CN102687177A

CN102687177A - 采用三维和二维数字图像的系统和方法

Info

Publication number: CN102687177A
Application number: CN2009801632398A
Authority: CN
Inventors: D·N·朱迪尔森
Original assignee: Archaio LLC
Current assignee: Archaio LLC
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2012-09-19
Also published as: JP2013509665A; CA2779525A1; EP2497066A4; AU2009354765A1; WO2011053328A1; CA2779525C; BR112012010225A2; AU2009354765B2; IL219488A0; EP2497066A1

Abstract

本发明提供了一种真实比例的坐标匹配的实时链接的双三维/二维视觉显示/查看器。显示同时地示出选择的图纸的3D数字图像和关联的2D数字图像。本发明的显示允许用户对资产的位置、周围环境和危险以及内部或外部结构场景的真实比例结构细节进行视觉化，规划结构中的进入/离开路径、点之间的最短路径和入口的数目并且跟踪显示的环境内的对象。使用该工具和3D/2D显示获得的情报可以由单个用户使用和进一步处理或可以发布给其它用户。

Description

采用三维和二维数字图像的系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及数字图像，并且更具体地涉及数字图像的观看。

背景技术

将纸件文档扫描为数字图像是公知的。数字或电子文档相对于纸件文档的优点中的一些包括减少存储空间、快速以及简单的复制、快速检索、通过电子传输（例如，电子邮件）的容易共享、数字格式的永久和非易失性性质以及诸如树木的自然资源的节省。虽然对于大多数商务活动来说，完全数字化办公还不现实，但是很难找到一种商务活动，其在商务活动的正常过程中没有严重依赖于数字文档。

例如，业主、地产开发商、建筑师和文档管理专家扫描诸如建筑物蓝图、平面图以及立管图的与财产相关的活动和历史文档，以节省空间并且使得能够更高效地复制和分发文档。然而，一旦文档被扫描，则在监视器或者显示装置上观看该纸图的数字版本时不能够通过计算机识别关于图纸的比例信息。特别地，图纸的数字图像通常捕获为具有一定像素乘像素尺寸的数字图像，没有直接或简单的装置来建立与包含的关于原图的比例信息的关系。因此，当使用监视器或显示器来观看图像时，因为纸件图纸的比例（例如，一英寸等于三英尺）对于在监视器或显示器上显示的图像来说是不成立的，因此用户不能够在视觉上从显示的图像获得真实的尺寸信息。

传统上，当纸件图纸被扫描并且被数字化以进行电子存储时，特定文档的图像原始物理尺寸以及因此图像比例的对应的可用性不再是该图像的具体属性。例如，如果基础设施图纸的纸件版本的高度为三十英寸并且宽度为四十英寸，并且然后对该图纸进行扫描，则该扫描的电子图像的计算机用户在使用不同监视器时由于显示装置的尺寸及其自身的像素分辨率而将看到不同物理尺寸的文档。因此，在该文档的电子图显示在计算机监视器上时，在文档上显示的比例（例如，八分之一英寸等于一英尺等等）将是不正确的。这是因为纸件图像的原始物理尺寸与计算机监视器的像素尺寸不具有直接的关联。结果，20英寸宽的监视器在显示整个图像时仅能够将图像显示为二十英寸宽，并且二十五英寸宽的监视器在显示整个图像时仅能够将图像显示为二十五英寸宽。而且，监视器也将不能够将整个图像显示器其原始大小，即，显示为四十英寸宽。用户没有办法知道纸图纸的原始物理尺寸是多少，而图纸上列出的图像的缩放比率与原始纸件文档的物理尺寸直接相关。因此，如果在二十五英寸监视器上观看扫描的基础设施图纸的计算机用户试图使用具有图像比例的数据来获取计算机监视器上的图像的物理尺寸以手动地计算真实比例尺寸，则该结果将是错误的尺寸值。此外，对图像进行缩放从而只有原始图像的一部分显示在计算机监视器上也破坏了图像的物理尺寸，这使得图像或图像元素的任何物理尺寸不可在与比例组合时使用以计算真实比例尺寸。基本上，一旦纸件图纸被扫描，则当在监视器或显示装置上观看该纸件图纸的数字版本时，该图纸上的比例信息不再有效和准确。

因此，纸件文档中固有的一些实用性在文档被数字化时丢失了。该丢失的实用性特别在想要确定房间的尺寸、墙壁的长度或者楼层的一部分的平方英尺的尺寸（这常常是查看图纸的主要原因）时是有问题的。另外，当对数字图纸进行标注时，常常希望标注在图形标注保持与在数字图像上显示的对象的真实比例比率的地方。

因此，在该领域中存在着没有满足的需要，即在能够确定准确地描述所显示的对象的真实且精确的尺寸信息的情况下观看和分发数字图纸。

而且，已知的是，关于建筑物的事件信息能够与建筑物的数字图纸一起显示。例如，已知的是，建筑物能够被提供有各种警报系统，美国专利申请No.10/434390公开了一种显示来自其中事件是在建筑物系统内产生的非正常状况的建筑系统的事件信息的方法。关于建筑物的信息显示在显示部分上。显示的信息可以由用户来选择和改变。也能够显示与建筑物中的非正常状况相关的警报图形。用户可以选择显示公开了火警系统警报生成装置的状态的平面图。然而，虽然可以显示该图形，但是用户不了解建筑物中的人、非正常状况以及建筑物的结构特征之间存在的准确的按比例空间关系。

在美国专利申请No.10/038572中公开了响应人员资产管理系统（RAMS）。所公开的系统利用包括紧急响应人员的响应人员可用的信息（包括本地天气、全国天气以及到其他信息的链接）。该系统还提供建筑物或设施的虚拟通行能力。然而，虽然提供了该虚拟通行，但是用户不能够按比例缩放以确定准确的空间关系。

最后，美国专利申请No.10/177577公开了一种用于检测、监视和评估结构中的危险情况的系统和方法。具有双向通信能力的传感器被策略性地布置在结构中或者布置在结构的矩阵中。这些单元是与基础计算机通信的高等级多功能检测器。然而，与上述其它系统一样，没有为用户提供空间关系从而用户不能够确定他们相对于结构内的危险情况的准确关系。

在现有技术中由于用于查看图形地示出的平面图或图纸的显示器、查看器或者图形查看端口的类型使得不能够确定空间关系。在现有技术中使用的两种传统类型的显示器是2D显示器或者3D显示器。尽管每个显示器为用户提供各种优点，但是这些优点都是受限制的。例如，用户能够使用2D显示器来绘制关于整个建筑物或结构的空间，然而该2D显示器不能够描述完整的几何形状也不能描述房间的内部的视觉特性或者结构的通路。在这样的情况下，当用户正在使用平面图的2D显示以绘制结构中的进入或离开路径时，关于特定路径的几何形状和建筑的细节不能够被完全地确定为如同它们能够处于空间的真实比例3D动画或真实比例3D虚拟表示中一样。而且，仅使用2D显示器不允许针对在沿着导航路径出现的建筑物中视觉上识别出的建筑和危险元素进行路径调整。例如，2D平面图可以指示特定的通路对于特定的设备来说是足够宽的，然而在二维表示中不能够示出所有维度上的该通路的实际高度和建筑几何形状。结果，急救队或者其它建筑物系统工人在仅使用2D平面图作为决定支持工具时看到了不完整的数据，而这能够直接导致坏的或危险的决定。

仅使用3D显示时观看平面图的优点还由于用户仅看到结构的内部而不能够快速地识别墙构造和嵌入的电气、天然气和管道工程细节而大打折扣。另外，使用3D显示的用户仅能够观察直接位于视锥内的房间中的对象的空间关系并且不了解潜在危险的/重要的邻接房间/区域特点，其包括但不限于堵塞的通道、危险材料的位置、警报状态以及其它重要的关键项目。

现有技术提供了孤立的2D或3D的图形的可视化，然而，需要一种提供改进的观看能力以具有本发明所提出的新颖的视觉数据关系的显示。这样的显示将提供3D和2D显示的累加的优点。因此，需要下述显示，其将以现有技术中未曾出现的方式创建两个相关且连接的但是独立的数据之间的同步的真实比例视觉关系。需要下述显示器，其能够形成在独立地观看真实比例3D和2D显示时（甚至在连续地观看真实比例3D和2D显示时）无法实现的真实比例3D和2D显示之间的共生的数据可视化。这样的显示器将允许3D和2D中的路径的同时显示，并且同时经由真实比例坐标链接的显示获取关键的、可测量的空间和关系数据。还想要的是，这样的显示将产生路径的准确的真实比例尺寸。

发明内容

本发明提供了一种真实比例的坐标匹配的实时链接的双三维/二维视觉显示器（查看器）。本发明的组合的同时且实时的视觉显示器能够用于有效地评估风险，定义安全和危险区域，可视化重要资产、警报器和传感器、用于内部和/或外部结构场景的危险和真实比例结构/建筑细节。通过在同步的坐标链接的真实比例视觉显示中组合3D和2D显示，情景（contextual）位置和空间数据不再相互排斥。相反地，组合的3D/2D显示使用嵌入在图像的头中的比例信息来使得用户能够获得能够同时以3D和2D处理的实时信息，这提供了正在查看的环境的情报和情况了解的独特状态。3D和2D视图的同时显示与3D和2D窗口的布置或大小、固定或浮动无关。

本发明还提供了一种用于与适于观看数字化图纸的应用程序一起使用的尺寸工具。该尺寸工具按真实比例计算数字图纸的长度和面积（规则形状和不规则形状区域）。这对于其中真实比例的图纸的尺寸或标记很重要并且是不容易随着时间流逝而保持的或者在丢失的情况下不容易重新捕获的数字化的建筑图纸或从纸件扫描为数字格式的其它图纸来说是特别有利的，

