进行介绍。作为中国第一个覆盖城市面积最大、最完整的城市地图公共信息平台，其数据量达2TB 以上，并创建了30万个兴趣点，可为个人、企业和政府等应用提供基于实景影像的空间信息服务，网站主页见图1。

图1 影像城市·武汉首页

基于实景影像，影像城市·武汉为互联网用户提供了诸多便捷的空间信息服务。该系统的主要特色如下。

1） 丰富的地图搜索信息。与传统的电子地图搜索功能相比，该网站提供了按类别、地区搜索目标的实景影像。对于主要商业区和景点还可进行全景图片的展现，大大提高了用户的沉浸感。公众还可利用实景图片了解查询地点周边环境的相关信息。图2为查询景点后360°全景图片展示的界面。

2） 街景视频导航功能。该网站的导航功能除提供传统电子地图导航外，还增加了基于实景影像的街景导航功能。只要输入或在地图上选中起点和终点，便可获得街景影像辅助的导航服务（见图3）。

从图3中可以看出，网页左上方导航窗口中显示的就是电子地图中导 航标所在位置的道路实景视频，网页右方详细指明了行进路线与转弯次数、里程及路口处实景图像，这种新的导航模式可提高导航服务的实用性。

3）基于影像/地图的标注和虚拟广告。利用Web2.0技术提供的便利，企业用户可以在注册付费后，利用标注功能对企业和品牌进行标注。 目前该网站提供了地图、影像等多种形式的标注，注册企业可动态地发布商业信息（如文字信息、图片、实景影像等，见图4）；公众也可以利用标注功能免费发布与空间位置相关的图像、文字信息，分享空间信息服务带来的便利。

随着3G时代的到来，影像城市·武汉网站将会支持通过3G移动终端 （手机、PDA等） 的空间信息服务发布，最终实现为移动和固定终端提供基于实景影像的空间信息服务。

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基于实景影像的城市空间信息服务的产业化道路 

       影像城市·武汉网站就是在空间信息服务社会化这一背景下的一种有益尝试。网站运行以来，已取得了良好的社会效益和经济效益。广大市民能够通过免费使用网站提供的地图服务方便地获得有用信息，提高物质文化生活质量；企业也可以通过注册交费使用标注功能，对其品牌进行宣传推广。目前，该网站已经将30万商家作为兴趣点，可为其提供各种图形、影像标注和广告发布，从而为企业创造更多的商机；另一方面，随着企业的更多标注，又为广大市民提供了愈来愈多的有关衣食住行的信息。基于实景影像的城市空间信息服务的发布，大大丰富了通信增值服务的内容，可成为通信产业新的增长点。该系统运行模式是公众用户免费，发布信息 和标注的企业支付很少的费用(如每年数百元的广告费)，但一个大城市可由此得到数千万乃至上亿元的广告收入，达到经济效益和社会效益的“双赢”。由此可见，基于实景影像的空间信息服务已具备了产业化发展的条件。

        随着空间信息社会化的不断深入，基于实景影像的空间信息服务必将走上一条快车道，未来会有更多的城市推出更多更新的空间信息服务。笔者认为，基于实景影像的空间信息服务产业化需从以下几个方面着力：

不断凝聚社会各行业对空间信息的需求，充实空间信息服务的内容；

推进与通信技术的结合，保障网络的带宽与高速，为空间信息服务的发布提 供灵活、便捷、可靠的载体；

加强宣传，吸引广大用户和厂商的参与，通过他们的标注与互动，扩大服务范围。最后，进一步加强对空间信息服务商业模式的探讨与实践，从而找出符合市场规律的空间信息服务的运营模式。

（本文发表于《武汉大学学报·信息科学版》2009年第2期）

作者简介: 李德仁,教授,博士生导师,中国科学院院士,中国工程院院士,国际欧亚科学院院士。现主要从事以GPS、RS、GIS为代表的空间信息科学与技术的科研和教学工作。近年提出空间信息多级网格和空间数据挖掘与知识发现理论、广义空间信息网格和狭义空间信息网格,并致力于空间信息网格方面的研究和应用工作。

引用本文:   

李德仁，沈欣. 论基于实景影像的城市空间信息服务——以影像城市·武汉为例[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2009, 34(2): 127-130. LI Deren，SHEN Xin. Geo-spatial Urban Information Services Based on Real Image:Take Image City·Wuhan as an Example. GEOMATICS AND INFORMATION SCIENCE OF WUHAN UNIVERS, 2009, 34(2): 127-130. 

      制作：肖丹     

公众号ID：GeoInfoSciWhu

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