AR（Augmented Reality），即增强现实，是一种实时计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术。近年来，在计算机视觉与人工智能技术的推动下，增强现实技术发展迅速，尤其在图像跟踪注册精度、显示设备性能、人机交互自然性等方面发展势头强劲，这为AR+的相关应用提供了宝贵发展机遇。目前，增强现实技术的应用方向主要集中在军事领域、医疗领域、古迹复原与保护领域、教育领域、实物营销领域、工业制造与维修领域等。
在GIS领域中，我们针对POI（兴趣点）、BIM（建筑信息化模型）、StreetView（街景）等方向，对AR+GIS进行了一定的探索，将AR技术融合到GIS应用领域，支持虚拟的二维地图及三维场景与现实世界融合识别。尤其在目标物寻找、AR实景导航、建筑物巡查、三维楼层和剖分等领域做了一些推广应用。
在SuperMap GIS 9D(2019)产品中，我们推出了AR地图功能，提供更加真实的地图功能。与传统地图相比，AR地图交互性更强、实用性更高。下面我们将从快速地物识别、AR+BIM结合、多种应用模式、应用领域广泛四个方面进行介绍。
快速地物识别
地图识别是困扰用户的一个问题，即使是在已经定位的情况下，也存在方位、方向分辨困难的问题，比如，导航起始时，方向辨别困难，分不清向左走还是向右走，向前走还是向后走，严重影响应用体验。现在有了AR地图，问题迎刃而解。AR地图能够结合图像识别、实时传感、SLAM、GPS等技术，按照如图1所示的流程进行图像建模和识别控制操作。
图1 增强现实（AR）地图的技术流程图
通过以上技术流程，在我们的软件中实现地图自动匹配传感器位置、方位、POI等要素之间的关系，将现实世界与虚拟世界1：1融合，通过把虚拟的几何图像信息和属性信息叠加到摄像机实景中显示，并基于实时传感器的实景内容，通过触屏手势的人机交互方法更新虚拟信息，实现快速识别地物位置，并展现出更加详细真实的地物空间信息。
AR与BIM结合
BIM（建筑信息模型Building Information Modeling）能够将工程项目全生命周期的各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个三维模型中，实现工程设计、施工、运维等多专业协同。
SuperMap iMobile三维将BIM与AR技术相结合，可以让设计、施工人员使用手机或平板设备将BIM数据快捷呈现；针对工程中查看建筑构件细节的需求，通过可视化的虚拟模型与实际模型比对，快速发现施工中的问题，并将遇到的问题及时展开交流，制定设计、施工方案。
图2 三维场景与真实环境结合
剖切功能，可以高效实时展示建筑模型内部构件、管线等数据信息。
图3 BIM的剖切展示
多种应用模式
SuperMap iMobile的AR地图提供临近模式、跟随模式、无限屏浏览等多种模式，应对不同的应用要求，带来有针对性的地图应用体验。
临近模式：虚实结合，不依赖地图，能够自动识别获取并显示POI位置、距离、方向、属性等信息，可应用于地物识别、地图浏览、地物查询、POI搜索等；
跟随模式：通过手机摄像头，将实际环境与箭头结合在一起，指引目标方向，快速定位和识别目的地，在导航领域可以发挥巨大作用；
无限屏浏览：用于大范围地图的浏览，无需拖拽，解放双手。三种AR地图模式可以根据应用情况自由切换、自由组合，使用起来方便快捷。
图 4 添加图层，自动识别地物
图5 临近模式，自动识别POI
图6 跟随模式，指引目标方向
应用领域广泛
“AR+GIS”能够带来更加真实的地图体验，有着非常广泛的应用领域。如：AR导航公众应用，可结合智能语音辅助，进行全国范围的POI搜索和实景导航；移动GIS常用的调查应用，也可以通过AR地图来实现。借助AR地图进行实景调查应用，可以快速实现地物定位、POI查找，还可以进行数据1：1验证；在三维应用领域，AR与BIM相结合、AR与三维模型数据相结合，在建筑物巡查、BIM模型室内/室外漫游、楼层切分及剖分、电子沙盘等多个方面都可以发挥重大的作用。
通过摄像头传感器+POI+真实感引导，在地图和实景上显示周边的兴趣点，实现了增强现实的效果；通过传感器、地图和图像的结合，使得用户更快找到正确位置。此外，多种AR模式的提供和简单的触屏操作，从人机交互的角度提高了软件的实用性和易操作性，增强了用户体验。
上文介绍的AR地图解决了传统地图识别困难的问题，让地图不仅是信息的载体，而且具有了感知能力。基于AR技术的二维、三维GIS前景广泛，能够解决二三维一体化、“最后50米”、施工校准等问题，并为用户带来更好的应用体验。
未来，我们将在现有成果的基础上，进一步强化AR技术与GIS的融合，将AR技术应用到其它GIS传统业务中，如施工放线校准、地下管线巡查及故障点标注、AR室内导航等，形成全功能的AR地图，全面提升广大用户的GIS业务水平和信息化水平。
SuperMap iMobile一直致力于将更先进、更实用的IT技术引入GIS应用中。未来我们将把AR+GIS结合在一起，再次赋能GIS应用，给国内外用户提供专业、优质的GIS服务。
来源：重庆BIM联盟
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