科技计划项目可行性研究报告实景三维智慧矿山应用平台创新中心.docx

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科技计划项目可行性研究报告实景三维智慧矿山应用平台创新中心

***市科技计划项目可行性研究报告

项目名称:

　　实景三维智慧矿山应用平台创新中心　

项目申请单位（盖章）:

***有限公司

单位负责人（签章）：

联系人：

电子邮箱：

电话：

手机：

传真：

***市科学技术局

二○**年*月

项目可行性研究报告内容

一、项目摘要

物联网+矿山+互联网的时代所需，矿山智慧建设通过智能信息技术的应用，形成了思考、反应和行动能力大大提升的层面，实现物物、物人、人人的全面信息集成和响应能力。

***实景三维智慧矿山应用平台创新中心，是使用无人机倾斜摄影获取的倾斜影像经过影像加工处理，通过专用软件获得倾斜摄影实景三维模型，并在矿区制高点安装高倍数高清摄像机，使用新研发的智能视频算法分析识别技术，实现全智能识别上报管理技术，对矿山管理中的违法开采、开采越界、违章施工、公共设施是否正常等进行全自动识别，达到良好的监管效果。

高空摄像机具有良好的高空视线、高清晰度，覆盖范围广等优势，实现智慧矿山管理监控系统的立体化，全面化。

在大量采集各种城市管理数据后，再通过我公司自主研发的数据融合分析展示平台来融合矿山实景三维模型及高清鹰眼监控实现矿山大数据分析及展示，为矿山管理提供强有力的数据支撑，对矿山公共管理有重大作用。

二、项目的意义和必要性

党的十八大以来，习近平总书记在一系列重要讲话中，提出了创新社会治理的新理念、新思想、新战略，积极回应人民群众对对美好生活的需要，不断增强扩大人民群众的获得感、幸福感、安全感。

智慧矿山管理是以信息为先导，整合、引导和分配城市管理的各类资源，使城市管理从定性变为定量、柔性变为刚性、封闭变为开放、静态变为动态、单一变为综合，从而改变以往矿区管理存在处置滞后的现象，形成一个及时发现问题、及时解决问题的良性管理机制。

同时，实景三维智慧矿山应用平台再造矿山管理流程，实现精确、敏捷、高效、全时段监控、全方位覆盖的管理。

新模式进一步确定了矿山管理空间、管理对象、管理方式和管理主体，是现代矿山管理思想、管理理念、管理技术和管理体制的整合与创新。

在这样的背景下，通过长时间的调研考察发现建设一套位于高空、全智能、监控区域广、成像效果好、系统功能强大的鹰眼监控系统对解决现代矿山综合行政执法管理中的难点有着相当好的监管作用，同时，系统能在第一时间将现场情况传回监督指挥中心，也能够记录执法过程，对规范执法队伍，预防违法乱纪，具有重要的意义。

三、现有工作基础

***实景三维智慧矿山应用平台创新中心大数据平台及矿山监控系统已经建设完成，***区21个关停矿区管理监控系统试点项目建设，智能识别效果超出意料，后期将使用无人机采集全***区矿区数据建成矿区三维模型数据库，已及覆盖全***区矿区的鹰眼监控平台，能实现矿区、全智能化的各类数据采集、传输及存储分析功能，该项目是该类矿山管理监控平台项目的标杆，对后期的建设及推广有着指导性意义。

项目具体情况如下：

1、***区矿山管理监控系统试点项目，于2020年2月1日开始施工建设，于2020年8月初完工开始正式运营。

2、覆盖范围：

***21个关停矿山

3、试点项目建设成效如下：

（1）监控覆盖21个矿山90%以上区域。

将对辖区内违章建筑、违章施工等违法行为起到良好的监管效果；

（2）已使用无人机采集***区21矿区倾斜摄影数据；

（3）已经形成矿区采损报告，包括经纬度，定位点，开采区域，挖填方总量。

***区实景三维智慧矿山应用平台创新中心监控管理系统已经有了成功且效果显著的试点，为***区矿山的管理打下了殷实的基础。

四、项目总体目标，实施年限，年度计划安排与阶段目标，具体考核指标

1、项目总体目标为使用无人机采集***区全区矿山数据，生成三维模型形成测量报告，在矿区建立全覆盖的高空鹰眼数据采集系统、开发智慧矿山管理大数据分析监控及展示系统。

