基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台系统方案.doc

东莞市松山湖 基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台 汇志测绘东莞市松山湖基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台系统方案广州市汇志测绘技术有限公司2008年6月6日10 - -目 录一.概述11.1项目背景11.2建设背景21.3项目建设总体目标21.4本期项目建设目标3二.系统要求32.1总体要求32.2.数据提供42.3.其他需求5三.系统设计的原则53.1先进性原则53.2实用性原则53.3开放性原则53.4稳定性原则63.5可扩展性原则6四.系统的基本架构74.1系统总体体系结构74.1.1系统的设计总思想74.2系统网络结构84.3系统的软件环境的建议94.3.1gis软件的选择terra suite软件与其他软件功能比较terra suite软件技术流程terra suite软件系列模块介绍114.3.2数据库软件的选择144.4系统的硬件环境的建议144.5系统的开发工具15五. 系统设计165.1系统的总体设计165.2数据库设计175.2.1数据库设计的基本原则175.2.2数据库的物理设计和逻辑设计175.2.3数据分析175.3系统的安全设计185.3.1密码控制185.3.2读写权限的控制185.3.3系统升级与更新控制195.3.4数据库备份195.3.5用户应用情况跟踪监视19六.系统功能及要求206.1三维影像政府服务系统功能描述216.1.1三维浏览漫游功能216.1.2poi搜索定位功能216.1.3城市热点巡视功能226.1.4三维标绘功能226.2房产三维综合信息管理与发布系统功能描述226.2.1三维浏览漫游模块226.2.2多源数据管理模块236.2.3 3d模型转换模块236.2.4房产三维综合信息管理与发布模块25七.系统建设的概要计划277.1数据要求277.2数据处理277.2.1已有数据分析287.2.2基础地理数据处理297.2.3 poi数据处理297.2.4 3d模型数据处理297.2.5房管业务数据处理317.3三维影像数字地图的建设317.3.1地形模型制作方法347.3.2矢量数据集成方法347.3.3建筑模型数据集成方法347.3系统环境构架347.3.1软件环境347.3.2硬件环境347.3.3系统开发环境358. 项目实施组织计划369系统建设费用369.1项目一期预算费用369.2系统维护费用37一.概述1.1项目背景近年来，互联网技术、计算机技术、3s（gis/rs/gps）技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立真三维影像数字地图，人们可以直观的从影像上判读处山川、河流、楼宇、道路、地下管线。借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维建筑物模型数据形成区域或城市可视化三维数字模型。与传统平面地图或平面数字地图相比，三维影像数字地图突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制，彩色三维激光扫描技术的出现，较好地解决了建筑物三维精细建模问题，现实中的建筑物可以控制在房产测绘的精度要求范围内，在真实的三维地图中展现出来，把房产综合信息与三维建筑物关联起来，通过对真实地形、建筑物的数字化三维展示、查询。使房产管理部门在房屋管理方面提供可持续发展地房产信息化服务，提高城市空间信息共享和利用水平，提高城市整体信息化管理和经营管理水平。房产信息是以空间位置为基本特征的综合信息体，因此，以房产地理信息系统（ gis）为核心的房产业务管理，可以实现了图、属、档的一体化管理，建立了以图管房的业务管理模式。目前，国内从事房产管理的各种管理系统还是采用二维的（平面的）管理系统，也就是说，测绘的房屋、地形图都是平面的，然而，真实世界是一个三维的，地形是三维的，房产是三维的，二维的房产管理系统在房产信息发布、展示、查询方面存在不足。因此，三维的房产综合信息管理展示、发布系统是近年房产管理的发展方向。如何利用二维的房产管理系统与三维房产综合信息发布、展示是国内各房产管理部门考虑的问题，目前，上海市国土与房屋管理局成为国内第一家采用用二维的房产管理系统作为局内部系统与采用三维房产信息系统作为对外发布、展示的系统，两系统数据共享，无缝切换，收到很好的效果。目前国内北京、广州、深圳等房管部门都前去参观、学习。北京等城市房管部门准备采用相同的平台进行开发，预计在2008底推出北京市三维房产信息发布、展示的系统。