CN104200303A - 三维电子沙盘系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种三维电子沙盘系统。该系统主要包括：包括：三维仿真处理模块、GIS数据模块和三维引擎模块；三维仿真处理模块用于根据用户的需要导出基础数据库中存储的多维数据，将多维数据分解为各种建筑物和地形环境，获取各种建筑物和地形环境对应的三维模型和纹理库，将三维模型和纹理贴图传输给三维引擎模块；三维引擎模块用于存储各种实时三维引擎，各种实时三维引擎包括可视化场景构造、对象处理、场景渲染实时三维引擎，从GIS数据模块中导入GIS数据，通过各种实时三维引擎利用各种GIS数据、三维模型和纹理贴图，构建出可视化三维电子沙盘。本发明实施例实现了业务数据的可视化展示，丰富了业务数据的呈现形式，增强用户体验。

Description

三维电子沙盘系统

技术领域

本发明涉及数据展示技术领域，尤其涉及一种三维电子沙盘系统。

背景技术

在当今物联网和云计算技术飞速发展的时代，一切以数据为中心，不同的传感器通过不同的方式接入网络，通过云计算的方式为不同的终端用户提供服务，将海量的业务数据提供给用户。

在企业的信息化建设中，系统、平台、数据逐步上升，只有很好地有机组织多方面的数据和业务信息，才能有利于业务监管、查询和应用。

现有的业务数据呈现形式比较单一和繁琐，没有实现业务数据的可视化展示，导致用户很能获取业务数据所体现的含义，决策者主要靠以前经验来进行判断和决策，从而影响决策的效率。

发明内容

本发明的实施例提供了一种三维电子沙盘系统，以实现对业务数据进行可视化地三维立体展示。

本发明提供了如下方案：

一种三维电子沙盘系统，包括：三维仿真处理模块、GIS数据模块和三维引擎模块；

所述的三维仿真处理模块，用于根据用户的需要导出基础数据库中存储的多维数据，将所述多维数据分解为各种建筑物和地形环境，获取所述各种建筑物和地形环境对应的三维模型和纹理库，将所述三维模型和纹理贴图传输给三维引擎模块；

所述的GIS数据模块，用于存储GIS数据，所述GIS数据包括电子地图、地理信息数据、图形数据；

所述的三维引擎模块，用于存储各种实时三维引擎，所述各种实时三维引擎包括可视化场景构造、对象处理、场景渲染实时三维引擎，从所述GIS数据模块中导入GIS数据，通过所述各种实时三维引擎利用所述各种GIS数据、三维模型和纹理贴图，构建出可视化三维电子沙盘。

所述的系统还包括：流媒体模块，用于存储、转发和管理流媒体数据。

所述的系统还包括：

数据接口模块，用于集成多维数据接口、GIS数据接口和流媒体数据接口，将通过多维数据接口接收的多维数据传输给所述三维仿真处理模块，将通过GIS数据接口接收的GIS数据传输给所述GIS数据模块，将通过流媒体数据接收到的流媒体数据传输给所述流媒体模块。

所述的系统还包括：报警处理模块，用于产生和发出报警信息。

所述的系统还包括：

通信控制模块，用于将不同类型的消息进行协议转换和封装，转换成统一的消息格式，按照统一的消息格式通过网络或远程链路与主机进行消息通信。

所述的系统还包括：

数据互动操作平台，用于将可视化三维电子沙盘、GIS数据、流媒体数据、报警信息进行统一展示，并实现多种数据的互动操作。

所述的三维仿真处理模块，具体用于设置基础数据库、模型库和纹理库，所述基础数据库中存储多维数据，所述模型库中存储各种建筑物和地形环境对应的三维模型，所述纹理库中存储各种建筑物和地表、地物的纹理贴图；