在实施方式中，本发明包括下述步骤：数字化纸件文档；捕获被数字化（例如，被扫描）的纸件的比例数据和物理参数；将比例和物理参数数据嵌入在与数字化图像的文件关联的头中。本发明进一步提供了在通过查看器应用程序观看数字化图像时对头数据进行处理从而能够在计算真实比例线长度和面积时使用头数据。例如，当正在观看的数字化纸件是平面图时，能够使用头文件来测量真实比例的平面图上的距离和面积。一旦绘制了线，则使用头比例数据计算真实比例尺寸，然后能够进一步将其转换为想要的尺寸单位并且然后示出给用户。

捕获被数字化的纸件的比例和物理参数的步骤包括捕获纸件的原始比例信息、扫描的DPI和纸件的原始尺寸。如果纸件被图像化为TIFF文件，则捕获的数据被使用TIFF头标签存储在TIFF头的私人标签中。本领域技术人员了解的是，TIFF头具有私人和公共TIFF头标签并且公共标签用于特定或单个数据类型而私人标签必须被登记以保持用于特定目的的数据。例如，用于文件大小的公共TFF头标签不能够用于存储诸如描述数据或比例数据的其它数据。私人标签是开放字段并且不具有用于写入其中的数据除非这些私人标签是已登记标签。私人标签能够由软件开发者使用或者被登记给私人公司从而特定标签能够用于一个指定的意义明确的目的。

当观看TIFF图像时，用户能够使用是查看器的一部分的绘制工具来绘制线或形状。定义线或形状的像素的位置被查看器捕获以与头数据一起用于计算线的真实比例测量的长度。如上所述，本发明用于长度（例如，线和多段线）和面积（规则形状以及不规则形状，例如，矩形、多边形和逆多边形）的测量。与TIFF图像一起采用的其它工具包括寻找最短路径（Find Shortest Path）工具，其部分地使用TIFF头中嵌入的比例信息以计算在2D地图上或在3D显示中标记的两个用户选择的或动态更新的点之间的最短、最快路径，该寻找最短路径工具还能够计算并同时显示两个用户选择的或动态更新的点之间的多个路线，例如，主（最短）路线、次（次最短）路线和第三（可选）路线以允许进一步的意外规划、允许将分立路径和进入/离开点手动或自动标记为不可通过的障碍工具、将被标记用于消防或撤离的楼梯间，并且使这些动态细节触发最短路径的再计算。3D记录路径工具记录在3D窗口上引导的路径并且同时将该路径映射在2D显示窗格上。在回放时，门检测工具自动地获取沿着分配的路径的环境取向的入口和通路作为对于在诸如黑暗和充满烟的环境的不利条件下操作的紧急和响应人员的重要辅助。生成的路径能够存储并嵌入在数字文件中以有利于规划、准备、模拟疏散和增强训练。

在这些改变时，必要的是，在危急情况下，灾难响应等急救管理人员和建筑物人员能够获取建筑物的图纸以更好地保护住户、基础设施和资产。需要一种系统和方法，其能够给在交互真实比例3D和2D视觉环境中为急救人员提供按比例的建筑平面图，从而使得这些图纸能用于急救人员并且使得系统用户能够远程地体验多个相关情况了解数据。该能力在以前仅能够服务于物理结构自身内的人员。系统和方法能够以软件包的方式实施。

比例图纸用于急救人员规划用于建筑物或结构的进入和离开路线，所述建筑物或结构包括体育馆、运动场、桥梁、隧道、码头等等。另外，能够容易地确定手动或程序化的点到点路线规划。

比例平面图用于公共急救人员在紧急事件之前和在紧急事件过程中规划进入和离开路线。为了为可能的紧急事件做好准备，建筑住户或管理方能够使用本发明公开的系统来在以3D和2D形式同时观看进入和离开建筑物的预先布置的路线的细节的同时确定这些路线。当紧急事件发生时，急救人员能够使用本发明的动态搜索和传递能力来实时地确定到紧急出口的路线。系统还允许急救人员确定到特定建筑位置或区域以及从特定建筑位置或区域的以层级形式的最短到最长格式示出的多个路线，并且允许以3D和2D方式进入或阻挡建筑的特定部分。系统允许考虑所有人类运输基础设施（例如，建筑物楼梯间）并且甚至从结构的外部到结构的任一层上的任何可进入位置确定跨过建筑物的多层的路线。

本发明有利于结构内的点到点路线规划，从而允许人员识别用于到达特定位置的精确测量的路线。急救人员将了解如何从点A到点B，并且他们必须沿着路线行进的精确距离。例如，当建筑充满烟时，救火人员不能看并且必须依赖其它手段来到达他们需要去的地方。利用该系统，救火员将精确地了解在任何给定方向上行进多远来到达位置。类似地，在体育馆和运动场中，安保人员能够利用这里公开的系统来精确地找到问题区域并且解决可能发生的安全情况。建筑物中的急救人员和住户或其它人将能够确定紧急出口的位置以及到出口的路线。能够使用动态搜索实时地确定到紧急出口的各种路线。

本发明能够以至少三种方式传递比例图纸信息。首先，在一个实施方式中，本发明在计算机监视器屏幕或显示装置上显示信息并且允许用户使用指示装置（例如，鼠标、触摸笔或其它用户指示选择装置）挑选选择的点或区域。其次，本发明能够在人员能够携带的手持装置上显示信息。第三，系统能够使用在用户的视线内显示相关信息的抬头显示。以该方式使用本发明将辅助常常在视线不好的环境下工作的救火队员。利用本发明，在暗处行走的救火队员能够观看详细显示任何需要的信息（包括当前位置和到想要的目的地的路线）的抬头显示。

至少，能够同时使用按比例显示的3D和2D，从而规划委员会或规划人员能够确定进入路线以及封闭策略或其它策略。利用所公开的系统，能够由建筑住户或建筑管理方开发预先安排的路线以确定能够增加消防安全准备、有效地用于消防演练和训练的进入和离开路线。此外，对于体育馆、运动场等等来说，安保人员能够利用所公开的系统来精确定位问题区域并且确定对于可能出现的各种安全情况的解决方案。

用户能够以至少三种方式来实时本发明：（1）一体机、（2）远程通信系统和（3）集成系统。

附图说明

已经以概括的方式描述了本发明，现在将参考附图，其不必按比例绘制，并且其中：

图1是示出根据本发明的实施方式的系统的示意性框图。

图2是本发明的实施方式的流程图。

图3是根据本发明的实施方式的用于输入与扫描文档关联的比例数据的示意性用户界面。

图4是根据本发明的实施方式的用于输入与扫描文档关联的比例数据的示意性用户界面。

图5是根据本发明的实施方式的用于观看扫描文档的示意性用户界面，其中用户已经绘制了线并且该线的真实比例尺寸显示给用户。

图6是根据本发明的实施方式的用于观看扫描文档的示意性用户界面，其中用户已经绘制了多边形并且该多边形的真实比例尺寸显示给用户。

图7是示出根据本发明的实施方式的线的长度的计算的示意图。

图8是示出根据本发明的实施方式的矩形的面积的计算的示意图。

图9是示出根据本发明的实施方式的椭圆的面积的计算的示意图。

图10是示出根据本发明的实施方式的多段线的长度的计算的示意图。

图11是示出根据本发明的实施方式的多边形的面积的计算的示意图。

图12是根据本发明的实施方式的数据显示的示意图。

图13是本发明的另一实施方式的流程图。

图14是显示3D/2D显示/查看器的示意性用户界面。

图15是如图13中所描述的仅显示显示/查看器的3D窗口的示意性用户界面。

图16是如图13中所描述的仅显示显示/查看器的2D窗口的示意性用户界面。

图17是如图13中所描述的显示3D/2D显示/查看器的应用程序壳（shell）的示意性用户界面。

图18A示出了在3D/2D显示/查看器上示出的单层上采用的寻找路径工具。

图18B示出了使用图18A的寻找路径工具计算的路径。

图18C示出了在3D/2D显示/查看器上示出的多层建筑上采用的寻找路径工具。

图19示出了与3D/2D显示/查看器一起使用的障碍路径工具。

图20示出了与3D/2D显示/查看器一起使用的门检测工具。

图21示出了与3D/2D显示/查看器一起使用的3D记录路径工具。

具体实施方式

现在将参考其中示出本发明的一些（但不是全部）实施方式的附图更完全地描述本发明。事实上，这些发明可以以很多不同形式来实施并且不应理解为限于这里阐述的实施方式；相反地，这些实施方式被提供为本公开将满足适用的法律要求。相同的附图标记表示相同的元件。

将了解的是，下面参考框图以及示出的流程图描述本发明的系统和方法。应理解的是，框图和示出的流程图的块以及框图和流程图中的块的组合分别可以由计算机程序指令来实时。这些计算机程序指令可以加载到通用计算机、特殊用途计算机或者可编程数据处理设备上以产生机制，从而在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实施在流程图块中指定的功能。

这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，计算机可读存储器能够指示计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行从而在计算机可读存储器中存储的指令产生包括实施这里描述的功能的指令的产品。计算机程序指令也可以加载在计算机或其它可编程数据处理设备上以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实施的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供了用于实施这里指定的功能的步骤。因此，框图和流程图的块支持用于执行所描述的功能的装置的组合、用于执行所描述的功能的步骤的组合以及用于执行所描述的功能的程序指令装置。还将理解的是，框图和流程图的每一个块以及框图和流程图中的块的组合能够通过执行所描述的功能或步骤的专用硬件的计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。