根据我们的调查了解，东莞市的房产管理信息化工作在广东省房产管理部门中处于领先水平，东莞市房产管理是广东省第一家采用房产地理信息系统的思路来考虑房产管理，规范了房产管理范围的地名、产籍号，为今后二维、三维房产管理与展示、发布系统打下坚实的基础。1.2建设背景东莞松山湖科技产业园区是2001年11月经广东省人民政府批准的省级高新技术产业开发区。园区规划面积72平方公里，坐拥8平方公里的淡水湖和14平方公里的生态绿地，是一个生态自然环境保持良好的区域。松山湖以科技创新为园区核心功能，努力建设成为东莞的科技中心、研发中心、设计中心，为推进东莞双转型发挥更加突出的带动作用。松山湖融山、水、园为一体，努力优化城市生态环境，合理设置城市功能区，建立科学园、工业城、教育区、商住区、旅游区、行政区六大功能区域，配备完善的医疗卫生、文化娱乐、商业金融、行政办公、邮电通讯等城市服务体系，实现松山湖新城人与自然的和谐共处，经济社会与资源环境的协调发展。2008年，松山湖进一步解放思想，调整布局，将园区土地等优势资源更多地集中到核心功能开发上，进一步扩大研发和总部功能区范围，集聚大批研发机构和企业总部，突显松山湖作为科技中心的形象和功能。 松山湖科技产业园主要定位于满足自身管理业务对空间地理信息的需求，致力于建设一个基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台。该项目要建立园区70平方公里的三维影像框架模型，建成区建筑群的三维精细模型，全面满足房产的日常业务管理、科技产业园招商引资等各方面的需求。1.3项目建设总体目标系统建设计划用1-3年时间，建立上述工作范围的基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台。构架服务于市政府电子政务的应用。包括园区房屋管理、也可以为规划、建设、安保、消防、防汛等职能和运营管理服务。系统将建成一个可更新和维护的基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台。主要工作包括：1）. 建立园区建成区建筑群三维精细模型，同时进行房产调查工作。2）. 研制开发三维影像数字地图的集成管理与发布平台，同时开发园区房屋信息管理系统，以服务于园区管理；3）. 研究编制三维数字地图制作标准，以满足日后数据更新；4）. 建立全园区70平方公里的地形地貌和重要基础设施三维数字模型框架。1.4本期项目建设目标由于系统建设是一个系统工程，需要分阶段，分目标、边投入、边产出、滚动运营来实现。总体而言分为三大阶段来分步建设，松山湖科技产业园实景三维浏览系统的建设就是第一阶段。旨在搭建一个三维数字平台，以地理信息数据为支撑，三维可视化技术为手段，实现基于真实地理世界的三维景观，重现真实的城市面貌，并能够进行精确度量。同时附以房产调查的属性数据，从而为园区管理提供可视化的决策手段，提高园区管理效率，实现园区可持续发展。本期目标是将遥感技术、地理信息系统技术与可视化和虚拟现实技术紧密地结合起来，在解决一系列关键技术和关键问题的基础上，利用现有的松山湖科技产业园卫星影象数据（dom）和数字高程模型数据（dem）建立松山湖科技产业园70平方公里的三维影像框架模型，建立建成区建筑群的三维模型以及建立松山湖科技产业园区pio（兴趣点）数据库。从而初步建立融合城市卫星遥感影像、航空影像、空间地理信息的三维数字城市景观，能够适应城市信息化发展以及能够动态分析城市的历史变更。为了更好的完成系统的建设目标，使项目有条不紊有计划的进行，特编制此实施计划。二.系统要求2.1总体要求1总体目标。建立东莞市松山湖的基于三维影像的房产三维地理空间信息与房产调查数据库，建立三维地理空间信息的可更新、可维护集成化管理和应用平台，为房屋管理、城市规划及公众参与、城市建设和运营管理提供城市空间信息服务。2建设理念。广泛利用国际国内技术资源，高位嫁接，取众家所长，用数字技术建立真实虚拟城市五维空间，实现城市建设信息的重复利用，节约城市建设成本，建立可管理、可维护的三维虚拟城市模型。3建设原则。遵循先进性、实用性、开放性、稳定性和可扩展性等基本原则和高标准、高效率等基本要求。4工作进度。2008年12月前完成东莞市松山湖区域的三维数字地图框架和建成区3平方公里的三维数字地图建设，从2009年起按照每年10平方公里的进度完成70平方公里的建成区三维数字地图建设任务。5技术平台与架构。核心平台采用internet技术，支持组件式开发和扩展，支持局域网和互联网环境下的多用户并发访问，按照一般用户（进行公众信息查询）、业务管理用户（进行业务信息查询和基本分析）和专业级用户（从事数据建立更新维护和分析加工）的不同需求进行系统架构，提供开放式二次开发接口和定制功能。6建模技术与标准。采用流行建模软件，按照城市房屋管理的要求，提出城市级地理要素三维数字模型标准要求和技术处理要求，提供模型检查工具。2.2.