CN106033623A - 一种3d可视化的海量数据处理的方法、装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种3D可视化的海量数据处理的方法，包括：S1.进入海量数据聚合展示系统主页面；S2.选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；S3.抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理；S4.将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。本发明还公开了3D可视化的海量数据处理的装置及其系统。本技术方案中的3D可视化的海量数据处理的方法，装置及其系统通过3D可视化的海量数据处理地过的视频画面更全面、更直观、更逼真。

Description

一种3D可视化的海量数据处理的方法、装置以及系统

技术领域

本发明涉及一种数据处理的领域，特别涉及一种3D可视化的海量数据处理的方法，装置以及系统。

背景技术

目前，城市数据已智能化，成为“智慧城市”，“智慧城市”是在海量数据处理的基础上，综合采用现代信息技术、智能视觉识别技术，网络传输技术、系统集成技术、远程控制技术等手段，通过科学的规划和建设，建立城市级互联网海量数据信息中心，人-机-网络互联互通的方式，对城市的分层次的基础数据库(空间、人口、经济、资源)进行实时更新，对城市事件进行预测和预警，对基础数据和突发事件进行实时调用和有效传输和处理，为人们提供安全、舒适、便利，以及节能环保的工作、生活、商业的新环境。

智慧城市既是规划，也包含具体的实现方法，智慧城市规划的核心是建立一个由新工具、新技术支持的涵盖政府、市民和商业组织的新城市生态系统。在实现方法上，智慧城市提倡各行业充分建设具备更透彻感知、全面互联互通和更深入智能化等特征的智慧型城市基础设施，并通过这些城市基础设施提供应用和服务，从而运用信息技术手段更透彻地感知和掌握整个城市、更畅通地进行交流和协作、更敏锐地洞察事关城市发展和市民生活的问题。

随着智慧城市爆炸式发展，现有的智慧城市中管理平台的显示不直观、不及时、不统一、不同步，人们需要一个更优化的系统平台来支持整个系统的运行和管理。

发明内容

为了解决以上的问题，本发明提供一种直观、统一、全面、逼真的一种3D可视化的海量数据处理的方法、装置以及系统。

本发明公开了一种3D可视化的海量数据处理的方法，包括：

S1.进入海量数据聚合展示系统主页面；

S2.选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；

S3.抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理，

S4.将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。

作为本发明所述的方法进一步的改进，步骤S4进一步包括：建立立体显示的背景模型，具体是：采用三维立体空间模型、混合高斯背景模型及基于统计的背景模型相结合的方法，将现场场景的空间、大小、色度、像素值定义为可供分析、判断的计算机语言，作为智能视觉分析的基础，同时建立了背景进行自动学习模型，在一定时间里对场景再定义，以过滤掉光照、云影、树叶、波浪的变化。

作为本发明所述的方法进一步的改进，所述的标志建筑展示画面通过正射影像图算法抓取地图几何精度和影像特征，通过数字地面高程模型算法建立地面高程模型，通过数字栅格地图算法建立同等比例尺地形图；通过数字划线地图算法建立地表现象。

作为本发明所述的方法进一步的改进，所述的海量数据聚合展示系统主页面还具有以下子项目，具体是：园区管理、游客服务、应急预案、经济分析、视频监控、业务门户、漫游、工具及视图。

本发明公开了一种3D可视化的海量数据处理的装置，包括：

主页面进入单元：进入海量数据聚合展示系统主页面；

三维展示单元：用于选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；

3D化处理单元，用于抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理，

立体显示单元，用于将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。

作为本发明所述的装置的进一步的改进，在所述的立体显示单元包括背景模型建立单元，用于建立立体显示的背景模型，具体是：采用三维立体空间模型、混合高斯背景模型及基于统计的背景模型相结合的方法，将现场场景的空间、大小、色度、像素值定义为可供分析、判断的计算机语言，作为智能视觉分析的基础，同时建立了背景进行自动学习模型，在一定时间里对场景再定义，以过滤掉光照、云影、树叶、波浪的变化。

作为本发明所述的装置的进一步的改进，所述的标志建筑展示画面通过正射影像图算法抓取地图几何精度和影像特征，通过数字地面高程模型算法建立地面高程模型，通过数字栅格地图算法建立同等比例尺地形图；通过数字划线地图算法建立地表现象。

作为本发明所述的装置的进一步的改进，所述的海量数据聚合展示系统主页面还具有以下子项目，具体是：园区管理、游客服务、应急预案、经济分析、视频监控、业务门户、漫游、工具及视图。