本发明提供了一种用于与用于查看数字化图纸的查看器应用程序一起使用的尺寸工具。该尺寸工具使得能够以真实比例测量水平和垂直长度、距离和面积（规则和非规则形状面积）。虽然本发明能够与具有按比例制作的图纸（例如，建筑图纸、工程图纸或地图）的纸件文档的数字化显示一起使用，但是下面为了示出性目的而描述建筑图纸。所公开的实施方式不应认为限制本公开的范围。

系统还允许位于第一位置的操作员将信息提供给第二位置的用户。例如，再次使用上述救火员的示例，救火员能够例如在救火员的保护装置的面具上具有抬头显示同时建筑物平面图的图像显示在其抬头显示上。这时，街道中或中央控制位置处的主管能够然后通过口头指令等等经由抬头显示为救火员提供准确的结构引导方向。

另一实施方式将建筑的所有按比例制作的图纸集成到一个系统中。因此，急救人员能够容易地获得所有结构的、电气的、水、火警、运动检测和其它重要系统。急救人员将具有不同数据的集成显示以有效地识别和定位危险情况、可能的受害者、罪犯或恐怖分子元素。

系统能够使用标准的RF通信、光学链路、蓝牙、IR链路等等。此外，三维模型能够与诸如闯入报警器、火警报警器、烟雾报警器、电子建筑管理或电子建筑信息管理系统的其它建筑系统集成从而在确定进入和离开路线或其它建筑中央决定时考虑可能存在的各种障碍，即火灾报警器、温度警告监视器、危险材料位置、专用建筑几何形状和障碍。

此外，能够使用公开的系统执行诸如桥梁和隧道的其它结构的急救规划。另外，能够使用GPS定位器来跟踪人员位置。在另外的实施方式中，使用RF三角定位法来确定准确的人员位置，使用安装在建筑物中的天线来执行RF三角定位，或者对于老式建筑物或不具有这样的天线的建筑物来说，使用便携式三角定位单元。

在另外的实施方式中，三角定位设备处于紧急反应车辆中。RF三角定位能够与GPS定位器一起使用从而使用GPS技术来了解三角定位点并且使用三角定位通过插值来确定精确位置。

系统使用现有的电子cad图纸或纸件平面图。这些平面图被处理并且输入到系统中并且存储在一个或多个服务器中。使用栅格器来进行矢量转换的系统准备纸件或老式图纸用于使用。准备的图纸被按比例绘制。一旦输入了系统，图纸就立即可由包括远程用户的所有用户使用。在一个实施方式中，图纸受到密码保护。

系统也能够用于规划、装修和设计。一旦图纸被输入并且按比例绘制，则能够向图纸添加其它的对象，例如家具、地毯和挂画。系统包括走过和平面观看特征从而能能够从多个角度观看最终的布局。因为图纸是按比例绘制的，因此能够使用所公开的系统进行详细的测量。

在系统的一个实施方式中，在结构中和结构周围可以使用一体机，其将允许用户选择起始点和终点。系统然后完全按比例地生成路线的三维描绘和二维地图显示。产生的图像将是按比例的从而用户将容易地能够确定距离。此外，一体机将允许终端用户观看建筑结构的细节并且获得用户当前位置与结构的其它部分相关的真实比例情报，这是因为一体机位置将是已知的并且能够使用系统预先映射或绘制。或者使用该系统的绘制和标记工具，一体机用户能够扩展建筑数据组，例如出口的位置和或建筑消防设备，例如消防栓，这一切都是完全按比例的并且与下面的真实比例数字建筑平面图关联。

参考图1，本发明的实施方式包括扫描仪站12、数据库14、工作站16、打印机18、文件输入装置10、发送器26和安全系统总局8。扫描仪站12包括扫描仪和捕获诸如建筑蓝图、平面图、升位图或其它建筑或设计图纸的纸件文档的数字图像所要求的相关软件。在优选实施方式中，扫描仪站12包括高速大格式扫描仪，其连接到用于处理大的数字图像的足够速度和RAM的台式计算机。在一个实施方式中，扫描仪利用ISIS或TWAIN界面，并且所使用的压缩/解压缩算法是TIFF CCITT组4，其是无损压缩算法。重要的是，算法是无损的以保存由扫描仪捕获的像素到像素位图数据。数据库服务器14包括用于存储由扫描仪及其相关软件创建的图像文件的任何适合的数据库。在另一实施方式中，图像文件被输入到数据库中作为数字文件，例如cad文件等等。数据库存储用于完整设施的整个平面图和结构细节，使得能够立即获取数据。因此，急救人员在进入结构之前能够完全地了解整个建筑布局和任何潜在的问题点。

工作站16可以是具有诸如监视器、键盘、鼠标、触摸笔等等的用户界面装置的任何适合的计算装置。工作站可以是台式计算机或便携式计算装置，例如能够显示二维和三维图像的膝上型28a、PDA28b或蜂窝电话28c。工作站包括查看器240。在示出的实施方式中，查看器240是能够读取（即，解压缩）TIFF图像并且将其显示给用户的TIFF查看器。查看器240能够例如利用由LEAD技术有限公司提供的查看器组件和工具来构造。具体地，LEAD技术有限公司提供了解压缩工具、橡皮擦工具、显示工具、覆盖显示工具、覆盖存储工具和标签读取工具，这些能够组装为TIFF查看器。查看器240的关键方面是包括根据本发明的尺寸计算器22，其用于计算利用查看器240绘制的线和形状的真实比例尺寸。

打印机18是能够从工作站16进行打印的任何适合的打印机，并且网络24将上述装置互连。网络24可以包括任何电信和/或数据网络（公共或私人的），例如局域网、广域网、内部网、互联网和/或其任何组合并且可以是有线和/或无线的。由于网络连接，这里描述的各种方法可以在分布式计算环境中实施。

在本发明的一个实施方式中，工作站16具有与其关联的一个或多个对接站。这些对接站用于将平面图和结构细节下载到诸如平板PC 28a、PDA 28b、蜂窝电话28c等等的装置。因此，除了能够打印数据之外，还能够使用电子副本。在另外的实施方式中，利用发送器26将数据发送到PDA、蜂窝电话等等。在一个实施方式中，数据被使用蓝牙技术等等发送到抬头显示。

在实施中，利用现有的蜂窝电话、wi-fi和寻呼基础设施将数据文件发送到蜂窝电话、PDA等等。在又一实施方式中，数据能够经由标准FM信号或能够发送数据分组的任何有线或无线网络来进行发送。

参考图2，示出了根据本发明的方法。作为一开始的步骤，对纸件文档进行数字化，如块58所示。该步骤包括使用扫描仪站12扫描纸件文档以创建位图格式的栅格图像或使用输入装置加载数字文件。在示出的实施方式中，对纸件文档进行绘制。正在扫描的纸件图纸的比例数据和物理参数被捕获并且与位图化的图像关联。具体地，纸件图纸的原始比例信息、扫描的DPI和纸件的原始尺寸被记录并且嵌入在数字图像内。在另一实施方式中，从文件输入装置10进行输入，即输入数字文件。

在图3中提供了用于记录该信息的示例性用户界面，其示出了用于输入正在扫描的纸件图纸的比例和物理参数数据的主文件信息窗口32。特别地，X-DPI和Y-DPI部分34、36是记录用于扫描的扫描仪的直接光学扫描特性的地方。这些值应该被校准以确保其准确性。SCN宽度和SCN高度部分38、40是扫描的图像的实际像素尺寸。比例部分42是作为整数记录图纸的实际比例的地方。输入的值可以使用在比例发现器按钮46的选择处提供的比例发现器44来计算。用户仅以正确的单位输入来自图纸的比例，并且比例发现器将把正确的比例值写入到比例部分42。例如，如果比例是一英寸等于三英尺，则比例发现器将把36写入到比例部分42。类似地，如果比例是一厘米等于一米，则比例发现器将把100写入到比例部分42。

应注意的是，记录的与数字图像文件关联的信息不必在图像被扫描或者以其他方式获取时进行记录。而且，也可以记录识别纸件文档的额外的信息，例如建筑物名称、建筑物所有者、制图的日期、准确的地理位置（即，经度和纬度）等等，如图4的用户界面50中所示。

在示出的实施例中，纸件图纸可选地被扫描并且保存为TIFF文件，并且捕获的数据被使用TIFF头标签存储在TIFF头中。TIFF标签50271是用于存储比例和物理参数数据的适合的位置。用于这样的信息的适合的数据结构可以为：

Tag 50271=DBSWWWWHHHHAABBSSSSSSSDB

DBS=Digital Building Plan Tag（字母“DBP”）

W=Width（以像素为单位的原始图像扫描宽度）

H=Height（以像素为单位的原始图像扫描高度）

A=HDPI（扫描的水平DPI）

B=VDPI（扫描的垂直DPI）

S=Scale（英寸到英寸文档比例，即1“=36”）

DB=Digital Building Identifier Tag（“DB”）

Adobe标签50271被存储为具有以“DBS”开始并且以数字建筑物识别标签（DB）结束的24个字符的可变长度的ASCII数据类型。宽度W是以像素为单位的图像的扫描宽度。高度H是以像素为单位的图像的高度。A和B分别是扫描仪的水平和垂直直接光学DPI。这是扫描仪的直接光学分辨率。比例S是从纸件图纸获取的比例。具有处于#48和#90之间的ASCII值的阿尔法-数字形式的ASCII字符可以用在数据部分中以避免数据和压缩冲突。在示出的实施方式中，值被转换为基础34数字（base 34number）。

返回参考图2，一旦已经创建了数字图像文件，则可以如块60所示的那样，可以将其优选地存储在RAID服务器或SAN内，并且输入到数据库服务器14中。然而，数字图像文件可以存储在虚拟的任何计算装置的存储器中，包括扫描站12、工作站16或蜂窝电话28c、PDA28b等等处的存储器中。在优选实施方式中，多个数字图像文件一起存储在中央数据资源库中。