数据提供 卫星遥感影像或航空影像：高精度卫星遥感影像（quickbird0.61米、spot2.5米）或航空影像图(1:2000精度)； 数字高程模型图：1：1万和1：5万； 数字化矢量地图： 1：1万、1：2000、1：500； 地名数据（1：2千或1万）； 房屋测绘数据； 建成区建筑物纹理（电子文件，jpeg格式），尤其是标志性建筑； 园区pio（兴趣点）数据（带坐标定位、属性信息、图像信息、视频信息）； 地物编码应尽量与国家地理要素的编码一致，并归类分层。数据编码应按照gis（或其他主流）软件空间数据组织方式，以利于数据交流和共享。2.3.其他需求系统整体应有较强的稳定性和兼容性，除了对服务器可有特定要求外，应能在当前网络系统上和当年主流配置的个人计算机上流畅运行。三.系统设计的原则本系统设计在满足用户需求的同时，遵循以下原则：3.1先进性原则本方案采用国际领先的三维gis软件skyline公司的terrasuite产品集成二维gis软件，充分实现二维地图与三维场景的实时联动、图形与数据的联动、宏观的三维场景快捷浏览、三维模拟、大数据量的分析与统计、视频监控等功能，建成达到国内领先的基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布系统。3.2实用性原则系统建设的目的是能够实现管理工作全面信息化，而不是搞科研，搞科研只要能够在技术上实现一些突破，实用化是下一步的工作。实用性主要考虑以下几个方面：1) 能够把管理人员从繁重而又落后的手工操作中解放出来；2) 使用方便，能够充分考虑到操作工作人员对电脑的熟悉程度，操作简便；3) 能够提高房屋管理工作的效率，这是进行信息系统建设的关键，要通过系统来保证可视 化、高效、先进的园区管理，树立良好的政府形象。3.3开放性原则系统设计时充分考虑系统的开放性，允许用户对系统得部分功能、数据库结构、项目编码等内容的扩充，建立多种格式的数据转换方式，保证系统数据的可持续利用和系统应用功能的可持续发展。3.4稳定性原则作为网络运行的基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布系统，可靠性与稳定性是衡量一个信息系统的关键指标。本方案在设计的时候，除了考虑先进性的原则，选择可靠性与稳定性高的基础平台，在系统的体系结构设计上需充分内考虑技术与开发工具的选择，以提高系统的可靠性与稳定性。3.5可扩展性原则在地物编码上尽量与国家地理要素的编码一致，并按照国内标准方式归类分层。数据编码应按照gis（或其他主流）软件空间数据组织方式，以利于数据交流和共享。四.系统的基本架构4.1系统总体体系结构房管数据库domdem3d模型规划数据库pio点数据库三维房产综合信息管理与发布系统三维规划决策支持系统城市三维消防应急指挥系统3d城市管理应急指挥系统基础地理数据应用层园区政府专用网基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台逻辑层三维场景数据集数据库系统存储层4.1系统的体系结构4.1.1系统的设计总思想本着以“客户需求”为导向，遵循“平台稳定性，技术先进性，系统完整性，结构开发性，网络适应性”的设计思想，在设计和开发中坚持“平台大众化、业务服务人性化、应用开发平台化、接口开放化、管理工具实用化”等原则，系统体系结构遵循存储层、逻辑层和应用层三层结构，使系统在建设的过程中既能统一部署，又能分阶段实施，保证系统建设的系统性和可执行性。4.2系统网络结构房管局各科室房管局各科室房管局各科室terragate服务器三维影像场景iis信息服务器信息数据库数据维护工作站市房管局信息中心防火墙政府内网 intranet区政府消防局用户n. 4.3系统的软件环境的建议4.3.1gis软件的选择针对基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台的具体需求进行分析后我们选择了美国skyline公司的terra suite系列软件产品作为网络三维城市软件平台。terra suite具有的灵活、简便的建模工具、稳定的软件功能，以及组件化的软件体系可以进行方便的技术拓展等优势是我们选中的依据。terra suite软件与其他软件功能比较terra suite是利用航空影像、卫星数据、数字高程模型（dem）和其它的3d或2d信息信息源，包括gis数据等创建的一个交互式环境。它能够允许用户快速的融和数据、更新数据库，并且有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术，此系统还能够快速和实时地展现给用户3d地理空间影像。terra suite是独立与硬件之外、多平台、多功能一套软件系统。terra suite是基于网络的三维gis，具有精确的定位查询、浏览、编辑、注释、打印、空间分析、vr技术、用户自定义工作界面、基于com的二次开发以及网络发布等功能。