2022年中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)大會(huì)期間，藍(lán)圖信息副總工程師陳廣亮作《實(shí)景三維的“采建融用”》專題報(bào)告。從對(duì)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的認(rèn)識(shí)和理解出發(fā)，圍繞實(shí)景三維建設(shè)過(guò)程中涉及到的海量時(shí)空數(shù)據(jù)采集、建模建庫(kù)、業(yè)務(wù)融合和智慧應(yīng)用的“采建融用” 全流程高效工程化生產(chǎn)的建設(shè)需求、技術(shù)難點(diǎn)、行業(yè)主流解決方案以及藍(lán)圖信息在“采建融用”過(guò)程中的創(chuàng)新技術(shù)研究和智慧應(yīng)用案例進(jìn)行了分享。

?

?

?

全面推進(jìn)——實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)

《自然資源部辦公廳關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的通知》中明確提出，到2025年實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)將為數(shù)字中國(guó)、數(shù)字政府和數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供三維空間定位框架和分析基礎(chǔ)，50%以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度和生活規(guī)劃可通過(guò)線上實(shí)景三維空間完成。

?

?

?

目前，實(shí)景三維建設(shè)仍面臨著數(shù)據(jù)成果多、實(shí)施成本高、技術(shù)融合難、應(yīng)用需求不明確等痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題。要建設(shè)好實(shí)景三維中國(guó)，既要解決好多源空間數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)自動(dòng)化/智能化處理、三維實(shí)體構(gòu)建及語(yǔ)義化等長(zhǎng)鏈條、復(fù)雜、交叉的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，也要解決好實(shí)景三維數(shù)據(jù)如何為數(shù)字中國(guó)建設(shè)和數(shù)字社會(huì)治理分析決策進(jìn)行賦能。

實(shí)景三維——生產(chǎn)能力技術(shù)體系

實(shí)景三維是在三維場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，通過(guò)承載結(jié)構(gòu)化、語(yǔ)義化、支持人機(jī)兼容理解和物聯(lián)實(shí)時(shí)感知的地理實(shí)體進(jìn)行構(gòu)建，其在技術(shù)體系、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品形態(tài)和管理服務(wù)等方面都產(chǎn)生了跨越式的發(fā)展。

要建設(shè)好實(shí)景三維中國(guó)，二三維空間數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，地理實(shí)體是核心，業(yè)務(wù)融合是抓手，智慧應(yīng)用是目的，因而實(shí)景三維的“采建融用”是閉環(huán)的全鏈條服務(wù)，各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力技術(shù)體系缺一不可。

?

?

?

全息采集：以“全息采集，應(yīng)采盡采”為基本目標(biāo)，以“空天地一體化”為主要手段，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)、航空攝影技術(shù)和激光掃描等技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和調(diào)查獲取各地理實(shí)體的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)屬性，形成二三維一體、海陸一體、室內(nèi)外一體、地上下一體的“八位一體”全空間全要素?cái)?shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息。

三維建庫(kù)：在地理場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)化、單體化、語(yǔ)義化、實(shí)體化等人機(jī)兼容的智能技術(shù)建立地理實(shí)體庫(kù)，并通過(guò)輕量化和可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)地理場(chǎng)景數(shù)據(jù)和地理實(shí)體數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和瀏覽。

業(yè)務(wù)融合：要建設(shè)形成實(shí)景三維數(shù)據(jù)庫(kù)“一庫(kù)多能”的能力，根據(jù)不同業(yè)務(wù)管理需求能夠組合形成對(duì)應(yīng)的專業(yè)地理實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)，并能滿足地形級(jí)、城市級(jí)和部件級(jí)的業(yè)務(wù)需求。

智慧應(yīng)用：依托于實(shí)景三維場(chǎng)景和地理實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)，融合大數(shù)據(jù)、人工智能、仿真推演等信息技術(shù)，為不同行業(yè)的分析決策和智慧管理進(jìn)行賦能。

實(shí)景三維——生產(chǎn)建庫(kù)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)

1.軟硬件一體化技術(shù)研發(fā)

