E-Touch 基于三维GIS的智能交互技术
文/天地英特软件（北京）有限公司 汪俊宇
2007年5月，美国Microsoft公司在加利福尼亚发布Surface Computer（触摸屏电脑）Milan，看上去它就像一张咖啡桌，却可以用触摸屏取代传统鼠标和键盘的台式电脑，刷新了全球人的眼睛。不久，就有消息传出：微软Windows 7将全面支持 触摸屏。
“Multi-touch”作为Surface Computer的核心技术，于是乎，也响彻2007。并有人把2007年定义为“Multi-touch”的一年。美PerceptivePixel公司的创始人Jeff Han对Multi-touch技术的诠释为：同一显示界面上双手、多点、多用户的交互。
1 信息应用的两大现状
PC计算机的智能交互：计算机技术走到2007年，伴随着IBM、Microsoft、DELL、Lenovo在过去20多年间一个高点接着一个高点的占领，以鼠标+键盘 +Windows为特征的PC计算机应用已经在政府、企业的运营，个人用户的日常生活中变成不可或缺的单元，并作出了超越时代的贡献。
然而，时至2005年后，随意问讯一位PC机用户，得道的答案都是“我的那台PC太慢了”，排除CPU、内存和互联网带宽技术的现状，我们不难得出这么一个结论： 以鼠标+键盘+Windows为特征的的PC机操作应用模式，开始跟不上用户的速度和需求了，迫切需要新的交互模式来满足非专业用户的快速操作、日里万机的决策员的快速表达和群体决策间的相互交互和表达。文本数据库的可视化表达和应用：每年约5EB（50亿GB）的新信息见诸报纸和杂志，约18EB的新信息产生于电视和广播，约170TB（美国会图书馆印刷品藏书的17倍之多）的新信息更新在万维网（WWW）。这样的数字和报道在2000年左右还很吸引眼球。数据库技术的出现和成熟，为海量信息的存储和管理提供了完美解决方案 。
随着一个五年的结束，文本数据库的建库工作基本告一段落。如何对这些文本数据库进行应用，如何针对一个决策主题，把所有相关信息从数据库中提取、显示、融合、分析和评估，是个致待给出解决方案的议题。
2 E-Touch 基于三维GIS的智能交互技术
伴随着07年5月美国微软公司Surface Computer触摸屏电脑的发布。“Multi-touch”作为智能交互技术核心之一，震撼着人们的视野。其实国内关注智能交互领域的研究早在国家“九五”期间就已经开始，天地英特（www.GeoINT.com.cn）就是其中之一，并在07年4月份就推出了针对企业级用户的E-Touch触控式智能交互平台。
大屏幕显示终端：E-Touch采用32-108英寸的等离子电视作为PC计算机的显示终端。把鼠标和键盘隐藏在大屏幕后边，作为辅助交互工具。大屏幕显示终端上即是内容的显示窗口，同时也是交互的窗口。
多指交互技术：触摸屏并不是一个新生事物。成熟的工程化产品在机场、火车站、商场、写字楼等地方随处可见。唯一不同的是这些触摸屏产品采用的单指交互模式。通过对屏幕的点击模拟鼠标的单击，实现对软件和内容的交互。但是鼠标本身具有的左键、右键、中键以及单机和双击等功能，大部分模拟不出来。更何况还有键盘的交互模式，因此传统的单指触摸屏基本上是个过渡性产品，但是基于屏幕的交互模式因为直接驱动软件和内容，速度和显示模式上，无疑给该领域开拓了一个很好的方向。
随着“Multi-touch”技术的出现和成熟，多点定位和识别，可以模拟鼠标几乎全部功能，让智能交互成为可能。并因为多指交互，可以让更多的人加入，因此出现了多人交互，于是基于同一显示界面的双手、多点、多人的智能交互模式，就这样横空出世。
三维GIS：E-Touch采用三维GIS作为系统的软件平台。隐喻掉所有的菜单，直接用内容作为界面，用少量美观的工具条作为整个系统的主控菜单。工具条设计了 Windows系统的功能，比如屏保、退出、关机等。因此鼠标+键盘+Windows的交互模式可以用为Multi-touch＋软键盘+三维GIS代替。而且三维GIS软件因为其管理的地理空间数据本身就是一个地理位置基准，因此可以在基于内容的交互上延伸出来更多的模式。
漂移菜单：E-Touch的显示屏比较大，参与交互的人分散在屏幕的不同方位。为了方便用户交互，我们设计了这些工具条可以漂移；漂移有两个层次：
设定屏幕边5％的区域为敏感区，手指或者鼠标移动到该位置后，菜单就浮出；不同的敏感区域可以驱动不同的菜单；从而在主控菜单基础上，增加一些 特性菜单，以方便用户的交互和系统的展示。
菜单在工作区，可以沿着屏幕的四个方向，按照用户指定的方向进行漂移。这样一起讨论的组员用户，可以不移动位置，就可以直接对显示内容进行交互。
以三维地理基准的多元数据库可视化融合：三维GIS的特点是以在地理位置的表达上，增加了Z的高程信息，从而在地形地物的表达上，可以可视化的表达建筑物、桥梁等地区的外部轮廓、内部结构等，因此在传统二维GIS提供的以X/Y为形式的地理基准上，对于摩天大厦、高程居民楼的各个层，以及各个房屋单元所发生的信息，都可以以地理位置作为基准，和文本数据库关联。从而实现对信息爆炸时代带来的巨大信息量的规范化管理。
如下图所示，以金门大桥为地理基准，我们关联了和其相关的多个数据库，并把数据库中的内容按照我们展示和汇报的要求，选取了部分字段和内容，展示在界面上。从而实现了我们浏览金门大桥的时候，即可通过金门大桥，索引到数据库中与之相关的所有内容，存档的，实时的，以及当前互联网上的咨询等：
其二，我们还通过三维GIS技术、多媒体技术，把数据库的内容采用可视化的形式表达出来，从而让复杂的数据库数据，以直观、可视的形式定位在其对应的地理空间中。
如下图所示：我们从金门大桥关联的数据库中，读取金门大桥的防御设施的三维数据，并按照防御实施的空间范围数据，把其可视化如下图中的形状，之后在依据其对应的地理坐标，将其定位在金门大桥对应的位置上。
基于内容的交互：传统的PC教化模式，是通过眼睛看内容，手指控制键盘和鼠标，实现计算机和人的交互。E-touch通过用大屏幕显示内容，并把菜单和特性工具条通过多指触摸技术，实现了对着内容，即可交互的模式。从而更加直观、易用。
如下图所示，我们直接在屏幕上，通过手指触摸，尽可对地理场景进行操作、标绘以及各种应用分析。从而实现了，看着内容，交互内容的模式。
用户定位：
E-touch是个可以关联多元数据库，并以三维地理位置为基准，进行可视化融合、展示和汇报的平台。因此适合用在各种指挥中心、应急中心和大众终端。
如：政府、应急办、城管、公安指挥中心、警卫、边防、消防、交通、电力、城管、水利、电力、数字城市终端等。DEMO咨询热线为：010-62978437/62971543/www.GeoINT.com.cn