图4 terrasuite软件家族结构图skyline terrasuite与中国主要三维软件产品功能比较表 产品 指 标terrasuitevrmap2.ximagisgeostar(geodem,geogrid)mapinfoarcgis 3derdas 3d完全版browser完全版影像漫游系统数字地球与海量数据管理好一般二维、三维数据及影像数据的导入、建模；方便灵活一般差一般一般文件操作（数据集导入、导出，工程存取）好较好较好一般一般一般好好好交互式浏览、可视化显示工具（平移、缩放、旋转）好差一般差差差较好较好差与其他多种数据格式转换好较好较好一般一般一般好好好网络发布好差一般terra suite软件技术流程首先将已经纠正的航片或卫星影像以及高程数据（dem）加载在到terrabuilder中，并对这些数据的格式进行转换，然后进一步生成mpt格式的文件，形成terraexplorer pro所需要的“数字地球”三维地形场景。接下来在terraexplorer pro中，导入“数字地球”三维地形场景并通过连接地理信息系统数据库（gis database）在terraexplorerpro中进行二维、三维模型的建立，也可以在terraexplorerpro中进行二维、三维信息和地理信息系统数据文件（gis data files）的加载，并在terraexplorer pro中进行编辑操作，形成真实、准确的3d地理模型，进而生成真实的三维城市立体景观。用户可以利用terradeveloper 定制自己的应用程程序界面，提交项目使用。terra suite软件系列模块介绍 terraexplorer proterraexplorer pro是一个强大的、易于使用的交互式3d环境工具，具有编辑、注释、打印真实地物图象的功能。它允许用户塑造自己感性趣的地方的“数字地球”，并可进行相应的编辑、注释、对象实体模型的建造、空间分析等功能；还可进行实时的3d地形浏览以及利用外部数据源如gps的实时3d场景对象的跟踪等功能。对于最新版本的terraexplorer pro还具有terraexplorer pro gis edition ，它是一种基于网络的多源数据的浏览、编辑及打印工具，并具有空间分析等功能。terraexplorer pro特性：1. 通过网络有效为地表传输数据或进行叠加2. 为生成公开的丰富的3d地表可视化场景提供所有需要的工具3. 包含交互式的画图工具在三维地表模型上创建和添加几何图形，用户定义的物体，建筑物，文本，位图等4. 能够生成和导入静态和动态二维和三维物体，符号和地理参考信息层5. 能够加载标准在线和无线的gis层6. 将层保存为gis标准文件格式7. 采用标准com界面与外面本地和网络应用程序相连接8. 能够控制其中所有的静态和动态物体，信息层和应用程序。9. 拥有一系列测量和地表分析工具10. 自动驾驶特征能够在terraexplorer中创建预定义路线并进行重复播放11. 采用鼠标、键盘和飞行控制板的结合来控制速度、高度和视角12. 能够通过已经记录的飞行路径创建飞行动画（avi格式）或一组帧文件13. 能够生成三维窗口的快照并保存为另外的文件14. 超链接特征能够把特定区域、物体连接到网页、应用程序和数据集上15. 能够集合文本和网络内容上的信息16. 发布工具能够将视景输出给inter网或局域网的用户17. 为本地和远程用户提供改良级的安全设置 terradeveloper extensionsterradeveloper extensions是运行在terraexplorer pro上的开发扩展模块。能够和terraexplorer pro一起实现用户界面定制功能。terradeveloper软件开发包是一套activex 控件，它给开发者提供全面的用户化的terraexplorer pro应用软件。利用terraexplorer pro的环境，开发者能够在三维中通过在任意应用或html网页上合并terraexplorer pro构建自己的应用程序。terradeveloper允许在基于pc机的系统上，向任何应用程序中添加强大的三维地理空间界面，包括桌上型电脑，膝上型电脑，网络和无线设备。 terra gateterragate是一种强大的网络数据服务器技术，它能够现时传送3d地理数据。terragate能够同时向数以千计的客户传送skyline数字地球数据。它提供一个平台，这个平台使由terra开发和编辑工具创建的多个应用程序运行。通过和terrabuilder, terradeveloper, 和terraexplorer pro进行连接，terragate使得数字地球能够实现，并实现了地理参考的背景和基于网络的应用程序。terragate和视频流媒体技术有着明显的不同，因为它的运行是基于网络无缝可变带宽的，并且不会被连通性的潜伏和中断而影响。当初始影像以低分辨率被用户所接收，用户就能够开始进行三维显示，而不用等到所有的数据集都传输完毕。这项技术的突破为平滑和更有用的用户经历展示了无缝的三维图像。