随着“智慧地球”这一概念的提出，受到了各行业各领域的关注。随即智慧城市，智慧水利，智慧消防等被一一提出。智慧消防的提出并成为破解城市消防安全困局的一种新思路和新路径。

运用消防物联网、地理信息系统、消防大数据等技术构建的“城市智慧消防”系统，不仅能有效整合社会各方力量，实时监控城市火灾危险源，科学掌握城市火灾隐患，还能准确做出科学预警和判断，系统构建城市火灾防控体系，确保城市安全。

一、三维 GIS 智慧消防平台的必要性

在2017年发布的一份《关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见（公消[2017]297 号）》中重点指出，充分运用大数据、云计算、移动互联网、地理信息等技术，依托公安网（消防信息网及指挥调度网）、边界接入平台和公安 PGIS 地图，实现灭火救援的一张图指挥、一张图调度、一张图分析、一张图决策。

在运行或在研的消防平台系统多基于二维地理信息系统进行研发，二维地理信息系统仅能展示建筑物的平面信息以及消防平面信息，不能对三维地理信息进行展示。随着三维建模技术的快速发展，新型大范围低成本三维建模技术已经成熟。

与此同时，三维技术的成熟对于消防重点单位、消防重点监控区域等的消防管理、信息录入、灭火预案、现场指挥等均有重要的实用价值。智慧消防平台的三维化趋势已经势不可挡。因此，高承载力、高融合性的三维 GIS 消防智慧消防平台设计研发迫在眉睫。

二、三维 GIS 智慧消防平台设计关键技术

1、GIS 三维快速、低成本建模技术

传统的建构筑物三维模型建立技术工作量较大，且成本较高，不具有推广性和广泛使用价值。例如CAD 三维建模技术和航空摄影测量技术建构筑物，都是利用正摄二维影像信息建立三维建构筑物立体模型。通过人工摄影方法获取建构筑物的侧面纹理和地形起伏部分纹理。在此基础上，通过商用三维辅助软件进行人工纹理粘贴，最终生成较为真实的三维立体模型。

倾斜摄影技术的诞生，使得建构筑物三维建模更加快捷方便，成本更低，且三维模型也更加精细真实，适用于大面积城市建构筑物的快速三维建模。我们之前讲过倾斜摄影技术是飞行器搭载多角度的倾斜摄影相机和定位定向系统（POS），获取地面影像信息，进一步进行三维建模的技术手段。

正是由于倾斜摄影可以从多个角度对地面建构筑物进行信息采集，因而倾斜航摄测量技术可以更便捷地获取建构筑物信息，大大降低了建构筑物信息采集的工作量。

2、GIS三维消防地理信息系统

随着广义地理信息系统应用的深入，GIS三维地理信息系统被学者提出，以处理各行业真三维空间应用问题。

GIS三维地理信息系统是布满整个三维空间的 GIS 地理信息平台，与传统的二维 GIS 地理信息平台差异明显，主要体现在空间位置和拓扑关系的描述及空间分析的扩展上。

在二维地理信息平台上，空间通过 X、Y 两个坐标轴进行定义；而在三维地理信息平台中，空间目标通过 X、Y、 Z 三个坐标轴来定义，平台增加了 Z 轴，即高度这一维度。GIS 三维消防地理信息系统即通过在开源三维 GIS基础平台上开发消防元素库、消防信息数据库、消防业务数据库等消防应用元素，基于大数据、云计算、移动互联网等智慧消防领域应用技术，在三维 GIS 一张图基础平台上开展空间维度的消防数据接入、数据展示和数据分析，实现消防历史数据的大数据分析、现在数据的实时监控和未来数据的预测推演，真正地实现对四维时空的消防可视化分析和数据高效应用。形成可以为消防物联网、应急救援指挥及大数据统计分析等智慧消防工作提供多功能服务的综合性消防工作辅助平台。

例如，在三维建筑（构）物地图的基础上，设计消防三维封装模型，可以在地图上设置起火源，布置指挥部、消防车、消防员等消防作战力量，实现可视化的消防预案设计与力量部署，为进一步实现 GIS平台的相关功能提供基础模块。

三、三维 GIS 智慧消防可视化平台应用

有学者提出提出了基于三维 GIS 技术的一张图智慧消防可视化平台设计和实现方法。由于三维 GIS 智慧消防可视化平台涉及面较多，以作战指挥平台为例三维 GIS 消防可视化作战指挥平台应具有以下功能：

第一，平台承载二维及三维地理信息，实现二维、三维地理信息的无缝对接。基于三维地理信息系统，搭建三维GIS 消防可视化分析一张图基础平台，基础平台将实现建筑三维单体的快速加载和相关数据的立体展示。

第二，过火单位信息的三维高度集成与视频影像的快速传输。消防队伍出警前、出警中以及灭火作战过程能够准确地把握过火单位的详细信息有利于科学地调度救援力量、准确地实施救援策略。随着物联网技术的发展与成熟，三维 GIS 消防可视化作战指挥平台应能够实时展示过火单位的详细基本信息。

第三，三维可视化地精准作战指挥与排兵布阵。消防指挥平台的核心是作战力量部署与信息反馈。三维可视化的作战平台可以实时获取救援车辆与救援人员的状态信息与实时位置，准确获取灾害现场的灾变信息。

第四，快速远程辅助决策指挥系统。三维消防作战指挥平台应具有快速远程辅助决策指挥功能，上级消防机构或者灭火指挥专家能够快速地了解并推测灾害演化进程，远程与现场人员实现有效互动，准确做出决策指导，以此提高救援的科学性。

第五，内嵌虚拟火灾模型与救灾模型。开发沙盘演练与预案演练功能模块，建立消防员、消防车三维封装模块，既能用于战时指挥，也能用于常时演练。

综上所述，基于大数据、云计算、移动互联网等智慧消防领域应用技术，在三维GIS 一张图基础平台上开展空间维度的消防数据接入、数据展示和数据分析，实现消防历史数据的大数据分析、现在数据的实时监控和未来数据的预测推演，真正地实现对四维时空的消防可视化分析和数据高效应用。

文章来源于网络，作者赫永恒，朱国庆，张国维。登载此文出于传递更多信息之目的，版权归原作者及刊载媒体所有，如本文中图片或文字侵犯您的权益，请联系我们。

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