数字图像可以然后由用户观看，如块62所示，优选地在工作站16处观看。数字图像文件被经由网络24发送到工作站。数字图像显示/查看器240能够用于打开和观看数字图像。数字查看器应用程序应该至少具有一些绘制工具，即至少能够绘制线并且将这些线互连以形成形状。

用户然后利用显示/查看器来绘制线或形状（例如，规则形状或不规则形状，例如多边形或反多边形）或映射进入和离开路线或者计算距离，如块64所示。计算路线的距离的长度或线的真实比例尺寸并且将其展示给用户，如块66所示。例如，如图5中所示，用户已经例如通过点击并且拖拽鼠标或者拖拽触摸笔来绘制了线70。该线的真实比例尺寸被计算并且在工具栏部分72中示出给用户，如块66中所示。在图6中提供了另一示例，其中用户已经绘制了多边形74并且该多边形的真实比例面积被在工具栏部分76中示出给用户。因此，根据本发明，数字图像查看器240被修改为获取嵌入在数字图像内的比例和物理参数信息并且计算线或形状的面积的真实比例尺寸。

在示出的实施方式中，数字图像查看器240读取TIFF头标签50271来获取比例和物理参数数据。数字图像查看器240然后为尺寸计算器22提供定义用户绘制的部分（例如，线或形状）的像素数据和从数字图像头标记读取的比例信息。尺寸计算器22然后使用该信息和线或形状的像素位置数据来计算真实比例尺寸。计算的尺寸能够在屏幕上以任何适合的格式或位置示出给用户，但是在示出的实施方式中，在窗口的底部处在工具栏中示出该尺寸。

为了示出性目的，示出了对于用户使用数字图像查看器240的绘制工具并且特别地使用鼠标输入装置绘制的标记的长度和面积的若干计算。

一般性地参考图7计算线80的长度。用户在一开始利用鼠标按下事件触发计算（同时从绘制工具栏中选择线标记）。该事件提供了以像素为单位的第一参考点（X₁，Y₁），如图7中所示。当用户释放鼠标按键时，这触发了鼠标释放事件。该事件提供了以像素为单位的第二（且最终）参考点（X₂，Y₂）。利用这两个点（（X₁，Y₁）和（X₂，Y₂）），尺寸计算器22能够如下面的等式（1）中所示地使用毕达哥拉斯理论计算其间（以像素为单位）的长度。

长度（以像素为单位）=（（x₂-x₁）²+（y₂-y₁）²）^(1/2) （1）

该长度然后除以图像的分辨率以产生原始平面图或图纸上的以英寸为单位的表征长度，如下面的等式（2）所示：

长度（以英寸为单位）=（长度（以像素为单位））/（图像分辨率（dpi））（2）

该长度（以英寸为单位）然后乘以（嵌入在TIFF图像的头中的）蓝图比例以产生线的实际长度（以英寸为单位），如下面的等式（3）所示：

实际长度=平面图长度（以英寸为单位）×平面图比例（3）

尺寸计算器22然后将该真实比例尺寸提供给查看器240以显示给用户。如果想要，则能够执行进一步的尺寸转换以计算任何想要的单位的尺寸。例如，尺寸单位能够通过简单地乘以单位转换倍数来从英寸转换为英尺或米。

接下来，将参考图8计算矩形82的面积。在一开始，用户利用鼠标按下事件触发计算（同时从绘制工具栏选择矩形标记）。该事件提供了以像素为单位的第一参考点（X₁，Y₁）。当用户释放鼠标按键时，这触发了鼠标释放事件。该事件提供了以像素为单位的第二（且最终）参考点（X₂，Y₂）。利用这两个点（（X₁，Y₁）和（X₂，Y₂）），尺寸计算器22能够如下面的等式（4）中所示地使用毕达哥拉斯理论计算其间（以像素为单位）的面积。

面积（以像素为单位）=（x₂-x₁）²+（y₂-y₁）²（4）

该面积然后除以图像的分辨率的平方以产生原始平面图或图纸上的以英寸为单位的代表面积，如下面的等式（5）所示：

面积（以英寸为单位）=（面积（以像素为单位））/（图像分辨率（dpi））²（5）

该面积（以英寸为单位）然后被平方并且乘以（嵌入在TIFF图像的头中的）蓝图比例的平方根以产生选择的矩形的实际面积（以英寸为单位），如下面的等式（6）所示：

实际面积=（平面图面积（以英寸为单位））²（平面图比例）^(1/2)（6）

接下来，将参考图9示出椭圆84的面积。在一开始，用户利用鼠标按下事件触发计算（同时从绘制工具栏选择椭圆标记）。该事件提供了以像素为单位的第一参考点（X₁，Y₁）。然后，当用户释放鼠标按键时，这触发了鼠标释放事件。该事件提供了以像素为单位的第二（且最终）参考点（X₂，Y₂）。利用这两个点（（X₁，Y₁）和（X₂，Y₂）），尺寸计算器22能够如下面的等式（7）中所示地使用毕达哥拉斯理论计算其间（以像素为单位）的面积。

面积（以像素为单位）=∏[（（x₂-x₁）/2）+（（y₂-y₁）/2）]（7）

该面积然后除以图像的分辨率的平方以产生原始平面图或图纸上的以英寸为单位的表征面积，如下面的等式（8）所示：

面积（以英寸为单位）=（面积（以像素为单位））/（图像分辨率（dpi））²（8）

该面积（以英寸为单位）然后被平方并且乘以（嵌入在TIFF图像的头中的）蓝图比例的平方根以产生选择的椭圆的实际面积（以英寸为单位），如下面的等式（9）所示：

实际面积=（平面图面积（以英寸为单位））2（平面图比例）(1/2)（9）

一般性地参考图10计算多段线86的长度。用户在一开始利用鼠标按下事件触发计算（同时从绘制工具栏中选择多段线标记）。该事件提供了以像素为单位的第一参考点（X₁，Y₁）。用户然后移动鼠标并且点击（左键）以增加额外的节点[（X₂，Y₂）,（X₃，Y₃）,…（X_n+1，Y_n+1）]。一旦用户结束了多段线，则他们能够双击左键或单击右键来结束该多段线并且触发长度的计算。这提供了在长度的计算中使用（n+1）个节点和（n）个线段；其中“n”是任意绝对数。利用这些点的集合，尺寸计算器22能够通过每个节点的循环来使用毕达哥拉斯理论（分别对于每个段）计算每个线段的长度之和，如下面的等式（10）所示：

该长度然后除以图像的分辨率以产生原始平面图或图纸上的以英寸为单位的代表长度，如下面的等式（11）所示：

长度（以英寸为单位）=（长度（以像素为单位））/（图像分辨率（dpi））（11）

该长度（以英寸为单位）然后乘以（嵌入在TIFF图像的头中的）蓝图比例以产生多段线的实际长度（以英寸为单位），如下面的等式（12）所示：

实际长度=平面图长度（以英寸为单位）×平面图比例（12）

接下来，将参考图11示出多边形88的面积。在一开始，用户利用鼠标点击事件触发这些计算（同时从绘制工具栏选择多边形标记）。该事件提供了以像素为单位的第一参考点（X₁，Y₁）。用户然后移动鼠标并且点击（例如，左键）以增加额外的节点[（X₂，Y₂）,（X₃，Y₃）,…（X_n+1，Y_n+1）]。一旦用户结束了多边形，则他们能够双击左键或单击右键来结束该多边形并且触发长度的计算。这提供了在长度的计算中使用（n+1）个节点和（n）个线段；其中“n”是任意且绝对的。利用这些点的集合，能够循环每个线段并且对于整个区域运行。通过首先识别位于多边形下面的基线然后识别其侧边由（1）多边形上的单线段、（2）从多边形部分的最右侧点到基线的垂直于基线的线、（3）基线的一部分以及（4）从基线到线段中最左侧点的线（垂直于基线绘制）构成的梯形来计算该面积。利用下面的等式（13）来计算梯形的面积：

该面积然后除以图像的分辨率的平方以产生原始平面图或图纸上的以英寸为单位的代表长度，如下面的等式（14）所示：

面积（以英寸为单位）=（长度（以像素为单位））/（图像分辨率（dpi））²（14）

该面积（以英寸为单位）然后被平方并且乘以（嵌入在TIFF图像的头中的）蓝图比例的平方根以产生选择的矩形的实际面积（以英寸为单位），如下面的等式（15）所示：

实际面积=（平面图面积（以英寸为单位））²（平面图比例）^(1/2)（15）

本发明允许用户在紧急情况下观看文件。例如，如果救火员被派遣到燃烧的建筑物，则救火员将数字文件下载到PDA等等，从而他们具有建筑物的整个结构布局。在一个实施方式中，位于工作站的第一用户将路线或其它信息提供给处于结构中的第二用户。第二用户在PDA、蜂窝电话、平板计算机、抬头显示器等等上接收该信息。

在一个实施方式中，用户在诸如计算机、膝上机28a、PDA28b等等的查看器240上观看图纸。在PDA上展示的蓝图为用户（急救响应人员）提供了入口、出口和目标位置之间的楼层空间和距离的精确尺寸。另外，系统提供了完全比例缩放功能。该比例缩放功能允许用户缩放特定区域以根据需要提供更详细或更简略的显示。在一个实施方式中，为了进行缩放，用户使用缩放工具以选择应该被缩放的区域。或者，系统将仅通过在想要的缩放区域中点击触摸笔来围绕特定区域以预置的变化量（即，10%、20%、30%）进行缩放。应注意的是，不管用户将显示放大多少，其仍然保持准确的比例。