对terragate客户服务器模型进行优化，它能够使数以千计的用户接收带宽由低到高的实质的，无限制量的数据集，给每个用户不间断的观看效果。terragate的技术是可以无限升级的，它允许位于不同地区的多个服务器共同分担负荷同时传输三维数据集。在多处理器的环境下，terragate能够在所有的可用的处理器中自动分配负荷。terragate 的特点1. 通过内部网络或inter网进行3d数据的传输2. 对低带宽的情况能够进行最优化3. 简单的可测量性设计4. 采用tcp/ip协议5. 与防火墙和代理服务器共同工作6. 充分利用多处理器服务器的硬件优势7. 有效处理大量数据集8. 地表数据的大小只被磁盘媒质所限制 terrabuilderterrabuilder 可以使用户为他们的地理参考的应用创建一个现实影像的、地理的、精确的地球三维模型。skyline软件产品系列的模块能够利用其中的编辑工具集合数据为地物的覆盖或附加创建三维背景，如terraexplorer pro.terrabuilder能够结合大量的航片、卫星影像、地理地表信息、数字高程模型、和矢量数据，简洁、快速地创建大量三维地表数据集。它支持多种输入格式，能够合并不同分辨率和大小的数据，将数据进行重新投影生成相同投影参考的数据。它还能够为最后生成数据集对选择的源数据进行区域裁减。terrabuilder能够生成任意大小的现实的、详细的视景。视景生成后，合成的网络支持的3d地表数据集能够添加二维和三维动态或静态物体，并且能够传送给终端用户。builder特点：1. 有效处理大量数据集2. 多处理器，应用terrabuilder agents，当地网络的多个电脑能够分担工作量3. 为最小化磁盘存储进行数据压缩4. 支持大多数源数据的标准数据格式5. 通过插件程序界面附加支持新的数据源格式 6. 64字节文件指示器允许快速访问达到gb数据量文件的数据库7. 自动合并不同空间分辨率的源数据8. 高级用户界面能够实现自动或手工定制用户化数据集9. 强大的预演示选项和特性10. 大量的编辑工具允许用户定义层的扩展4.3.2数据库软件的选择oracle数据库系统是美国oracle公司提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，一直占全球数据库销售40%以上，稳居数据库产业龙头位置。它以符合国际标准的sql数据库语言为基础，具有丰富的软件工具，是当今世界上唯一可以同时适用于大、中、小型机和微型机的数据管理系统。它支持多种硬件及操作系统、多种网络通信协议和多种数据库管理系统的互联，从而为建立分布式数据库提供了强有力的支持。并且oracle公司总是以超凡的眼力，敏锐地把握数据库技术的动力，带动了全球数据库产业的发展oracle 9主要具有下列特性1标准化程度高，oracle实现了基于最新结构化的语言标准-sql3数据库管理系统，并作了一些扩充，实现了关系对象模型的无缝结合，并提供了空间数据库的管理能力。2具有强大的网络功能和分布式功能，可以在几乎所有计算机平台上运行，可以组成各种计算模式，如集中式、客户服务器方式和分布式等，提供了不同环境的数据共享方案;3支持internet/intranet模式4开性好，运行odbc形式开发式数据库互联协议，能方便地与异种数据库互操作和数据转换。5技术先进，采用了一系统先进技术，如支持超大规模数据库技术、优化技术和并行查询、多线程服务器、安全性措施、数据恢复措施、分布式技术等。6可移植性好，不同平台开发成果可重用，升级方便，技术支持较好，公司信誉高。综上所述，本方案采用oracle9作为数据库管理系统完全能满足系统要求。4.4系统的硬件环境的建议1、数据服务器、应用服务器、web服务器：均可建议采用高于intel pentium d多处理器，至少4g内存，200g以上硬盘配置。2、局域网配置：使用东莞市政府专用信息网现有网络资源。3、客户机：没有特殊要求，使用现有资源。4.5系统的开发工具根据系统的功能要求，所采用的软硬件平台及系统所具备的性能要求，该系统的开发中将综合运用visualb、c#.net及开发工具，这些开发工具在设计思想、系统性能、接口通用性、应用程序代码质量等几个方面都具有较好的综合特性，同时这几种开发工具目前也是管理信息系统开发的主流产品。36 - -五. 系统设计5.1系统的总体设计根据系统建设的目标，首先旨在建立一个“基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台”运行在园区政府专网上，系统将为园区政府各级单位提供三维影像政府服务系统，系统将提供一个浏览、漫游操作模型，提供pio兴趣点搜索、查询、定位工具，可根据级别的不同提供网络客户端标注功能。同时根据自身房屋管理业务的需求，开发建设房产三维综合信息管理系统，应用在政府和房管局网络上。