本发明公开了一种3D可视化的海量数据处理的系统，包括至少一个摄像机，与所述的摄像机相连的显示终端，与所述的显示终端相连的控制器，所述的控制器具上述的3D可视化的海量数据处理的装置。

作为本发明所述的系统的进一步改进，所述的摄像机为PTZ摄像机。

实施本发明的一种3D可视化的海量数据处理的方法、装置及系统，具有以下有益的技术效果：

通过3D可视化的海量数据处理，使得城市物理基础设施与城市IT基础设施之间进行完美的结合，并改变政府、企业和市民交互的方式，提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，使得政府、企业和市民可以做出更明智的决策。实现虚拟城市和实景监控相结合的3D GIS平台技术，有效地实现城市海量视频数据的时空化；通过3D可视化的海量数据处理地过的视频画面更全面、更直观、更逼真。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一实施例3D可视化的海量数据处理的方法流程图；

图2为本发明的第二实施例3D可视化的海量数据处理的方法流程图；

图3为本发明的第三实施例3D可视化的海量数据处理的方法流程图；

图4是本发明的第一实施例3D可视化的海量数据处理的装置的功能框图；

图5是本发明的第二实施例3D可视化的海量数据处理的装置的功能框图；

图6是本发明的第三实施例3D可视化的海量数据处理的装置的功能框图；

图7为本发明的一种3D可视化的海量数据处理的系统的功能方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明的实施例一，一种3D可视化的海量数据处理的方法，包括：

S1.进入海量数据聚合展示系统主页面；

要建成一个智慧城市，需要动用海量的数据，因为一座智慧平安城市建设目标是满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，同时要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求。这种从“事后查看”到“事前预警”的需求变化，要求做到对海量视频数据的精准分析，这也是平安城市以视频为核心的大数据应用所在。

视频数据特殊性对计算处理要求，平安城市数据有其行业特殊性要求。一是流量巨大，二是对高清有很高要求。一个高清视频的流量一般是8MB/S，数据则来自成千上万的摄像头，又是24小时不间断传送。如果采用全集中的计算框架，不仅数据传输容易出现瓶颈，还很容易导致灾难性的损失。而全分布式的计算框架则导致管理、运维复杂化。因此，区域性的、综合性的集中和概念上的分散，可以使网络更有效地支撑其应用。

智慧城市大数据飞速增长，要求后台的计算能力、存储能力和数据交换传输能力必须与这种成长速度相匹配，并且需要后台的视频显示三维，多角度，才能保证数据分析的正确实现。

在本技术方案中，海量数据聚合展示系统主页面具有以下子项目，具体是：园区管理、游客服务、应急预案、经济分析、视频监控、三维展示项目、业务门户、漫游、工具及视图。

S2.选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；

点击菜单三维展示下重点浏览，将弹出重点浏览框，可以进行三维建筑的定位功能，调取标志建筑展示画面，如标志建筑可以如下：神农广场、神农像、神农塔、神农太阳城、X X公安局、X X传媒大厦等等。

进一步地，标志建筑展示画面通过正射影像图算法抓取地图几何精度和影像特征，通过数字地面高程模型算法建立地面高程模型，通过数字栅格地图算法建立同等比例尺地形图；通过数字划线地图算法建立地表现象。

S3.抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理，

人类对于视频更逼真和更自然图像的渴求一直在升级，从来就没有间断过。为达到对图像拟真度的要求，必须在上色、调匀纹理表面以及精细照明效果上下功夫。为绘制出逼真的3D物件，场景中的每张图都必须在“3D流水线”上完整地走一遭。若未完成整条流水线的处理，屏幕上是不会出现3D图像的。举例来说，这在3D图形流水线中，最主要的处理是几何与光栅处理。几何处理阶段会完成所有计算。在接下去的光栅处理阶段，将视频图像分成不同的景深子图像。

在本技术方案中，点击菜单三维展示下重点浏览，左侧将弹出动态展示框，可以进行三维场景的动态展示。本技术方案抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息，进行不同角度的几何处理，再进行景深操作，从而完成3D化处理。

S4.将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。

进一步地，步骤S4进一步包括：建立立体显示的背景模型，具体是：采用三维立体空间模型、混合高斯背景模型及基于统计的背景模型相结合的方法，将现场场景的空间、大小、色度、像素值定义为可供分析、判断的计算机语言，作为智能视觉分析的基础，同时建立了背景进行自动学习模型，在一定时间里对场景再定义，以过滤掉光照、云影、树叶、波浪的变化。