利用测量，系统能够显示、可视化和计算关于其它结构元素的细节，例如楼梯间、电梯、入口、出口、竖井、建筑管理系统、制冷单元、紧急电源；紧急命令局、庇护区域等等。此外，喷水器、消防栓、水带软管接头、立管、HVAC系统和电气接入面板的位置也能够设置在布局上。在又一实施方式中，还能够显示危险材料。

在本发明的一个实施方式中，建筑安全系统连接在网络中。该安全系统能够提供诸如火灾警报、烟雾警报、一氧化碳警报、烟雾警报等等的主动警报。以该方式，紧急人员能够确定问题区域和潜在的救援情况。另外，建筑的运动传感器能够连接到网络中从而能够跟踪建筑物中的人员，从而使得能够增强救援工作。例如，能够使用GPS定位器来跟踪人员和设备。或者，如果存在人质情况，则警察能够使用该数据来规划恐怖解除或资产追回任务。

图12是根据本发明的实施方式的数据显示的视图。如所示的，显示被放大以使得用户能够看到想要程度的细节。在优选实施方式中，光标用于选择诸如入口116的起始点和终点110。系统根据程序计算从116到110的路线。在图12中示出两条路线。第一路线102被示出为从入口116到后勤部门中的点110。第二路线104示出为从进入点116到容纳PBX和集线器的储藏室。在一个实施方式中，示出诸如插座114、开关118和电话插孔的项目。示出了诸如电线、HVAC系统和水管的其它项目。显示器提供了来自连接到显示器的运动传感器100、热和烟雾警报器以及门窗传感器的数据。

在一个实施方式中，存在一体机120。建筑物访问者使用一体机120作为向导。在一个实施方式中，顾客使用一体机作为目录。顾客图形地显示目的地，例如想要的办公室10，或者从目录列表进行选择。不管如何，显示路线并且如果需要的化，显示诸如建筑物位置或危险的兴趣点的路线相邻区域。

用户使用缩放工具108，用户对特定区域进行缩放以根据需要提供更详细或更简要的显示。在一个实施方式中，缩放工具108选择将要放大的特定区域以进行缩放。或者，系统将使用选择的区域作为将要放大的区域的中心以预置变化量（即，5%、10%、15%等等）进行放大。在又一实施方式中，可以由用户选择预置变化量。应注意的是，在每个放大点都保持图像的准确比例缩放和所有尺寸的准确比例缩放。

如上所述，根据本发明的系统和方法提供了获取基于纸件的原始图纸的能力并且提供了允许准确的点到点测量和路线规划的按比例缩放的数字化图像。为了教导本发明的方法和系统的目的，借助于示例提供了前述实施方式。本发明不限于这些实施方式并且本领域技术人员可以在所附权利要求中定义的本发明的精神内进行各种修改和变化。

而且，如前所述，本发明能够由任何人使用，包括但不限于救火员、急救响应、命令和控制、警察、EMT、辅助工、军人和建筑物操作、管理租户和业主以及设施工程师。在一个实施方式中，本发明能够用于允许本地、联邦或国家消防、警察和急救服务用户接入的城市急救操作中心。

在图13中示出根据本发明的另一方法。在块200，对文档进行扫描或者数字化并且捕获原是文档图像比例信息、扫描的DPI和原始纸件尺寸并且将其嵌入在二维数字栅格图像的数字文件头中。扫描的文档可以包括单个建筑物的平面图，或者可以包括多个建筑物。

基于二维数字栅格图像创建真实比例的三维虚拟数字模型显示（也称为3D数字图像或3D数字显示）。具体地，手动地或程序化地使用查看器和相关工具组，以对2D数字栅格图像进行标记，从而2D标记的性质和位置进行程序化平移以创建然后用于创建关联的3D数字图像的场景图。参见块205。场景图列出描述3D数字图像的变换、性质和对象。场景图按照类似的对象类型的组而不是对象的特定顺序来进行组织。

一旦已经创建了2D数字栅格图像文件和3D虚拟模型文件，则在数据库服务器14、任何计算装置的存储器或中央数据存储器中，可以使用文件系统组织并且将每个文件存储为单独的但是关联的文件。参见块210。单独的文档被存储在文件服务器中并且与数据库记录关联。在数据库中可以优选地按照建筑物或楼层或一些通用标准来组织文档。

用户可以使用计算机或膝上机28a等等在工作站16处搜索数据库来查找要查看的数字图像文件。参见块220。数据库的用户能够定位并且观看单独的数字平面图或者数字平面图的组。数据库能够位于封闭网络、网可接入网络或不具有网络连接的本地计算装置上。

用户能够查询数据库以定位特定数字图像或数字图像的组（块230），例如，整个3D建筑物、数字化平面图文档或者单独的楼层3D场景。选择的数字图像文件然后被经由网络24分发到工作站并且在双3D/2D数字图像显示器/查看器240上按比例观看。数字查看器240可以包括（但不限于）同步图形显示装置、同步用户交互图形显示、链接图形显示、实时事件链接显示装置、同步水平显示表面、同步全息显示、同步图形屏幕、双监视器抬头显示、自动立体显示以及沈浸图形环境。在一个实施方式中，数字图像文件被预先安装到带有3D功能的视频图形硬件和软件的移动计算机系统上。

数字图像显示/查看器240能够打开并且显示数字图像文件并且获取嵌入在2D数字图像头中的原始图像/文档比例信息。数字图像显示/查看器240具有带有多个文档界面，其具有显示装置、链接并且协作的窗口或查看端口并且能够被同时观看。

在图14中示出显示/查看器240的示例性用户界面，包括应用程序壳243、两个文档查看端口（具有3D图形功能的3D窗口242和具有2D图形功能的2D窗口244）、基本绘制工具组和用于激活功能并且与3D和2D显示交互的菜单界面。3D窗口242和2D窗口244能够根据用户的偏好调整大小和位置。在一个示例中，3D窗口242占据显示/查看器240的左侧（LVP）的40%并且2D窗口244占据屏幕的右侧（RVP）的40%。

在3D显示242上显示的图像是真实比例的三维数字显示，其在一开始显示为其中用户的视角平行于文档表面的平面的首层平面视图。能够手动地改变视角并且在X、Y或Z轴上旋转，从而允许用户具有处于任何想要的角度或高度的视角。参见图14。在2D窗口244上显示的图像显示为垂直于文档的平面。例如，2D显示的成比例的数字楼层图或建筑图纸将在平面视图中观看，其在对文档进行缩放或旋转或其它操作时保持平面视图。2D数字栅格图像是主文件、真实数据，并且是在比例数据嵌入并且从在用于3D和2D窗口的该位置显示的数字图像读取时的数据的原点。

同时查看器240用作为用户提供增强的环境或情况了解和图纸中所示的结构的整体了解的工具。用户能够使用同时查看器240利用查看器240的工具操作数字图像。例如，用户能够标识在选择窗口中显示的图像上的起始点和终点（块250）；使用最短路径工具来寻找两个图形标记的/用户选择的点（在建筑物图像的情况下对结束和起始点位置没有约束或者限制）之间的最快路线（块260）；选择楼梯间并且将其设置为将仅允许用于从建筑楼层向下穿过结构计算的路线的疏散楼梯间和/或将仅允许用于从建筑位置向上穿过结构计算的路线的进入楼梯间并且使用最短路径工具来将该楼梯间用作路线计算的第一节点（块265）；使用最短路径算法和嵌入的比例信息来计算点之间的最短路径并且显示距离（块270）；在3D窗口242（块280）和2D窗口244（块285）中图形地显示最短路径并且还观看最短计算的路径的真实比例尺寸（块290）。另外，能够在3D窗口中并且利用鼠标命令选择计算的路径数据，即图形显示数据和真实比例路径尺寸数据并且显示应用程序对话框以允许对计算的路径进行命名和保存以用于将来的获取和使用（块295）。

创建二维数字栅格楼层平面图像

往回参考块220，扫描文档创建显示在2D窗口244中的真实比例2D数字图像。捕获的比例数据嵌入在2D数字图像的TIFF头中。在2D窗口244的2D数字图像中显示的每个对象由2D基本元素（通常对于墙来说是线，或者对于门、窗或其它对象来说是矩形）来表示。2D窗口244中的数字图像标识的形状可以仅是2D数据（即不具有3D关联显示的数据）或者具有3D关联显示（也称为3D相关对象）的数据。3D相关对象具有与在2D窗口中没有真实表现出来的类型、取向、离地位置和对象高度相关的额外信息。

创建真实比例三维虚拟数字模型图像

如上所述，嵌入在原始栅格2D楼层图中的比例信息也用于构造真实比例三维数字模型图像，特别地，比例信息经由场景图形平移到关联的3D虚拟模型中。使用图形地覆盖在2D窗口244中显示的原始2D数字图像上的3D相关对象数据准备3D窗口242中显示的3D数字图像/3D数字显示。2D数据组中的每个对象被评估以提取包含在3D相关对象中的信息并且与对象关联的任何预先定义的模型被添加到场景图形。（表示墙的2D数据标记对象不具有单独的关联模型。2D墙标记直接包括在真实比例3D几何元素中）。然后使用位置坐标信息布置3D对象，创建3D对象数据结构，并且指向3D结构的指针添加到关联的2D对象数据组。

使用3D数字图像，用户能够使用计算机鼠标来手动地引导建筑物的3D虚拟模型并且虚拟地穿过在3D窗口242上显示的模型的房间和门厅。3D窗口相机与3D窗口242一起使用以帮助3D虚拟模型中的路径。3D窗口相机能够设置在某一位置处以定义在3D窗口242中显示的结构的视角并且显示相机的视点的场景。3D虚拟模型中的路径能够被显示为好像虚拟移动相机位于人员的头上一样。

