吳 泳，黃天勇，聞 平

（1.河海大學 地球科學與工程學院，江蘇 南京 211100；2.中國電建集團昆明勘測設計 研究院有限公司，云南 昆明 650051）

旅游業(yè)是非常具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。2019年“五一”假日期間，國內(nèi)旅游接待總?cè)藬?shù)達到1.95億人次，實現(xiàn)旅游收入1 176.7億元。龐大的旅游市場給管理者自身經(jīng)營與管理帶來了很多問題，傳統(tǒng)滯后的系統(tǒng)已無法滿足旅游業(yè)的發(fā)展，旅游產(chǎn)業(yè)信息化、智能化迫在眉 睫[1]。國內(nèi)外眾多學者對旅游業(yè)的信息化發(fā)展與應用進行了研究。一個成熟的旅游系統(tǒng)需通過互聯(lián)網(wǎng)、借助便攜的終端上網(wǎng)設備，實時發(fā)布景區(qū)信息，使游客主動感知目的地的旅游資源、旅游活動、景區(qū)情況等，從而合理安排出行計劃[2-3]。同時，綜合性的系統(tǒng)工程應涉及旅游行業(yè)的方方面面，其中的重中之重就是在基礎設施的源頭將服務作為核心看待，以信息數(shù)據(jù)的交互為主線，由此衍生設計的相關(guān)應用也應將游客的出行體驗放在首 位[4]。本文以云南省建水縣為例，利用傾斜測量、Ajax異步傳輸、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)與景區(qū)進行實時數(shù)據(jù)交互，將數(shù)據(jù)以可視化的方式呈現(xiàn)在網(wǎng)頁端，從而構(gòu)建了一個輕量便捷、功能齊全的虛擬旅游系統(tǒng)，以期通過新技術(shù)手段與多媒體交互的方式建設虛擬旅游目的地，恢復景區(qū)的歷史風貌，講述景區(qū)的文化和故事，將景區(qū)的文化之美、歷史之美、風景之美、生活之美、人文之美傳達給游客。

1 技術(shù)路線與數(shù)據(jù)準備

1.1 技術(shù)路線

隨著傾斜測量技術(shù)的發(fā)展，通過專門的軟件對無人機采集的影像數(shù)據(jù)和外業(yè)得到的像控點信息進行處理，即可在短時間內(nèi)獲得目標區(qū)域的真三維模型[5]。這種利用傾斜測量技術(shù)得到的實景三維模型具有真紋理、真三維、清晰、直觀等特點，非常適合作為虛擬旅游的源數(shù)據(jù)，使游客足不出戶就可感知旅游目的地的全景風貌；但其展示需要專業(yè)軟件的支持，局限性較大。為了解決上述問題，本文選取Cesium作為系統(tǒng)的開發(fā)平臺。Cesium是一款基于Javascript編寫的開源三維GIS引擎，通過專門的軟件可將傾斜測量數(shù)據(jù)、BIM模型、矢量數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Cesium支持的3D Tiles格式，無需安裝任何插件即可在Web端進行集成展示與交互，同時支持手機、平板等移動端的瀏覽[6-7]。

本文利用B/S架構(gòu)構(gòu)建虛擬旅游系統(tǒng)，可實時獲取景區(qū)的天氣情況、客流量情況、停車場車位信息等，并以可視化的方式呈現(xiàn)給游客，輔助游客調(diào)整出行方式和游玩路線規(guī)劃，大大提高了游客的旅游質(zhì)量和效率。系統(tǒng)的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線圖

1.2 數(shù)據(jù)準備

1.2.1 實景三維模型的生產(chǎn)與加工

傾斜測量技術(shù)是近年來發(fā)展十分迅速的一項高新技術(shù)，作業(yè)流程一般分為3個部分：①利用飛行器獲取足量影像數(shù)據(jù)，通常選擇無人機作業(yè)，有時也使用小型飛機，飛行器一般搭載一個垂直、4個傾斜的傳感器設備進行影像采集；②外業(yè)人員利用GPS-RTK進行像控點測量，獲得精確的像控點點位信息，像控點目標選擇的好壞以及指示點位的準確程度將直接影響成果的精度；③利用Smart3D軟件進行數(shù)據(jù)處理，得到目標區(qū)域的實景三維模型。

未經(jīng)處理的模型一般存在較多問題，如區(qū)域內(nèi)有很多懸浮物、部分遮擋地區(qū)產(chǎn)生空洞、水面不平整、地面上的地物發(fā)生扭曲、建筑物紋理模糊等，導致生產(chǎn)的實景三維模型表現(xiàn)效果不佳。利用武漢天際航公司開發(fā)的DP-Modeler軟件可對模型進行二次加工，對修改難度較大的建筑單體化建模，最終得到逼真、清晰、直觀的實景三維模型展示供游客欣賞，如圖2所示。

圖2 實景三維模型

1.2.2 景區(qū)數(shù)據(jù)的獲取

通過人工矢量化可得到景區(qū)的矢量數(shù)據(jù)，并賦予數(shù)據(jù)屬性信息；再利用ArcGIS Server進行發(fā)布，可在Cesium中加載展示，從而實現(xiàn)景區(qū)門票、地理位置、歷史特色等信息的查詢與展示功能。景區(qū)采用身份證或二維碼方式出、入園，可實時記錄總瀏覽人數(shù)、在園人數(shù)、出園人數(shù)等，方便景區(qū)合理安排現(xiàn)場管理人員維持秩序，游客妥善制定游玩計劃，錯峰出行。停車場等公共資源區(qū)域布設攝像頭，停車位登記車主信息，實時監(jiān)控區(qū)域內(nèi)情況，避免停車場擁擠無序而發(fā)生的潛在風險。

2 系統(tǒng)功能設計與實現(xiàn)