请参阅图2，本发明的实施例二，一种3D可视化的海量数据处理的方法，大部分步骤与实施例一相同，不同之处在于，步骤S3具体包括以下步骤：

S31.导入建筑物地理标志的画面；

可从存储器或数据库上导入3D化处理过的建筑物地理标志的画面。该画面可显示于智能手机﹑IPAD或监控中心设置的显示屏上，导入的方式可以是各种有线的方式，也可以是无线的方式，如GPRS﹑3G﹑4G﹑WIFI或蓝牙。

S32.设置所述的建筑物地理标志的虚拟的观看起始点和观看终点；

S33.抓取所述的观看起始点和观看终点的多个不同角度的视频信息进行3D化处理，

实践中，在终端上进行虚拟立体游览，以系统设定的播放速度进行，举例说明如下：如导入神农城3D画面，选择“初遇神农城”，以从南门进入作为虚拟的观看起始点，以西门作为虚拟的观看终点，则智慧城市系统导入南门至西门的多个摄像头拍摄的照片上传到后台的监控中心，进行3D化处理。若是环游神农城，则导入东门、北门、西门至南门各路线的视频图像进行3D化处理，若是告别神农城，则导入告别路线的视频图像进行3D化处理。

可以在建筑物地理标志上任何一个可观看的起始点进行虚拟观看，如同亲身亲历一样。

本技术方案关于方法的实施例二产生的有益效果在于，通过虚拟城市和实景拍摄相结合的3D GIS平台技术，更全面、更逼真地实现在终端就能从实景不同地点多方位立体观看3D实景的技术效果。

请参阅图3，本发明的实施例三，一种3D可视化的海量数据处理的方法，大部分步骤与实施例二相同，不同之处在于，步骤S33间具体包括以下步骤

S34.设置游览的方式和速度；

S35.抓取所述的观看起始点和观看终点，根据所述的方式和速度测算出可能“实际”游览的位置的多个不同角度的视频信息进行3D化处理；

游览的方式可以为步行或骑自行车或乘游览车等，不同的交通工具对应不同的速度。

实施例三产生的有益效果在于，测算出游览者的速度，测算出可能在实际路线位置，并实时播放游览者在虚拟游览路线上的“实际”对应的位置，以进一步突破时间﹑空间的限制，实现游览者如果实际游览，可能路途的记载。

以下介绍实现3D可视化的海量数据处理的装置，用于实现上述的方法，本装置中未详述的内容，可参照上文的方法说明，装置中不再赘述。

请参阅图4，实施例一、一种3D可视化的海量数据处理的装置1，包括：

主页面进入单元10，进入海量数据聚合展示系统主页面；

三维展示单元20，用于选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；

3D化处理单元30，用于抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理，

立体显示单元40，用于将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。

进一步地，在立体显示单元40包括背景模型建立单元，用于建立立体显示的背景模型，具体是：采用三维立体空间模型、混合高斯背景模型及基于统计的背景模型相结合的方法，将现场场景的空间、大小、色度、像素值定义为可供分析、判断的计算机语言，作为智能视觉分析的基础，同时建立了背景进行自动学习模型，在一定时间里对场景再定义，以过滤掉光照、云影、树叶、波浪的变化。

其中，标志建筑展示画面通过正射影像图算法抓取地图几何精度和影像特征，通过数字地面高程模型算法建立地面高程模型，通过数字栅格地图算法建立同等比例尺地形图；通过数字划线地图算法建立地表现象。海量数据聚合展示系统主页面还具有以下子项目，具体是：园区管理、游客服务、应急预案、经济分析、视频监控、业务门户、漫游、工具及视图。

请参阅图5，实施例二、一种3D可视化的海量数据处理的装置1，大部分的组成单元与装置的实施一相同，不同之处在于，包括：

3D化处理单元30具体包括：

导入画面单元301，用于导入建筑物地理标志的画面；

观看设置单元302，用于设置所述的建筑物地理标志的虚拟的观看起始点和观看终点；

3D化处理子单元303，用于.抓取所述的观看起始点和观看终点的多个不同角度的视频信息进行3D化处理。

本技术方案关于装置的实施例二产生的有益效果在于，通过虚拟城市和实景拍摄相结合的3D GIS平台技术，更全面、更逼真地实现在终端就能从实景不同地点多方位立体观看3D实景的技术效果。