显示/查看器240、3D窗口242和2D窗口224被设计为协同工作。例如，3D窗口242和2D窗口224可以是应用程序壳（母应用程序）243的子应用程序，或者两个单独的应用程序可以与第三应用程序关联，或者全部三个应用程序关联在一起。结果，使用显示/查看器240，用户不仅能够同时观看2D窗口244中的平面图的2D数字图像和平面图242的对象和结构的关联的3D数字模型图像，而且能够同步地实时地在一个窗口中采取动作并且将其显示在另一窗口中。此外，使用显示/查看器240的工具，用户能够操作数字图像或者从数字图像获取信息。作为选项，本发明允许用户打开一个窗口242（参见图15）或244（参见图16），并且仅单独使用打开的窗口来操作数字图像。在母应用程序用于管理在3D窗口242和2D窗口244中进行的所有改变的情况下，在打开的窗口中进行的所有改变或其它输入被跟踪并且当该关闭的窗口再次（例如，被母应用程序243）打开时（参见图17）中继到关闭的窗口。

显示/查看器240的3D窗口242和2D窗口244是真正成比例的并且坐标匹配的，并且当在3D和2D窗口242、244中的每一个中的图像之间提供交互时是实时地链接的。通过分别将来自窗口242、244中的一个的比例、选择事件和坐标与另一个窗口关联来实现精确地保持对象同步的机制。

使用比例的同步

如上所述，原始图像/文档的比例信息嵌入在数字图像头中。该数据由数字图像查看器240获取和使用。由于3D数字图像与2D数字图像关联并且基于2D数字图像，因此真实比例在两个窗口242、244中是相同的。在一些实施方式中，窗口242、244之间的比例能够是不同的。在这样的情况下，可以使用算法来将一个窗口的比例换算到另一个窗口。

使用选择事件的同步

选择事件同步的优点是基于下述事实：每个对象移动或位置改变（用户输入）创建软件选择/转变事件。这些选择事件提供了每个对象的标识和更新后的位置。根据用户采用哪个窗口，用户在一个窗口中进行的选择事件或动作同时地在另一窗口中重复（引起重绘制）。一般来说，当对象移动时，选择的对象被标记，2D选择事件列表对每个标记的/选择的对象（登记的选择事件）进行分类并且使用对应窗口中的2D选择事件列表实施更新。根据使用哪个窗口来创建选择事件，在该处理中存在变化。

2D窗口中的对于对象进行的改变

当用户在2D窗口244中对一个或几个对象进行改变时，通过选择的对象设置标志并且标记的对象被置于2D选择事件列表。是母应用程序的一部分的空闲状态处理程序然后用于更新3D数字图像。例如，当从2D窗口删除对象时，空闲状态处理程序将循环2D选择事件列表以检查标记的对象并且在场景图形中删除表示标记的2D对象的对应的3D显示。由于3D数字模型图像是从真实2D数据变换来的因此在3D数字模型图像的更新期间删除了3D数据。

包含更新后的信息的2D选择事件列表然后循环并且生成新的3D对象并且将其置于场景图形中。因此，为了将改变应用到对象的3D显示，其必须位于场景图形中，更新其数据并且重新显示场景图形。由于场景图形被组织为松散的类似对象类型的组，因此对象的替换直接并且高效。能够对场景图形进行操作使得更新不引起整个场景的重新显示而是仅对为其记录了选择事件的受影响的对象进行重新显示。

为了防止超负荷（每个对象移动引起太多重新显示），空闲状态处理程序仅在系统检测到应用程序中的空闲状态时初始化，例如在没有选择事件、来自用户的改变或输入时初始化。这里，当空闲状态处理程序打开时，对场景图形进行改变以更新3D数字图像。通过保持跟踪哪个对象已经被选择来进一步控制不必要的改变。3D和2D数据组包含当前选择的对象的列表，并且只有这些更小列表中的对象将被改变。因此，一旦已经更新了3D数字图像，则设置标志以防止3D一侧的改变选择事件触发2D侧的改变。

3D窗口中对于对象进行的改变

当用户在3D窗口242中移动或旋转对象时，触发选择事件，在场景图形中由3D选择的对象设置标志并且创建3D选择事件列表。在3D窗口242中发生的选择事件处理对象的标识并且变换用于采取的动作的信息。变换是已经应用到3D对象的新的X、Y和Z位置和旋转角度信息。变换被仅应用于3D选择事件列表中的选择的2D对象。与在2D窗口244中发起的变化不同的是，这里，选择的2D对象数据没有被删除而是被直接修改，这是因为2D数据被作为真实数据或源数据。

使用已知的缩放因数和在2D窗口244中的显示或2D数字图像的正确显示所需的位置和取向信息来更新选择的2D数据。诸如z轴旋转或垂直位置信息的附加信息不能够在2D窗口中显示，但是保存在对象的数据组中。

这里同样地，在空闲状态处理程序检测到没有活动之后在2D数字图像的背景中进行改变以实施更新并且设置标志以防止已经更新的2D数字图像部分的新位置触发又一3D选择事件。

使用坐标的同步

双三维/二维视觉显示/查看器240的坐标匹配特征基于不显示的数学上精确的网格系统。3D和2D数字图像中的每一个具有位于其上的反映文档的精确像素尺寸的不显示的网格。显示/查看器240中的每个窗口的坐标系链接到通常为平面图的左上角的作为0,0点的公共基准点或交叉基准点。

因此，2000W×1500H像素文档具有位于其上的对应的2000×1500空间网格。该网格是计算出来的虚拟实体，其没有被画出或可见并且能够在任何轴线上无限地延伸。当以0%的缩放观看文档的整体时，文档的左上角为0Y（竖直轴），0X（水平轴）以及0Z（三维轴）（在可应用的情况下）。

显示/查看器240的2D窗口244和3D窗口242中的每一个中显示的数据对象的坐标位置的链接依赖于不显示的网格。通过坐标系的链接创建双向关系。因此，当在3D窗口242中手动或根据程序移动对象或进行标记时，2D窗口244中的对应的2D图形显示将几乎同时移动，并且反之亦然。

显示/查看器240中的坐标系通过允许分离的像素组图形地上颜色来标记选择的形状、线或点来进行链接。事实上，点标记能够小到1像素宽1像素高。因为像素具有不能划分的有限大小，因此线和形状的图形显示始终是估计的。

坐标系允许定义相对位置并且相对位置对应于其它相对或任意位置。本发明的坐标系可以甚至对应于由诸如包括经度和纬度的地理坐标系（例如，GIS系）的外部坐标系定义的真实世界位置。显示/查看器240能够从第三或外部坐标系接收坐标输入，只要外部坐标网格和比例能够转换为由窗口242、244共享的坐标系。通过变换不同的坐标系比例并且定义至少一个公共基准点来进行这样的转换。优选的是，将建立多个公共基准点。

通过使用外部坐标系，本发明允许用户接收基于地理坐标系描述资产或对象的位置的坐标数据并且将这些坐标平移到结构的3D和2D窗口242、244显示上的点。

在实施时，由于从嵌入在数字图像头中的比例数据导致的网格和相对真实比例测量的大小，使得在2D窗口244中图形地定义的点能够被计算为具有特定坐标位置。

本发明组合情景和结构上连接的视觉信息以允许用户获得结构的增强的情况了解并且智能地导引通过结构。例如，用户能够同时在3D窗口242中看到它们真实比例空间环境（看到房间的样子）和它们准确的真实比例取向（关于终点/目标）并且在2D窗口244上显示的2D图像中看到建筑物中的当前位置。

3D/2D显示/查看器240的坐标链接的双且同时的特点当与查看器240的工具组合时允许用户与每个窗口242、244中的数字图像交互并且因此更好地了解周围环境。用户能够手动地跟踪路线、体验（虚拟地走过）路线、描述在虚拟走过过程中的路线的环境、在2D查看端口中观看资产位置的实时位置标识符并且获得被显示和保存的引导路径的对象和位置之间的真实比例尺寸。而且，一旦能够记录结构的3D视觉引导，则能够使用标准的视频文件输出来进行发布。

工具

显示/查看器240采用的工具包括（但不限于）基本比例尺寸计算器22、基本图形绘制工具组（能够在数字图像上进行精确的颜色标记）、寻找最短路径工具300、路径障碍工具360、门检测工具330和疏散模拟工具。这些工具可以由母应用程序234管理并且能够在任一窗口242、244中使用。

绘制工具

如上所述，绘制工具410允许用户利用矢量或栅格图形绘制构造线、形状和点。这些绘制然后被呈现在原始绘制的数字文档上的层上。使用本发明的显示/查看器240，用户能够使用基本绘制工具在2D窗口244上描绘路径并且使得同一路径精确且程序化地显示在3D窗口242中。3D窗口中显示的路径显示为完全按比例的并且反映结构的准确尺寸。在3D窗口242中虚拟走过的路线能够可视地记录为用户生成的动画，保存和回放，将在下面进行讨论。

寻找最短路径工具

参考图18A，寻找最短工具路径300使用算法来自动地计算和允许可视地绘制在3D或2D窗口中选择的点之间的最短路径。该寻找最短路径工具通过变换映射矩阵和在数字文档平面图图像中存在的距离/面积数据来工作并且自动地计算最短路径。获得最短计算的路径和关联的路径真实比例尺寸并且能够将其根据嵌入在TIFF图像的头中的比例来计算。