2、年度计划安排如下，预计项目施工年限为2年完成，计划从2020年1月开始准备建设，2020年12月完工。

在本年度年内完成***区***40矿区无人机数据采集，三维模型生成，并安装鹰眼监控采集系统的、开发智慧矿山管理大数据分析监控及展示系统。

项目年度计划安排时间为2020.01.01-2021.12.31，即24个月，预计投入400万元，阶段进度如下：

（1）市场调研、用户需求收集，计划用时1个月；

（2）无人机数据采集、三维建模、试点，计划用时2个月；

（3）设计阶段（设备选型、项目产品研究开发），计划用时3个月；

（4）开发三维模型展示系统，计划6个月。

（5）融合监控，根据客户需求开发其他功能，计划8个月；

（6）投入使用并进行推广，计划用时4个月。

3、本项目具体考核指标如下：

（1）无人机采集40矿区数据，生成实景三维模型；

（2）根据三维模型对***区***40矿区进行挖土方数据，形成数据报告；

（3）开发矿山三维实景展示及监控平台1套；

（4）平台实现矿山三维实景展示、链接监控。

五、项目的研究内容及与技术经济指标的关系

1、项目研究内容

采集***区***40个关停矿山，砂场石场数据，生成三维模型，形成40矿区挖填方报告。

开发数据融合展示平台、融合矿区三维地图，链接矿区监控，最终建立完善的***区矿山数据库融合展示平台。

2、实现经济指标

（1）2020年度实现项目收入135万，增加就业岗位5个，实现税收8.55万；

（2）2021年度实现项目收入270万，增加就业岗位2个，实现税收17.11万。

六、项目涉及的行业共性技术、关键技术、公益技术分析，技术难点和创新点，技术路线

1、关键技术：

软件平台

开发平台Cesium是国外一个基于JavaScript编写的使用WebGL的地图引擎。

Cesium支持3D,2D,2.5D形式的地图展示，可以自行绘制图形，高亮区域，并提供良好的触摸支持，且支持绝大多数的浏览器和移动计算。

2、倾斜摄影技术

该技术是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术，该技术通过从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。

它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维城市模型。

该技术在欧美等发达国家已经广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。

传统三维建模通常使用3dsMax、AutoCAD等建模软件，基于影像数据、CAD平面图或者拍摄图片估算建筑物轮廓与高度等信息进行人工建模。

这种方式制作出的模型数据精度较低，纹理与实际效果偏差较大，并且生产过程需要大量的人工参与；同时数据制作周期较长，造成数据的时效性较低，因而无法真正满足用户需要。

倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和数据级精度提供保证。

同时有效提升模型的生产效率，采用人工建模方式一两年才能完成的一个中小城市建模工作，通过倾斜摄影建模方式只需要三至五个月时间即可完成，大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。

目前，国内外已广泛开展倾斜摄影测量技术的应用，倾斜摄影建模数据也逐渐成为城市空间数据框架的重要内容

3、40倍鹰眼球机监控系统

4、微波数据传输系统

本次项目采用点对多点微波系统建设视频监控系统的承载网络，其组网示意图如下：

微波传输组网图

中心站点采用华为RTN510AP作为汇聚点，与视频监控中心通过有线或者无线方式连接；在各监控点，采用RTN510RT作为末端传输设备，提供以太网口，通过交换机或者PI与各监控点的视频监控设备连接。

远程网络视频监控设备可以将摄像机采集到的1路视频信号、1路音频信号进行采集、采用高效压缩芯片或压缩软件进行视频压缩（H.264）、通过网络以单播方式发送，实时将视频文件通过网络传递给后台管理系统。