最后根据系统的进程，定制开发其他各级单位的业务支持系统，完成统一的三维影像数字地图的电子政务平台。具体系统总体设计如下图所示：房产三维综合信息管理系统其他三维影像系统三维影像政府服务系统 三维标绘功能poi点搜索定位功能城市热点巡视功能三维房屋信息管理模 块3d模型转换模块多源数据管理模块三维浏览漫游模块三维城市规划系统三维安防指挥系统三维旅游查询系统三维应急联动系统三维浏览漫游功能 业务应用流程设计基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台系统维护东莞市政府网、房管局局域网三维影像数字地图网络发布服务器房屋信息数据库5.1系统总体设计5.2数据库设计 5.2.1数据库设计的基本原则根据实际经验及本系统的功能特点，同时根据信息论的正确、高效、方便的编码原则，数据编码应以位数少的码表达尽可能多的信息。以上述原则为指导进行数据库的设计。5.2.2数据库的物理设计和逻辑设计系统数据库分为空间地理数据、属性数据和业务数据。考虑以后考虑到其他各单位数据的共享同时要保持数据的私有性，当需要访问其它部门私有数据时要通过安全审计，根据系统设置或者特许权限进行。因此系统中的数据库逻辑上采用分布式数据库模型，总体上由基础数据库和各单位私有数据库组成。在物理结构上，可以根据现实需要分布在各个部门、科室的数据库、或者把逻辑上分布的数据库使用同一数据服务器负载。为了更好地管理数据，系统数据库的设计还采用了元数据（metadata）库的设计。元数据是指关于数据的数据，主要用于描述数据的内容、类型、精度等。元数据（尤其是空间数据的元数据）主要由系统应用程序调用和用于系统的数据交换。5.2.3数据分析图形及属性数据库的结构设计需要考虑如下几个方面的因素：1) 空间数据分类空间数据的分类主要考虑按照国家有关标准进行分类： 地形矢量数据，包括控制点到各种点状、线状、面状、标注的地形要素 业务数据，包括各类房屋、经济、人口、3d建筑模型数据等信息 编码，编码是识别空间数据的关键代码，编码的分类应以空间数据分类为原则，参考数据分类进行编码；2) 需要考虑大数据量的问题，具体包含以下几个方面： 要素分类，对地理图形的分层采用国家基础地形分类编码标准及军事业务要素分类来表达 空间数据量， 对于空间数据建立空间索引机制，提高检索的效率因为对空间数据的访问，大多是对某个区域内的数据访问。 属性数据量大，对属性数据，可以直接利用数据库的索引来提高检索效率。3) 需要考虑房屋管理功能上的需求： 各类通常用到的internet/intranet的查询、统计分析功能 房屋管理分析统计数据专题图和各类专题数据的输出 数据更新和历史数据管理功能 三维仿真与属性数据库的结合 从安全的角度来考虑空间数据索引结构表，应该将空间数据按空间位置片区建立索引，通过索引来提高对空间数据的检索和空间运算速度。5.3系统的安全设计随着系统的建成和运行，将汇集大量的地图信息和属性信息。采取什么措施以保证系统的安全性，是系统设计方案中的重要的一环。以下从系统的软件、数据和网络、制度等方面考虑。经过综合分析和我们的成功开发经验，我们将在“数字松山湖”三维影像数字地图系统中提供下面几种安全性控制措施，以确保系统软件功能、数据保密和网络方面的安全，使系统和数据尽最大可能防止和避免人为或自然的破坏。5.3.1密码控制用户进入该系统时，系统必须对用户进行身份的合法鉴别认证。系统数据的安全在一定程度上基于口令的保密，但口令的可靠程度最差，容易被他人猜测或泄露。使用口令必须对口令的长度、更换口令的最短期限等作出明确的规定。存放口令的数据库文件是经过加密处理的，密钥是一个函数，若用户输入口令x，则口令的库文件中实际存放的是f（x）。5.3.2读写权限的控制 不同岗位，不同级别的用户设置不同读写权限，使用户只能使用自己的权限范围内的模块功能。 同是本系统的用户，其对系统中的数据的操作权限是不完全相同的。按照系统功能设计，对于军事地图，地形，军事设施等数据，部队相应单位作编辑修改，也就是说他们中部分或全部工作人员对这些数据应有“写”权限。其他用户对这些数据则只能读取显示。编辑功能可以修改，增删图形及属性数据，为了防止非法修改，不同类用户对各类数据的操作权限按照东莞市房管局的工作责任区范围进行设定，只有在其责任区范围内的数据，他才有权修改。对于编辑修改后的数据，要经过数据的合法性检查，才能进入现时库。5.3.3系统升级与更新控制软件系统及系统数据的变更有统一入口，避免有不同入口引起混乱的问题。如软件系统升级及更新只在信息中心完成。5.3.4数据库备份上面几种安全机制主要用于防止系统和数据遭到使用者人为的故意攻击或无意的损坏，除此之外，系统因不可预期的原因所可能造成的磁盘坏损，系统崩溃等引起的数据丢失也是不可忽视的。为此，应该采用定期数据备份的方式最大限度地防止不可预期和抗拒的自然及人为灾害对数据的破坏，系统采用了数据与程序为离的安全方式。5.3.5用户应用情况跟踪监视跟踪监视是一种监视措施，它对那些保密数据跟踪记录有关这些数据的访问活动。