在实施时，用户选择寻找最短路径工具300，然后在选择的窗口中在一个数字图像上图形地标记起始点和终点。例如，急救人员能够将起始点302标记为建筑物中的门口并且将终点304标记为受害人或人质可能位于其中的计算机教室并且使用寻找最短路径工具300来计算这两点之间的最短路径306。参见图18A和18B。工具300能够在单层上使用，如图18A和18B中所示，或者跨过多层，参见如图18C中所示的寻找最短路径工具301。当跨过多层使用工具301时，在路线计算时，将识别并且遍历建筑物以寻找紧急楼梯间、入口和出口。参见图18C，其示出了起始点312、终点314和路线316。

该工具300、301即使在建筑物的楼层被视觉地或物理地阻碍时能够帮助急救响应或其它人员从门口引导到楼梯间。该寻找最短路径工具也可以由急救响应人员使用来甚至在到达场景之前或者在不了解建筑物的内部结构时确定到达建筑物内的紧急位置的最短路线，从而节省宝贵的时间。

在优选实施方式中，通过沿着穿过结构图纸的计算出的路径的有色线306在2D窗口244中示出了最短路径并且在3D窗口242中通过红色3D浮动多段线形状308示出该路径。参见图18B。还示出了真实比例尺寸的路径的视觉显示。在计算路径并且在3D和2D窗口244、242中进行了视觉绘制之后，用户能够将3D窗口相机布置到优选的结构进入点并且容易地可视化，并且识别最短路径的开始。最短路径标记和路径方向能够通信给第一救援队或由救援队原地获得。另外，计算的路线能够自动地回放为经过动画，从而允许急救人员观看整个路线和沿着该路线的所有建筑物结构元素、关注对象和危险。

路径障碍工具

图19示出了路径障碍工具360，其用于图形地标记将阻止通过特定区域或者作为一般的危险标记的路径障碍和危险。用户选择障碍工具，然后在任一窗口中图形地标记受影响的区域以触发比例视觉“不要进入”标记到窗口数据组中的程序化放置。该动作分别准确地改变3D和2D场景364、362的视觉几何形状，并且数学地改变寻找路径工具所使用的映射矩阵的组成。

在已经在图像或显示中的至少一个上标记了受阻碍的区域之后，本发明能够在完全考虑了路线选择减少的情况下自动或手动地重新计算并且视觉地显示最短路径选择。该工具360能够由急救响应人员使用来利用实时事件以及本发明的用户交互将地图和尺寸数据变化到特定实时显示情报中从而立刻并且准确地更新战略计划和指令。

门检测工具

例如，门检测工具330可以由3D窗口242采用并且用于自动地或程序化地计数选择的路径或由本发明的用户虚拟地经过的门。参见图20。进行中的计数可以视觉地在3D窗口中显示给该工具的用户。例如，可以显示对话框以示出左门计数332和右门计数334中的每一个。总的门计数能够通信给救火队或者由该队自己获取。救火队能够使用门检测工具来计数选择的路径中的门的数目或者确定门的位置，并且甚至验证他们是否处于正确的路径上。因此门检测工具还用于辅助引导通过低可视性环境。

3D记录路径工具

显示/查看器240也可以采用3D记录工具路径350。参见图21。该工具350最好与3D窗口242一起使用，然而，在一些变型中，该工具也能够在2D窗口244中使用。

3D记录路径工具350允许应用程序用户视觉地记录在3D窗口242中观看的每个虚拟移动和场景。当3D记录路径工具启用时，3D数字图像中的3D相机的真实比例起始点352、准确路径获取354和当前位置356同时并且实时地图形地显示在2D窗口244中示出的2D数字图像平面图上。3D窗口242将示出在2D窗口中示出的路径354的3D视图。附图标记358标识在2D窗口244中示出的路径354的当前位置356处获取的3D视图。因此，当用户虚拟地走过3D平面图模型时，用户的虚拟位置直接与原始的2D平面图上的准确坐标关联。而且，在尺寸框400中能够示出路径的长度的准确的真实比例尺寸。

在2D窗口244中使用的虚拟标记可以是在2D图像的上面的虚拟层中绘制的红线。该红线将基本上跟踪用户在3D视图中行走的路径并且沿着该路径绘制标记点或路线节点。本发明能够采用尺寸对话框来利用嵌入的比例数据实时地显示记录的路径的准确的测量的长度。

一旦3D记录路径工具停止，则用户不是仅看到与起始点和终点一起获取的准确路径，而是能够重放在3D窗口242中走过的虚拟3D路径或者将整个3D视觉序列，即动画电影保存为标准的.avi、mp4或各种其它用于发布的标准视频格式。

能够在各种场合和情况下使用3D记录路径功能。例如，用户能够通过扫描博物馆的一部分的纸件图纸来创建博物馆平面图的准确的按比例的虚拟模型。当创建3D数字图像时，能够在该3D博物馆平面图内准确地建模和示出任何家具、雕塑和挂墙艺术品。应用程序用户然后能够走过虚拟3D博物馆并且启用3D记录路径工具以查看路径的准确的虚拟显示（或电影）。这可以用于引导博物馆游客通过博物馆的展区，或者允许远程博物馆管理者在另一国家并且在没有物理地存在于所观看的博物馆中的情况下查看完全准确的博物馆和艺术品布局。该工具也能够用于标记材料和虚拟艺术品展示以及从远程位置并且在没有现场访问的费用的情况下管理整个展览。

在另一示例中，3D记录路径工具能够由急救组使用来在紧急情况下获得无价的对于建筑物内部布局的观看。使用3D记录路径工具，在场景中收集的战略信息能够与3D平面图模型结合使用并且允许用户获得急救位置的详细的完全按比例的视觉引导。而且，利用该工具，用户能够绘制结构中的进入或离开路线，在真实比例3D动画中自动地观看整个长度的路径并且基于仅能够使用本发明进行视觉化并且并入到数字图像中的建筑和危险元素来智能地调整引导路径。这些记录的3D平面图视觉化能够用于基于正在显示的信息和在命令和控制方面展示的新方式或者发送到现场作为用于场景的急救响应人员的预先规划的引导的信息来进行进一步的战略决定。由于TIFF头中嵌入的比例使得所有这些使用从始至终保持了准确的比例和尺寸数据。应注意的是，使用本发明的工具创建的栅格图像被从一个源发送到另一个同时在整个过程和终端用户活动中保持真实比例。

疏散模拟工具

疏散模拟工具允许3D/2D同步查看器240的用户将由最短路径工具300计算的数据扩展到更大比例模拟。基本上，一旦已经通过最短路径工具300计算了最短路径并且该路径已经图形地显示在3D和2D查看端口中，则最终用户能够在3D或2D窗口中选择该路径并且通过右键菜单激活新的功能。

该疏散模拟工具将与在建筑物3D/2D数据组中编码的人口密度数据一起使用以描述处于最短路径起点附近的人的数目。疏散模拟工具将然后使用嵌入在tiff头中的真实比例尺寸信息来计算周围区域以及估计的人口所占的区域的尺寸。与虚拟人群模拟、质点方法或群算法组合，疏散模拟工具将然后计算将花费多长时间来将人口密度数据中编码的人的总估计数沿着真实比例计算最短路径移动通过所有结构瓶颈来到达最终路径位置。用户将模拟/选择时间或事件描述，其将改变建筑物3D和2D数据组中的估计的人口密度数据。然后，模拟器将考虑用于路径穿过的建筑物的各部分的准备好的密度信息。时间估计将显示给终端用户并且终端用户能够运行沿着疏散路线移动的虚拟人的群组的视觉回放。

上述工具中的每一个能够单独或组合使用。例如，用户能够组合寻找最短路径工具300、301和3D记录路径工具360以不仅遵循在一个窗口中的同时在对应窗口中绘制的最短路径，而且观看从3D数字显示获得的选择的路径的记录的电影。

使用本发明，用户还可以手动地在数字图像上记录额外危险、障碍或其它场景上的注意数据的存在或者同时观看来自3D记录路径工具的记录的3D视觉路径的重放。该增加的信息能够然后发布/中继给真实世界建筑物位置内的其它急救响应人员或者允许快速进入或离开该建筑物的位置的其它急救响应人员。该特征允许急救队队长命令和控制人员随着通过使用本发明获得新的信息而不断地更新它们的响应计划。在没有本发明的情况下，信息将部分地对于终端用户来说是不可用的。

跟踪真实世界急救响应人员

真实比例的坐标匹配的实时链接的双三维/二维视觉显示/查看器240能够用户跟踪真实世界对象（资产）并且同时地在2D平面图上图形化地标记它们的位置并且使其作为3D窗口242中的对应对象。该显示的相关视觉环境的组合使得能够将数据的两个独立流变换为一个一体的信息。

在实施时，急救响应人员能够配备有发送器/接收器装置。这些装置使用位置方法来识别资产是否与一些成比例的基于坐标的系统相关。例如，如上所述，能够与GPS地理坐标系或者产生网格实体的局部位置网格相关地获取资产位置并且将资产位置连接到局部网格内的坐标。

例如，响应者能够配备有GPS装置，其能够接收/发送位置或识别信号到建筑物外部的接收器位置或者配备有灾难证实信号重复和放大单元的结构内已有的接收器。这些重复信号和放大单元被设计为拾取低强度/低功率个人GPS装置信号并且将信号重发送到外部接收器从而能够计算位置数据。

在另一示例中，响应者还能够配备有无线电发送器或接收器，这能够被称为资产标签。在本领域中已知的系统中，计算机链接的移动收发器的本地组发出无线电信号并且从资产标签接收返回的信号。本发明可以采用本领域中已知的三角或多点定位方法来检测资产或急救响应人员的坐标。根据实施资产标签的系统的类型，能够根据资产标签和接收器站的类型、强度和广播范围以各种方式参考该局域化网格来确定资产标签位置。

一旦使用上述方法计算了对象的位置（例如，急救响应人员的位置），则能够将坐标网格和比例平移为与本发明的坐标系对齐。所有坐标系中公共的基准点被建立为能够与该点相关地绘制位置。