对于部分站点遮挡严重的情况，可采用站点中继的方案进行部署。

5、前端太阳能供电系统

白天，太阳能电池板在太阳光照射下产生光伏电流，在控制器的控制下为蓄电池充电，同时为用电设备提供电源。

若阳光资源不好，则蓄电池在控制器的控制下，将储存的电量放出，为用电设备提供电源。

当太阳光照条件满足充电要求时，控制器控制太阳电池组件开始新一轮的充电。

由于蓄电池具有象水库蓄水一样的功能，它在有阳光时储存的电量会逐渐累积，当遇到阴雨天（最长可允许连续十天，本系统设计为7天）不能为蓄电池充电时，蓄电池平时储存的电量可供系统继续工作，依然可稳定提供电源。

当遇到长期连续阴雨天，太阳能发电量不足，蓄电池电压持续下降，到了设定值，系统关闭负载输出功能，保护蓄电池。

当蓄电池电压升到设定值，系统自动恢复供电。

6、数据存储服务器

存储容量36TB

7、运算服务器

采用16核CPU，192G内存，4TB硬盘共计30套参与运算

8、***自建数据中心

***云计算数据中心位于***，投资约***万元，按照国内一流标准设计建设的T3+大型微模块数据中心。

9、***监督指挥中心位于***，中心包含高清显示拼接大屏、办公工位、操控电脑等。

七、知识产权和技术标准现状和预期分析

项目完成后预计获得计算机软件著作权4项，目前已获得计算机软件著作权2项：

***基于云计算的倾斜模型集群计算系统V1.0、***倾斜模型展示及应用系统V1.0。

八、项目总投资预算

项目总投资预算为402万元，由公司自筹322万元，申请科技局补助80万元。

九、项目预期成果

1、总体目标

通过项目建设，对40个矿区（***15、***28）实际情况进行考察调研，使用无人机，同时建立鹰眼数据融合展示平台、40矿山三维地图建模，最终建立起科学合理的矿山实景三维模型应用监控系统管理，由单一封闭管理向多元开放互动管理转变，实现矿山管理的科学化、严格化、精细化、长效化。

2、年度工作目标

第一年：

采集***40矿区数据，形成三维模型，安装鹰眼监控，建设微波通讯基站并开发矿山三维实景监控应用平台。

第二年：

建成覆盖全区矿山的实景三维智慧矿山应用平台创新中心，在违法采矿、超出开采边界、毁林、盗采等领域，建立起较为完善的管理信息采集，主动及时的发现机制、问题解决快速精准到位的处置机制、职责分明监督有力的综合评价机制以及管理规范运转高效的矿山管理长效机制。

3、产出指标

（1）无人机采集40矿区数据，生成实景三维模型；

（2）根据三维模型对***40矿区进行挖土方数据，形成数据报告；

（3）开发矿山三维实景展示及监控平台1套；

（4）平台实现矿山三维实景展示、链接监控。

4、项目现阶段成果展现

（1）基于cesium的开源三维平台

（2）Cesium融合矿区三维模型

（3）矿区面积计算

（4）实景三维模型与实时视频监控对照

（5）使用三维模型进行矿区挖填方计算

十、管理机制

1、无人机数据成果的管理

（1）公司所有数据成果均由质检组统一备份和管理，个人电脑上不得存放公司任何数据成果资料；

（2）外业组当天采集的数据要及时处理并上交质检组检查和备份；

（3）内、外作业组在项目实施过程中所需全部原始数据资料必须经总工审核到质检组领取，否则因原始数据问题导致项目出错，由个人承担全部责任；

（4）项目完成后要及时将数据成果上交质检组检查，如未经质检组检查直接将最终数据成果交付甲方而导致出错，由个人承当全部责任；

（5）公司任何人不得以任何理由将数据成果和原始数据资料泄露给公司外其他人；

（6）给质检组上交数据成果时要认真填写《数据最终成果确认登记表》

（7）所有数据成果经质检组检查无误并通过总工审核确认后交付公司