跟踪审查的结果记录在一个特殊文件上。记录的内容包括：用户名、操作类型（输入、删除、修改）、操作日期和时间、所涉及到的数据等。根据跟踪审查记录可进行事后分析和调查。在系统设计时，采用了下面两种跟踪监视方案。1、使用日志文件的类型包括：系统日志、审计日志、应用日志、网络管理日志等，通过这些日志文件，可以分析数据库的变化及用户对数据库的操作.2 、使用数据库触发器是当事件（如输入、删除、修改）发生时所执行的一个或多个语句。如，要对oracle数据库中table表记录操作，并进行跟踪监视，将结果记录在tabel2表中。通过程序对触发事件insert、update和delete建立table -change触发器。3、设置放火墙对于一个运行在外部公共网络互连环境下的信息系统，为了维护信息系统内部网络的安全，防止来自外部网络的危害和破坏，有效的防范黑客窃取信息系统内部的重要信息，在内部网和外部网之间建立防火墙。防火墙功能的设置根据用户的防火策略来确定，即系统中哪些信息允计通过;哪些信息不允许通过;拒绝未经授权的用户访问系统的数据，同时允许合法用户不受妨碍地访问网络资源。六.系统功能及要求根据系统总体设计，本系统将分阶段来实施，首先建设的是三维影像政府服务系统的建设，然后进行三维房屋信息管理系统的建设。以下将分别介绍三维影像政府服务系统和三维房屋信息管理系统各自功能描述。基于三维影像的房产三维综合信息管理与发布平台三维影像政府服务系统其他三维影像系统三维房屋信息管理系统三维浏览漫游模块三维房屋信息管理模 块3d模型转换模块多源数据管理模型三维浏览漫游功能三维标绘功能poi点搜索定位功能城市热点巡视功能三维城市规划系统三维安防指挥系统三维旅游查询系统三维应急联动系统 6.1功能结构图6.1三维影像政府服务系统功能描述6.1.1三维浏览漫游功能 灵活的运动控制模式，可以提供鼠标、键盘或游戏杆控制，用户可以在三维场景中前进、后退，改变行走方向，升高、降低视点。 多种浏览方式。提供行走、驾驶等浏览模式。 可设定游览路径。提供多条游览路径，用户可以沿固定路径交互式浏览飞行。 大场景的无缝浏览。采用先进的图像压缩和调入技术，实现地形调度时真正的无缝连接。 电子地图跟踪指引。用户在三维场景中漫游时，二维电子地图可以实时指示用户的位置和行走方向（即视点和视角）。 快速空间定位功能，既在二维电子地图中点击任意点，三维场景可迅速切换到此处。6.1.2poi搜索定位功能网络客户端可基于系统提供的搜索查询功能，输入感兴趣的地物名，系统可快速实现搜索匹配，选择搜索到的对象，实现快速定位。6.1.3城市热点巡视功能根据违规用地、城市绿化以及交通监控等政府、市民感兴趣的热点问题，系统可提供迅速、直观定位，可以通过照片、问题，甚至实时视频信息对热点地区进行巡视和观察、并分析指挥。6.1.4三维标绘功能根据用户级别来授权使用，对于高级用户，系统可提供一套编辑、修改工具，客户端可以根据自己需要在三维影像数字地图上设计、标绘地物、符号以及3d模型来实现自己的应用，并可保存。6.2房产三维综合信息管理与发布系统功能描述6.2.1三维浏览漫游模块 灵活的运动控制模式，可以提供鼠标、键盘或游戏杆控制，用户可以在三维场景中前进、后退，改变行走方向，升高、降低视点。 多种浏览方式。提供行走、驾驶等浏览模式。 可设定游览路径。提供多条游览路径，用户可以沿固定路径交互式浏览飞行。 大场景的无缝浏览。采用先进的图像压缩和调入技术，实现地形调度时真正的无缝连接。 电子地图跟踪指引。用户在三维场景中漫游时，二维电子地图可以实时指示用户的位置和行走方向（即视点和视角）。 快速空间定位功能，既在二维电子地图中点击任意点，三维场景可迅速切换到此处。6.2.2多源数据管理模块 支持城市大范围、海量、多源多尺度时态数据的无缝集成与管理，包括市域地形路网水系山体、主城道路湖泊山体、街区道路建筑环境等多尺度城市现状需要的多源多精度遥感正射影像、数字高程模型、行政区划、三维城市道路（地铁）、三维建筑与环境等空间数据的集成调用显示管理，支持多种二维平面线划数据的叠加显示、查询等。 数据更新。支持导入符合一定标准要求的通用格式区域三维模型到三维平台中，可以自动替换掉原有的区域旧模型，旧模型作为历史数据保留。 数据裁剪。在指定范围内，自动生成通用格式的三维数字地图用于设计和管理使用。 支持时态三维模型的显示、查询与分析。 支持名称与空间要素查询。提供地名、建构筑物名称与空间位置的相互查询。 提供量算功能。提供位置、距离、面积、体积等空间量算。 提供快速模型建立检查工具和效果工具。基于二维地形图的建筑建模，根据二维地形图建筑属性（层数、层高），自动生成三维建筑模型，依据模型数据标准，提供快速模型检查工具；支持多层纹理和动态贴图，在浏览三维场景过程中显示动态的三维数据，如跑动的汽车、喷泉、火焰等。 属性数据连接。对空间元素能够连接外部表格属性。