2.1 三維漫游

系統(tǒng)的三維漫游采用自主漫游和定點移動兩種方式。三維漫游功能旨在讓游客置身于實景三維模型之中，總覽整個景區(qū)的景色，同時結(jié)合文字介紹與導游音頻，從而豐富游客的游前體驗、激發(fā)游客的游玩熱情。

1）自主漫游功能主要針對大范圍區(qū)域設計，讓游客自主選擇移動視角和路線以達到虛擬旅游的目的。利用Cesium中封裝的scene.primitives.add方法在地圖中添加一個模型，并設置相機和模型的偏移參數(shù)；通過鍵盤監(jiān)聽實現(xiàn)對模型移動的控制，同時更新數(shù)據(jù)并刷新模型位置。具體鍵盤監(jiān)聽功能如表1所示。

表1 自主漫游鍵盤監(jiān)聽功能

2）定點漫游功能主要針對重點地物瀏覽設計，如寺廟、塔、橋、雕塑等單一或少量經(jīng)過精細修模的實景三維模型。定點漫游實際上是三維場景中一種非常普通的動畫效果，通過設置一個中心點，固定與目標點的距離與俯角，不斷地改變相機姿態(tài)，實現(xiàn)聚焦中心點環(huán)繞瀏覽。

2.2 景點信息展示

各景區(qū)簡介的可視化表達主要通過調(diào)用Cesium的相關(guān)方法來實現(xiàn)。Cesium提供的Entity方法可用于創(chuàng)建實體，在系統(tǒng)中被用于實現(xiàn)景點描述功能。利用PinBuilder方法生成自定義地圖圖釘，并作為畫布元素的實用程序類。Entity方法具有ID、Name、Availability、Show、Description、Position以及相關(guān)形狀選擇等很多屬性，其中Description屬性用于景點描述，Position屬性用于設置實體創(chuàng)建位置，相關(guān)形狀選擇Billboard并設置為PinBuilder，則可指定實體的具體呈現(xiàn)形式，如圖3所示。

圖3 景點信息展示

景區(qū)的詳細信息則通過矢量數(shù)據(jù)和Echarts插件來實現(xiàn)。將人工矢量化得到的數(shù)據(jù)進行拉伸處理，即可得到建筑物白模，再賦予其屬性信息，便可在Cesium中進行展示和查詢。Echarts提供了柱狀圖、折線圖、餅圖等多種表格樣式，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，方便游客對旅游景區(qū)的掌握，如圖4所示。

圖4 景區(qū)詳細信息查詢

2.3 景區(qū)信息實時發(fā)布

1）景區(qū)的天氣預報系統(tǒng)通過天氣網(wǎng)提供的API接口實現(xiàn)，該接口成熟、穩(wěn)定、更新及時，被國內(nèi)很多門戶網(wǎng)站使用。調(diào)用該接口可獲取目標區(qū)域的天氣情況、紫外線強度、穿衣指數(shù)和風力風向等數(shù)據(jù)，游客則可依據(jù)實時更新的天氣情況對出行計劃進行調(diào)整，如圖5所示。

圖5 天氣預報系統(tǒng)

2）景區(qū)預警系統(tǒng)主要由景區(qū)的智能化出、入園系統(tǒng)支持。游客通過二維碼或身份證等方式出入園，景區(qū)可實時掌握在園人數(shù)、出園人數(shù)以及目前總瀏覽人數(shù)。接收到實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，前端通過Ajax技術(shù)動態(tài)更新頁面，并利用Cesium Heatmap.js插件以熱力圖的方式在網(wǎng)頁端進行表達，簡單直接地呈現(xiàn)各景點的擁擠情況。景區(qū)預警系統(tǒng)可使管理者合理分配資源，對各景點進行人力調(diào)整，妥善維持景區(qū)治安；同時可使游客更好地規(guī)劃游玩時間，錯峰出行，避免浪費等待時間，如圖6所示。

圖6 景區(qū)預警系統(tǒng)

3）停車場管理系統(tǒng)主要借助?？低昗eb插件Web Components.exe實現(xiàn)。該插件是一個?？礑VR監(jiān)控在線觀看插件，僅支持B/S網(wǎng)頁開發(fā)，能在網(wǎng)頁上實現(xiàn)預覽、回放、云臺控制等功能。同時在Cesium中創(chuàng)建Entity-polygon多邊形面的實體，通過設置經(jīng)緯度將其創(chuàng)建在地圖中具體的停車場位置上，設置其材質(zhì)為實時監(jiān)控視頻，即可將監(jiān)控投影到相應的區(qū)域。該系統(tǒng)還可登記每個車位的使用情況和車主信息，并將數(shù)據(jù)實時傳輸，在前端呈現(xiàn)停車場車位的相關(guān)情況。停車場管理系統(tǒng)可減輕管理人員的管理壓力，使游客合理選擇適當?shù)某鲂蟹绞揭约坝心康牡亍⒖焖俚卣业杰囄?，如圖7所示。

圖7 停車場管理系統(tǒng)

3 結(jié) 語

隨著社會的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)文化生活也愈發(fā)豐富。旅游業(yè)作為支撐國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，具有廣闊的市場和巨大的發(fā)展?jié)摿?。在物?lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等高新技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，如果各旅游景區(qū)能把握機遇，加快自身信息化、智能化發(fā)展的步伐，打造出具有自身特色的品牌服務，就能率先搶占市場、擴大客源、打響知名度。本文研究并設計了云南省建水縣的旅游系統(tǒng)，旨在充分利用現(xiàn)有資源，以數(shù)字化的形式將建水縣的風景名勝呈現(xiàn)在游客面前。該系統(tǒng)具有一定的實際應用價值，但功能尚不夠全面，還需后期持續(xù)更新完善。