在需要构建可视化三维电子沙盘时，根据用户的需要导出基础数据库中存储的多维数据，将所述导出的多维数据分解为各种建筑物和地形环境，通过查询所述模型库获取所述分解出的各种建筑物和地形环境对应的三维模型，将所述地形环境再进一步分解为各种地表、地物，再根据分解出的建筑物和地表、地物查询所述纹理库，获取建筑物和地表、地物对应的纹理贴图，将所述各种建筑物和地形环境对应的三维模型和纹理贴图传输给三维引擎模块。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过各种实时三维引擎利用各种GIS数据、三维模型和纹理贴图构建出可视化三维电子沙盘，实现了业务数据的可视化展示，丰富了业务数据的呈现形式，增强用户体验，用户能获取业务数据所体现的含义，打造出工业互联网时代大数据可视化的多维数据一体化电子沙盘系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种三维电子沙盘系统的结构图，图中，数据接口模块11，通信控制模块12，流媒体模块13，报警处理模块14，指挥调度模块15，三维仿真处理模块16，数据互动操作平台17，Gis数据模块18，三维引擎模块19。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例中的三维电子沙盘系统是以基础地理信息数据、模型数据、纹理数据等为数据基础，以各种三维仿真的手段建立的系统。

本发明实施例提供了一种三维电子沙盘的结构示意图如图1所示，包括如下的模块：数据接口模块11，通信控制模块12，流媒体模块13，报警处理模块14，指挥调度模块15，三维仿真处理模块16，数据互动操作平台17，Gis(Geographic Information System，地理信息系统)数据模块18，三维引擎模块19。

下面分别介绍各个模块的功能：

数据接口模块11，该模块内集成了多维数据、GIS数据、定位导航数据、流媒体数据等多种数据的接口，这些接口具备不同的数据接口形式，需要分别进行适配采集。通过不同的接口分别接收多维数据、GIS数据、定位导航数据、流媒体数据等多种数据，将接收的多维数据传输给三维仿真处理模块，将接收的GIS数据传输给GIS数据模块，将接收到的流媒体数据传输给流媒体模块。

GIS数据模块18，用于存储电子地图、地理信息数据、图形数据等各种GIS数据，应用于沙盘可视化支撑。并支持用户不同类型的数据导入到电子地图、地理信息数据、图形数据，实现信息离合，从而构建出地图信息数据场景。

三维仿真处理模块16，包括基础数据库、模型库和纹理库、属性数据，应用于沙盘可视化支撑，并支持用户不同类型的数据导入到基础数据库、模型库和纹理库、属性数据，实现信息离合，从而构建出多维数据场景。基础数据库为卫星图片、数字地图、高程数据模型等三维数据。模型库中存储各种建筑物和地形环境对应的三维模型，例如建筑物、道路、地面等对应的三维模型。纹理库中存储各种建筑物和地表、地物的纹理贴图，该纹理贴图可以为建筑的外观、道路、地面等对应的图片。

用于将用户输入的各种类型的多维数据导入到基础数据库，在需要构建可视化三维电子沙盘时，根据用户的需要导出基础数据库中存储的对应的多维数据，将所述导出的多维数据分解为各种建筑物和地形环境。通过查询上述模型库获取上述分解出的各种建筑物和地形环境对应的三维模型。然后，将上述地形环境再进一步分解为各种地表、地物，再根据分解出的建筑物和地表、地物查询上述纹理库，获取建筑物和地表、地物对应的纹理贴图。最后，将上述各种建筑物和地形环境对应的三维模型和纹理贴图传输给三维引擎模块。

三维引擎模块19，用于设置可视化场景构造、对象处理、场景渲染、事件处理、碰撞检测等各种实时三维引擎，从GIS数据模块中导入各种GIS数据，通过各种实时三维引擎，利用上述各种GIS数据、上述各种建筑物和地形环境对应的三维模型，各种建筑物和地表、地物对应的纹理贴图，构建出可视化三维电子沙盘，该可视化三维电子沙盘为一种多维数据场景，将该可视化三维电子沙盘传输给数据互动操作平台。

实时三维的基本过程主要包括：通过多种合适的外部文件，包括模型数据、纹理数据、业务数据、流媒体数据等来构建多维度空间，并可处理交互设备的用户输入(比例：触摸设备、移动设备)调用实时三维引擎进行绘制处理并输出真实场景。

报警处理模块14，用于根据从数据互动操作平台等收集的信息下达报警信息，具体包含两种情况，第一种，必须马上采取行动，及时处理也是采取知识库中简单经验知识，第二种，虽为紧急情况，但并不需立即采取行动，只是要修改原有决策方案，如增加更多处理人和物，或接收到现场处置单位报告，综合各种情况优化调整部署和决策。

