当下监控与三维数字孪生的关联还停留在初级阶段，即在三维场景中嵌入摄像头模型，点击摄像头播放监控画面，这种方式存在操作复杂，不直观的问题。为解决目前的监控平台视频覆盖不全、关联性弱、无空间感、分镜头盯防等问题。通过视频融合技术，多路视频实时拼接成一路视频，三维与实时视频融合，实现监控视频与三维场景有机融合。

　　三维视频融合技术遵循数字孪生多源数据融合的原则，比视频窗口、矩阵更加直观高效，省去了人脑理解空间的时间，可有效提升数字孪生城市在物联感知操作、虚实融合交互等方面的能力，动静一体、虚实结合，让三维场景“动起来”。

　　全景视频融合是将多个不同角度的摄像头拍摄的视频融合成一个完整的全景视频，以便提供更全面、更真实的视觉体验。即将实时监控视频画面与三维模型相结合展示，通过这种融合，可以将监控视频作为一部分嵌入到三维环境中，并在虚拟场景中进行展示和分析。

　　三维视频融合技术，可提升数字孪生场景在实时、连续、动态性表达方面的表达能力，一屏还原空间内多层次的实时动态画面，满足管理者提供更直观、更准确、更高效、更有价值的使用需求，视频融合将视频与三维场景同步展现，完成拼接的图像通过与球机追视、历史回溯、场景信息增强显示等功能相结合，能够大大提高人们对于场景内整体事物、态势的洞察。通过经纬度、海拔等地理信息坐标体系，实现基于时空位置智能精准定位和时空动态分析，从而提升视频分析及人工智能的应用价值。

　　实现过程中需要考虑摄像头的位置和角度、视频采集、预处理、拼接、编码、解码、显示和交互式体验等多个方面。

　　具体而言，监控视频与三维融合包括以下几个方面：

　　· 纹理映射：将实时监控视频作为纹理应用到三维模型的表面上。通过纹理映射技术，可以使监控视频以贴图的形式呈现在模型的特定区域，从而融合到三维环境中。

　　· 视角调整：根据需要，调整观察者的视角和位置，以便在虚拟场景中正确地观察和感知监控视频的内容。这有助于提供更全面和准确的视觉信息。

　　· 交互性：在融合的过程中，可以增加交互功能，允许用户对监控视频进行操作和控制。包括放大、旋转等操作，提供更灵活和个性化的使用体验。

　　· 实时更新：基于实时监控视频，可通过不断更新纹理映射或视频流来保持与监控系统的同步，使得展示的内容始终保持最新状态。

　　多路监控视频的实时拼接

　　在传统的视频监控系统中，监管人员需要同时观看多个分镜头画面，并且很难将零散的分镜头视频与其实际地理位置相对应。目前主要是以1、4、9、16宫格的传统模式观看，镜头分散，缺乏整体感，信息传递效率低。无法对大场景进行全局实时监测和历史事件的快速回溯查找，海量零散监控视频资源既“看不过来”又“看不太懂”。

　　通过视频拼接技术，对有重叠区域的多路源视频数据利用拼接算法进行无缝实时拼接，消除重叠区域，形成宽角度、大视场视频图像，从而实现将多路监控视频拼接成一路视频，使拼接后的视频清晰无缝，并实时播放，同时支持回放查看，解决多个人同时对同一监控场景不同角度进行观看的需求，充分满足用户的需求。

将四路视频无缝拼接成一路视频的效果

　　实现过程

　　实现流程

　　多视角视频与三维融合

　　点云数据是通过三维激光扫描、

　　三维视频融合技术指把一个或多个由摄像机图像序列视频和与之相关的三维虚拟场景加以匹配和融合，生成一个新的关于此场景的动态虚拟场景或模型，实现虚拟场景与实时视频的融合，即：虚实融合。虚实融合，是把视频画面精确融合显示在三维模型对应的空间真实地理坐标位置，这种融合不会随着对三维模型的倾斜、旋转等操作而产生错位，充分发挥出三维场景的直观特点。

　　结构光等技术手段，对物体表面进行大量密集的测量，从而获取物体表面的三维坐标数据。当我们利用三维激光扫描仪扫描某一建筑表面时，我们可以得到大量密集的点，这些点带有三维坐标（XYZ）、激光反射强度和和颜色信息（RGB）等信息，它们共同创建了可识别的三维结构。简单来说，当我们使用这些高科技设备对物体进行扫描时，设备会发出激光束或结构光，通过测量激光或光线与物体表面相交点的位置，就可以得到物体表面的点云数据。

　　点云是目标表面特性的海量点集合，点云越密集，反映的图像细节和信息就越多。

　　要实现监控画面融合到三维模型并实现不同视角，包括斜视、仰视、平视和俯视，可以通过调整摄像机或观察者的位置和旋转来实现。

　　根据具体需求和使用的三维软件或引擎，有不同的方式和参数来调整视角。通常，可以通过编辑摄像机对象的属性或使用API函数来控制摄像机的位置、旋转和视角。不同的视角会影响观察者对模型和融合的监控画面的感知和理解。因此，在确定最终的视角设置时，应该考虑到场景需求、用户体验和视觉效果的平衡。

　　视频融合的意义

　　将监控画面融合到三维模型中具有以下意义：

　　·增强情境感知：通过将监控画面与三维模型相结合，可以提供更加真实和直观的情境感知。监控画面能够为观察者提供实时的视觉信息，而三维模型则为监控画面提供了空间背景和位置环境，使得观察者能够更好地理解和定位监控画面所涉及的场景。

　　·综合信息展示：融合监控画面和三维模型可以将不同类型的信息集成在一起展示，提供更全面和综合的信息。监控画面提供实时监测数据，而三维模型则可以展示周围环境、设备状态、人员分布等额外信息。这种综合展示有助于更好地理解整个场景，并做出相应决策。

　　·空间关联分析：将监控画面与三维模型融合后，可以进行空间关联分析。例如，可以通过监控画面显示的特定区域或对象，在三维模型中定位和追踪相关的设备、人员或事件。这种空间关联分析有助于准确定位问题源、优化资源分配，以及进行场景模拟和预测。

　　·可视化决策支持：通过将监控画面融合到三维模型中，可以提供更直观和可视化的决策支持。观察者可以在虚拟环境中对监控画面进行交互操作、观察分析，并基于此作出相应决策。这种可视化决策支持有助于提高决策的准确性和效率。

　　·预防和响应能力：监控画面与三维模型的融合可以增强对潜在风险和安全威胁的预防和响应能力。通过实时监控画面的显示和与三维模型的关联，可以更早地发现异常情况、追踪异常事件，并采取相应的预防和应急响应措施。

　　总之，监控画面融合到三维模型中可以提供更综合、直观和有效的情境感知和决策支持，监控视频与三维融合可以应用于多个领域，为各种应用领域带来诸多益处，如智能城市管理、工业控制、安防监控、虚拟现实仿真、建筑设计等。它可以提供更直观和沉浸式的展示方式，帮助用户更好地理解场景，并进行分析、决策和规划。