急救响应人员的资产坐标数据能够同时使用本发明的3D/2D双视觉显示/查看器240同时图形地显示。在资产位置坐标数据被更新时，对象或急救响应人员的位置也在3D和2D数字图像中进行更新。

本发明的显示/查看器240和工具通过允许用户查看以现有技术中没有实现的方式显示的对象的（或资产的）位置而为用户提供对于3D/2D视觉环境的了解。本发明还用作分析工具。例如，如果在复杂的、危险的或被视觉削弱的环境中针对资产导航，则能够利用通过本发明变换的信息来评估直接的危险、路线完成百分比以及响应于场景的状况改变的替选路线并且对此做出反应。

示例

可以使用下述非限制性示例来描述本发明。

有报告称在四层结构的第三层发生了火灾。急救响应人员使用膝上机28a来原地或在去建筑物的路线上获取正在燃烧的建筑物的平面图数据。一旦定位了楼层，则急救响应人员能够使用显示/查看器240打开想要的数字图像并且以能够同时进行的多种不同方式来操作数据。

用户能够使用数字图像显示/查看器240中的2D窗口244来标识结构的所有入口和出口点并且选择寻找最短路径工具来确定从楼层的一点到出口点的最短和最快路径。一旦已经计算出路径并且在3D和2D窗口242、244中视觉地绘制了该路径，则用户能够将3D窗口相机布置到建筑物中的优选的结构入口点或他们的当前位置并且查看计算出的路径。这时可以采用3D记录路径工具来记录建筑物的3D数字图像（3D虚拟模型）中的路径。该视频能够被回放或通过有线或无线的方式发布给其它急救人员。由于创建的标准视频格式，变换的该类型的系统的终端用户，因此用户生成的内容不需要系统用户自己在视觉情报中共享。

如果由急救人员接收的实时的场景数据表示由寻找最短路径工具示出的路径被阻塞或不能够使用，则用户能够使用寻找最短路径工具来重新规划路径以计算到出口点的另一路径。使用相应的障碍工具360，用户能够在3D或2D窗口中标记由场景急救人员识别出的危险/障碍，从而使得同时地插入该障碍的视觉按比例显示。该视觉显示能够是真实的障碍或者纹理化有全球标准急救符号的几何形状。用户能够标记多个按比例障碍以改变相应的环境的数据参数并且最终影响根据相应的文档图像数据计算的情报和测量的路线选择。最终，为了帮助急救人员找到充满烟雾的楼层，可以使用门检测工具来计数门口或入口的数目直到达到想要的终点。该数据对于其中需要触觉验证来进行引导的视觉削弱环境来说是必要的。该数据能够在几乎任何典型的建筑平面图上找到但是必须沿着想要的路线手动地处理才能使得该数据是有意义的或提供任何有用的情报。本发明的使用克服了现有技术中的该严重缺陷。

如果建筑物内部装备有接收器/放大器并且火灾现场的救援队伍的一部分或处于火灾一线的急救响应人员配备有GPS装置或无线电发射器，则外部人员可以能够基于系统视觉显示视觉地跟踪建筑物的第三层内的响应人员的精确坐标并且口头地指示响应人员关于急救情况的任何新发生的事件或变化或者通知响应人员额外的信息，从而帮助响应人员处理他们在建筑物的内部法线并且报告给外部人员的情况。

这里阐述的本发明的很多修改和其它实施方式对于享受上述描述和相关附图中示出的教导的益处的本发明所属的领域中的技术人员来说是显而易见的。因此，将理解的是，本发明不限于这里公开的特定实施方式并且修改和其它实施方式也意在包括在所附权利要求的范围内。虽然这里采用了特定的术语，但是这些术语仅用于一般性的描述并且不是用于限制的目的。

Claims

1.一种用于提供数字栅格图像类型的信息的改进的方法，其中，

数字化纸件文档以创建数字栅格图像，

记录与所述纸件文档和数字化装置关联的比例信息，

将所述比例信息嵌入在所述数字化栅格图像的头中，

将所述数字化栅格图像存储为第一文件，其中，所述嵌入的比例信息被嵌入在所述第一文件的所述头中，

在数字图像查看器中显示所述数字栅格图像，其中，所述改进包括：

创建所述数字栅格图像的三维显示，其中，所述三维显示具有三维坐标系；

将所述三维显示存储为第二文件；

其中，所述数字栅格图像具有二维坐标系，

其中，所述三维坐标系和所述二维坐标系被匹配和实时链接，

其中，所述纸件文档的所述数字栅格图像和所述数字栅格图像的所述三维显示能够被同时观看。

2.根据权利要求1所述的改进的方法，其中，三维坐标系是匹配到所述二维坐标系的坐标。

3.根据权利要求2所述的改进的方法，其中，对应于所述二维坐标系的每个所述三维坐标系被链接以形成公共坐标系。

4.根据权利要求1所述的改进的方法，其中，三维坐标系是匹配到所述二维坐标系的选择事件。

5.一种用于展示数字栅格图像类型的信息的改进的系统，其中

数字化装置，所述数字化装置数字化纸件文档以创建二维数字栅格图像，其中，与所述纸件文档关联的比例信息被记录并且嵌入在所述二维数字栅格图像的头中，

数字图像查看器，所述数字图像查看器接收所述二维数字栅格图像并且在二维显示装置中按比例显示所述二维数字栅格图像，所述查看器能够接收来自用户的包括起始点和终点的输入，以及

处理器，所述处理器计算从所述起始点到所述终点的路线，其中，所述改进包括：

所述数字图像查看器基于所述二维数字栅格图像创建三维显示，所述三维显示在三维显示装置中是按比例的，所述三维显示装置是所述数字图像查看器的一部分；

其中，所述三维显示使用被记录且嵌入在所述二维数字栅格图像的所述头中的所述比例信息，并且

其中，所述三维显示被匹配和实时链接到所述二维数字栅格图像。

6.根据权利要求5所述的改进的系统，其中，所述三维显示具有是匹配到所述二维数字栅格图像的二维坐标系的坐标的三维坐标系。

7.根据权利要求6所述的改进的系统，其中，三维坐标系是匹配到所述二维坐标系的事件。

8.根据权利要求5所述的改进的系统，寻找路径工具，所述寻找路径工具能够定位在所述数字查看器上图形地标记的两个点之间的第一最短路径，所述第一最短路径是所述两个点之间的最快路径，其中，所述第一最短路径的真实比例尺寸能够显示在所述数字查看器上。

9.根据权利要求8所述的改进的系统，其中，所述寻找路径工具能够当所述第一最短路径不可用时定位所述两个点之间的第二最短路径，所述第二最短路径是所述两个点之间的第二最快路径，其中，所述第二最短路径的真实比例尺寸能够显示在所述数字图像查看器上。

10.根据权利要求5所述的改进的系统，所述系统进一步包括门检测工具，所述门检测工具能够确定在所述数字图像查看器上图形地标记的两个点之间的入口的数量。

11.根据权利要求5所述的改进的系统，所述系统进一步包括在所述三维显示装置中采用的三维记录路径工具，所述三维记录路径工具能够视觉地记录在所述三维显示装置上的虚拟路径的所有细节。

12.一种用于展示基于纸件图纸的数字栅格图像的信息的改进的数字图像查看器，其中

使用路线计算器在数字栅格图像上指定的第一位置和第二位置之间计算路线，

使用尺寸计算器计算所述路线的真实比例尺寸，所述真实比例尺寸至少部分地基于嵌入在所述数字栅格图像的头中的比例信息和定义所述第一位置和所述第二位置的像素的坐标，并且其中

展示装置，所述展示装置用于在二维显示装置中显示所述路线和真实比例尺寸，其中，所述改进包括：

三维显示装置，所述三维显示装置用于在三维显示中显示所述路线和真实比例尺寸，所述三维显示是所述展示装置的一部分，所述展示装置能够显示所述数字栅格图像，所述展示装置能够显示所述三维显示，所述三维显示被匹配和实时链接到所述数字栅格图像。

13.根据权利要求12所述的改进的查看器，其中，所述三维显示具有三维坐标系，所述三维坐标系被匹配和实时链接到所述数字栅格图像的二维坐标系。

14.根据权利要求12所述的改进的查看器，其中，三维坐标系是匹配到所述二维坐标系的坐标。

15.根据权利要求12所述的改进的查看器，其中，三维坐标系是匹配到所述二维坐标系的事件。

16.一种使用数字查看器跟踪结构内的资产的方法，其中，所述数字查看器包括显示结构的扫描的纸件文档的二维数字图像的二维显示装置，所述纸件文档的比例信息被嵌入在所述二维数字图像的头中，其中，所述改进包括：

在三维显示装置中显示所述二维数字图像的三维显示，所述三维显示具有三维坐标系，所述二维数字图像具有二维坐标系，所述二维坐标系匹配到所述三维坐标系以形成公共坐标系；

提供关于所述结构的接收器位置；以及

提供具有接收/发送装置的资产；

其中，能够在所述公共坐标系上检测所述结构内的所述资产的位置，并且

其中，所述二维数字图像与所述三维显示实时链接和坐标匹配。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述数字查看器上使用三角定位法来确定所述位置的坐标。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述数字查看器上使用多点定位法来确定所述位置的坐标。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述接收/发送装置是无线电发送器和接收器装置。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述接收/发送装置是GPS装置。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述GPS装置具有GPS坐标系和GPS比例，所述GPS坐标系和所述GPS比例被平移为与所述公共坐标系对齐。

22.根据权利要求5所述的改进的系统，所述系统进一步包括门检测工具，所述门检测工具能够确定在三维虚拟行走时虚拟经过的入口的数量。