6.2.3 3d模型转换模块对3dmax模型支持功能系统对三维模型支持以3smax的*.x的数据格式为标准。*.x相对于3ds格式在数据量简化有较大的优势，这样能使系统得以支持很多的3d模型数据。系统支持对*.x模型数据的导入和导出。多数据格式导入。在terra builder里可导入数字高程模型（dem）、arcinfo e00 grid文件生成三维地形；支持数字正射影像（dom），可以准确匹配到三维地形上，并设置不同的表现精度；支持数字栅格地图（drg），可以准确匹配到三维地形上，并设置不同的表现精度；在te pro里支持导入数字线划图（dlg），生成道路、河流、湖泊、绿地等；支持导入二维等高线（dlg）生成三维地形；支持shape、dxf等标准数据交换格式；支持导入数字模型（dm），包括3dmax的*.x文件、autocad的dxf文件、multigen creator的flt文件。多数据格式导出。te pro里支持输出3dmax的*.x文件、autocad的dxf文件、multigen creator的flt文件、arcview的shape文件。 系统自身建模功能同时系统本身以要求具有一定模型建立能力，要求能在服务器端的系统中能够实现以下模型加载功能，同时要求系统要能够对模型具有纹理编辑、属性连接等功能： 加载三维模型 把外部文件的三维模型导入到系统中，支持多种数据格式 建筑物建模，便捷高效的即时建模工具，建筑物顶部纹理可利用系统中的影像，并可手动改正投影差，建筑物四周纹理从外部纹理库中导入，支持平顶房屋和脊形房屋建模 加载多边形立体模型 加载正六面体模型 加载圆柱体模型 加载球体模型 加载圆锥体模型 加载棱柱、金字塔形模型 加载立体箭头6.2.4房产三维综合信息管理与发布模块提供基于全区1：500大比例尺的自然和建设的宏观空间信息，包括自然山体、水体、湖泊信息，市域道路（轨道）、土地利用与市政实施现状信息，为园区房屋信息管理提供空间信息与分析服务。具体包括： 系统支持三维建筑物的双向查询。通过直观、灵活、方便的查询方式完成房产数据的查询，并把查询和检索的结果以图形和文本方式进行显示。根据数据的地理坐标或空间位置，将数据库的数据与其在三维地图上的图形元素相对应，通过图形对数据库进行操作，或者通过数据来查找、定位相应的地理位置或图示区域。 可以进行“房屋产权库信息”、“房屋分层分户数据”以及“房屋产权产籍电子档案数据”等各类信息的综合查询检索，包括属性查询、图形查询、业务查询、结果输出等功能。 可以根据空间位置、空间选择查询到三维建筑物相关的属性信息，也可根据属性信息定位到相应的三维建筑物，提供三维建筑物的各方面信息。 在房产数据、城规数据、地理数据等各类支持下，利用模糊数学、概率统计、系统工程等数学方法，建立各类分析决策模型，从而为城市房地产建设提供决策依据，包括房屋产权信息分析、房地产拆迁分析、道路拓宽分析、房地产价格评估分析等模块。 房产数据发布：主要用于向市民发布有关房产方面的政策法规、办事流程、明星楼盘、行业动态等相关信息，包括新闻中心、政府在线、产品发布、楼市楼盘、家居装饰、数字地图、交易市场、电子信访等栏目，通过此系统，展示房产局的工作成果，提供政府与市民的交互平台。 房产测绘项目统一管理：对完工的和正在进行的测绘项目进行管理、查询和统计。测绘工程项目的内容包括工程名称、登记类别、房屋地理位置、分层分户绘图及面积分摊计算。通过三维电子影像地图将测绘项目统一管理。 在查询检索的基础上，根据特定条件，进行统计，并出具统计结果，包括报表，饼图，直方图，图形等形式。对各种分析的结果，以报表（excel）、文档（doc）、图形（dwg、shp、eoo）的形式输出； 可以记录和模拟连续人、车在三维场景中的漫游效果，并输出成avi或图片格式文件。利用多媒体手段，将抽象的点、线、面等图符配以声音、动画、照片、图表、文字等，多角度、多层次地再现房屋特征，使系统产生的信息更直观、易于接受和理解。七.系统建设的概要计划7.1数据要求数据：房屋数据、路网矢量数据、境界、河流、水域、地名数据、山脉数据、标志性建筑的文字信息、图像信息、视频信息等数据；dom、demdom、dem、矢量数据均要求为统一坐标系；dom数据要求成像清晰，色彩均衡，真彩色；dom、dem数据格式为image erdas 的*.img格式；dem数据要求与实际地形匹配；矢量数据矢量数据格式均为.shp，属性中必须包含name字段，如果采用数据库管理还必须包括x、y字段；矢量数据要求与实际地貌匹配，信息完整。矢量数据分类如下：水系、国道、省道、县道、乡道、专用公路、境界、山脉等。其它视频及影音采用rm格式；图片采用jpg格式。7.2数据处理根据系统数据要求，项目所需的数据包括基础地理数据、3d模型数据、poi兴趣点数据、房管业务数据。序号数据类型数据情况备注1基础地理数据dom:（quickbird0.61米、spot2.5米）或航空影像图(1:2000精度)数据业主提供，无需再建设dem:全市