流媒体模块13，主要由流存储服务，流(音频、视频和多媒体)转发服务，流中心管理服务组成：主要实现对流媒体数据进行存储；流转发服务是对流(音频、视频和多媒体)数据的转发，转发对象包括客户端或流(音频、视频和多媒体)存储服务，码流转发给流存储服务用来做文件存储；流转发服务核心是对流数据的转发，使用消息协议来发送请求和接收响应，而流中心管理服务则负责处理请求和发送数据包。

通信控制模块12，用于定义统一的消息格式，将不同类型的消息进行协议转换和封装，成为可以进行统一识别和解析的消息格式，按照统一的消息格式通过网络或远程链路与主机进行消息通信。

示例性的，上述统一数据格式的具体格式如下：

消息头

发送方标识

消息编号

消息内容长度

消息内容

消息尾

其中，消息头和消息尾字段始终固定，用于标识一条消息的开始与结束；发送方标识是平台各个模块的唯一标识，说明消息来源；消息编号字段对应了该消息所属的业务类型；消息内容长度字段说明了消息内容的长度；消息内容字段包含了与具体业务相关的数据内容，该字段长度不定，使用XML(可扩展标记语言，eXtensible Markup Language)格式，具有良好的灵活性和扩展性。

数据互动操作平台17，该平台可以将可视化三维电子沙盘、GIS数据、业务数据、流媒体数据(比如视频画面)、报警信息等多种数据融合，进行统一展示，并实现多种数据的互动操作。将三维引擎模块传输过来的可视化三维电子沙盘类型的多维数据场景进行展示。在展示可视化三维电子沙盘时，可以结合GIS模块中存储的GIS数据，流媒体模块中存储的视频画面，报警模块中存储的报警信息进行统一展示，实现信息、资源与业务的联动，从功能数据间的有机交流，在联动信号都由计算机进行传递(这种传递在同一个数据库中进行)，所有的动作都记录备查，达到数据整理的业务关联和互动。并实现多种数据的联动操作。

指挥调度模块15，用于包括指令下达、调度录音、视频会商、任务执行情况监控、应急信息发布，接收来自决策规划输出的决策方案，借助通讯、信息网络协调执行所需各类资源。指令下达辅助决策产生的应急救援方案，自动通过有线无线通信系统、集群系统、多路传真等方式下达救援指令；调度录音是能够对应急救援指挥调度过程中的通话情况进行录音，以备事后总结评估；视频会商能够实现包括语音、视频、数据在内的多种信息交互的远程会商；任务执行情况监控：实现电分地图与应急救援方案的联动，能够在地图上显示救援方案的执行情况；人员出动情况；物资装备配备情况；通过现场视频图像对现场救援情况进行动态监控。应急信息发布：能够通过通讯和广播等方式进行应急信息及时发布。

在实际应用中，上述三维电子沙盘系统为具有高性能、高可靠性、技术先进、综合统一的信息化平台，以三维全息技术、地理信息系统为基础，紧密结合应急业务需求，集全景技术、空间分析技术、智能预案技术、网络技术、数据仓库技术于一体，具有实时监控、数据分析、预案管理、路线规划、安全评估和档案管理等多种综合管理功能的应用系统。系统按照信息现代化、全面提高业务处理能力和管理水平、提高科学决策能力，特别是应急可视化保障能力，为实战服务。系统将主要业务数据库信息资源、三维可视化与地理信息有机的关联与融合，提供形象直观的可视化应急信息管理和把控，为管理提供强有力的科技。

综上所述，本发明实施例通过各种实时三维引擎利用各种GIS数据、三维模型和纹理贴图构建出可视化三维电子沙盘，实现了业务数据的可视化展示，丰富了业务数据的呈现形式，增强用户体验，用户能获取业务数据所体现的含义，打造出工业互联网时代大数据可视化的多维数据一体化电子沙盘系统，该系统具有如下的有益效果：

(1)建立“一体化”管理电子沙盘：利用三维全息化技术、触摸技术、可视化技术、多媒体通信技术及网络传输技术，建立“一盘棋”管理格局，实现企业对管辖作业区平台与实时信息业务的宏观把控。决策者可以依据可视化三维沙盘系统进行判断和决策，提高决策的效率。