请参阅图6，实施例三、一种3D可视化的海量数据处理的装置1，大部分的组成单元与装置的实施二相同，不同之处在于，3D化处理子单元303具体包括：

游览设置单元304，用于设置游览的方式和速度；

游览测算单元305，抓取所述的观看起始点和观看终点，根据所述的方式和速度测算出可能“实际”游览的位置的多个不同角度的视频信息进行3D化处理；

本技术方案关于装置的实施例三产生的有益效果在于，测算出游览者的速度，测算出可能在实际路线位置，并实时播放游览者在虚拟游览路线上的“实际”对应的位置，以进一步突破时间﹑空间的限制，实现游览者如果实际游览，可能路途的记载。

请参阅图7、一种3D可视化的海量数据处理的系统100，包括至少一个摄像机200，与摄像机200相连的控制器400，显示终端300与控制器400相连，控制器400具有上述的3D可视化的海量数据处理的装置1。

其中，摄像机200为PTZ(俯视/平移/变焦)摄像机。

本系统100的工作过程为：

控制器400启动，摄像机200开始工作，抓取视频图像，控制器400利用其中的3D可视化的海量数据处理的装置1进行3D化处理后，输送至显示终端300进行显示。

实施本发明的一种3D可视化的海量数据处理的方法，装置及系统，具有以下有益的技术效果：

通过3D可视化的海量数据处理，使得城市物理基础设施与城市IT基础设施之间进行完美的结合，并改变政府、企业和市民交互的方式，提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，使得政府、企业和市民可以做出更明智的决策。实现虚拟城市和实景监控相结合的3D GIS平台技术，有效地实现城市海量视频数据的时空化；通过3D可视化的海量数据处理地过的视频画面更全面、更直观、更逼真。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D可视化的海量数据处理的方法，其特征在于，包括：

S1.进入海量数据聚合展示系统主页面；

S2.选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；

S3.抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理；

S4.将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4进一步包括：建立立体显示的背景模型，具体是：采用三维立体空间模型、混合高斯背景模型及基于统计的背景模型相结合的方法，将现场场景的空间、大小、色度、像素值定义为可供分析、判断的计算机语言，作为智能视觉分析的基础，同时建立了背景进行自动学习模型，在一定时间里对场景再定义，以过滤掉光照、云影、树叶、波浪的变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的标志建筑展示画面通过正射影像图算法抓取地图几何精度和影像特征，通过数字地面高程模型算法建立地面高程模型，通过数字栅格地图算法建立同等比例尺地形图；通过数字划线地图算法建立地表现象。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的海量数据聚合展示系统主页面还具有以下子项目，具体是：园区管理、游客服务、应急预案、经济分析、视频监控、业务门户、漫游、工具及视图。

5.一种3D可视化的海量数据处理的装置，其特征在于，包括：

主页面进入单元：进入海量数据聚合展示系统主页面；

三维展示单元：用于选择所述的系统主页面上的三维展示项目，调取标志建筑展示画面，所述的标志建筑包括至少一个建筑物地理标志；

3D化处理单元，用于抓取被选取的建筑物地理标志的多个不同角度的视频信息进行3D化处理；

立体显示单元，用于将3D化处理后的视频在终端进行立体显示。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述的立体显示单元包括背景模型建立单元，用于建立立体显示的背景模型，具体是：采用三维立体空间模型、混合高斯背景模型及基于统计的背景模型相结合的方法，将现场场景的空间、大小、色度、像素值定义为可供分析、判断的计算机语言，作为智能视觉分析的基础，同时建立了背景进行自动学习模型，在一定时间里对场景再定义，以过滤掉光照、云影、树叶、波浪的变化。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的标志建筑展示画面通过正射影像图算法抓取地图几何精度和影像特征，通过数字地面高程模型算法建立地面高程模型，通过数字栅格地图算法建立同等比例尺地形图；通过数字划线地图算法建立地表现象。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的海量数据聚合展示系统主页面还具有以下子项目，具体是：园区管理、游客服务、应急预案、经济分析、视频监控、业务门户、漫游、工具及视图。

9.一种3D可视化的海量数据处理的系统，包括至少一个摄像机，与所述的摄像机相连的显示终端，与所述的显示终端相连的控制器，其特征在于，所述的控制器具有权利要求5至8任一项所述的3D可视化的海量数据处理的装置。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的摄像机为PTZ摄像机。