(2)优化日常管理业务：通过应用三维可视化与地理信息相结合的技术，解决企业业务、日常管理、相关设备设施、锚链等信息可视化问题，提高突发事件下相关信息的传递效率，提高应急处置效率。

(3)建立支持逐步完善的三维数字化场景平台：依靠先进的三维GIS与虚拟仿真技术相结合构建的电子沙盘，支持建立与现实世界的信息业务和设备实施及周边环境高度一致的生动直观的真三维场景，实现面向真实设备对象的可视化查询。同时支持分阶段、分需求逐步建立三维场景，实现可视化的技术平台。

(4)建立信息一体化管理平台：通过标准接口对接工业数据、气象数据、工业动态监管系统、视频系统的集成，实现气象、人员等信息的三维综合展示，为实时业务管理和综合决策分析提供依据。

(5)建立业务扩展平台：电子沙盘为未来信息系统建设提供可视化的平台，可在此基础上扩展更多的业务应用，提高公司管理水平和信息化水平，发挥信息数据为公司经营创造综合价值。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种三维电子沙盘系统，其特征在于，包括：三维仿真处理模块、GIS数据模块和三维引擎模块；

所述的三维仿真处理模块，用于根据用户的需要导出基础数据库中存储的多维数据，将所述多维数据分解为各种建筑物和地形环境，获取所述各种建筑物和地形环境对应的三维模型和纹理库，将所述三维模型和纹理贴图传输给三维引擎模块；

所述的GIS数据模块，用于存储GIS数据，所述GIS数据包括电子地图、地理信息数据、图形数据；

所述的三维引擎模块，用于存储各种实时三维引擎，所述各种实时三维引擎包括可视化场景构造、对象处理、场景渲染实时三维引擎，从所述GIS数据模块中导入GIS数据，通过所述各种实时三维引擎利用所述各种GIS数据、三维模型和纹理贴图，构建出可视化三维电子沙盘。

2.根据权利要求1所述的三维电子沙盘系统，其特征在于，所述的系统还包括：流媒体模块，用于存储、转发和管理流媒体数据。

3.根据权利要求1所述的三维电子沙盘系统，其特征在于，所述的系统还包括：

数据接口模块，用于集成多维数据接口、GIS数据接口和流媒体数据接口，将通过多维数据接口接收的多维数据传输给所述三维仿真处理模块，将通过GIS数据接口接收的GIS数据传输给所述GIS数据模块，将通过流媒体数据接收到的流媒体数据传输给所述流媒体模块。

4.根据权利要求2所述的三维电子沙盘系统，其特征在于，所述的系统还包括：报警处理模块，用于产生和发出报警信息。

5.根据权利要求1所述的三维电子沙盘系统，其特征在于，所述的系统还包括：

通信控制模块，用于将不同类型的消息进行协议转换和封装，转换成统一的消息格式，按照统一的消息格式通过网络或远程链路与主机进行消息通信。

6.根据权利要求4所述的三维电子沙盘系统，其特征在于，所述的系统还包括：

数据互动操作平台，用于将可视化三维电子沙盘、GIS数据、流媒体数据、报警信息进行统一展示，并实现多种数据的互动操作。

7.根据权利要求1至6任一项所述的三维电子沙盘系统，其特征在于：

所述的三维仿真处理模块，具体用于设置基础数据库、模型库和纹理库，所述基础数据库中存储多维数据，所述模型库中存储各种建筑物和地形环境对应的三维模型，所述纹理库中存储各种建筑物和地表、地物的纹理贴图；

在需要构建可视化三维电子沙盘时，根据用户的需要导出基础数据库中存储的多维数据，将所述导出的多维数据分解为各种建筑物和地形环境，通过查询所述模型库获取所述分解出的各种建筑物和地形环境对应的三维模型，将所述地形环境再进一步分解为各种地表、地物，再根据分解出的建筑物和地表、地物查询所述纹理库，获取建筑物和地表、地物对应的纹理贴图，将所述各种建筑物和地形环境对应的三维模型和纹理贴图传输给三维引擎模块。