針對(duì)傳統(tǒng)傾斜攝影相機(jī)存在的定位精度低、缺少POS信息以及傾斜攝影五目相機(jī)外擴(kuò)航線存在大量冗余照片的問(wèn)題，集成研發(fā)了天勢(shì)五目?jī)A斜攝影相機(jī)，可以為大范圍實(shí)景三維數(shù)據(jù)采集提供厘米級(jí)、高效率、智能化的硬件設(shè)備，同時(shí)研發(fā)了一種基于光學(xué)幾何和建筑物識(shí)別的傾斜攝影測(cè)量五目相機(jī)冗余航片篩選算法，通過(guò)航片的內(nèi)外方位函數(shù)計(jì)算航片在地表的投影范圍，同時(shí)基于支持向量機(jī)SVM識(shí)別保留測(cè)區(qū)邊緣具有建筑特征的有效航片以保證建模質(zhì)量，可有效減少待處理航片數(shù)量，提高空三和建模的效率。

?

?

?

2.集成AI+遙感智能引擎的地理實(shí)體識(shí)別技術(shù)研發(fā)

集成AI+遙感智能引擎，突破知識(shí)圖譜構(gòu)建及分析，以AI助力地理實(shí)體的結(jié)構(gòu)化識(shí)別提取，集成對(duì)土地、森林、耕地、濕地、水資源等各類要素的精準(zhǔn)分類識(shí)別、邊界提取和動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)，能夠更加精準(zhǔn)地感知洞察城市空間、資源要素的變化趨勢(shì)。

3.結(jié)合深度學(xué)習(xí)和規(guī)則化處理的自動(dòng)單體化技術(shù)研發(fā)

為解決MESH三維模型“一張皮”的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)實(shí)景三維模型轉(zhuǎn)成DOM和DSM后，基于AI+遙感智能引擎獲取建筑物矢量邊界，再根據(jù)DSM的高度信息對(duì)非建筑進(jìn)行過(guò)濾，對(duì)生成的矢量邊界進(jìn)行規(guī)則化處理后對(duì)MESH三維模型進(jìn)行自動(dòng)化切割融合形成建筑單體，大幅提高實(shí)景三維模型自動(dòng)單體化的效率。

?

4.實(shí)景三維空間大數(shù)據(jù)輕量化技術(shù)研發(fā)
面向?qū)嵕叭S模型過(guò)大無(wú)法直接加載、加載時(shí)間長(zhǎng)、延遲卡頓等難題，研發(fā)基于網(wǎng)格LOD優(yōu)化和紋理壓縮的MESH三維模型輕量化技術(shù)以及大體量BIM模型極限壓縮技術(shù)，可在保障效果的前提下，實(shí)現(xiàn)最大程度的文件大小壓縮，為實(shí)景三維業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)提供響應(yīng)更加高效的數(shù)據(jù)支撐。

5.基于GIS引擎+游戲引擎混合架構(gòu)的可視化技術(shù)研發(fā)

研發(fā)集成游戲引擎和自主研發(fā)的三維GIS可視化引擎，兼顧GIS引擎的定量化分析能力和游戲引擎的高效動(dòng)態(tài)渲染展示能力，實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的高仿真可視化與查詢分析有機(jī)融合，為實(shí)景三維智慧應(yīng)用提供更加美觀、沉浸式的體驗(yàn)感。

?

實(shí)景三維——業(yè)務(wù)融合與智慧應(yīng)用

1.自然資源綜合管理

新時(shí)期自然資源管理最基本的問(wèn)題是如何掌握自然資源的數(shù)量、分布和變化等信息，在統(tǒng)一的國(guó)土空間上進(jìn)行“山水林田湖草?！弊匀毁Y源多要素科學(xué)管理和綜合治理。傳統(tǒng)自然資源管理以二維平面為主，然而自然資源本身具有三維形態(tài)，需要通過(guò)實(shí)景三維實(shí)現(xiàn)自然資源的立體化管理。
通過(guò)構(gòu)建自然資源三維立體“一張圖”系統(tǒng)，集成管理-可視化-分析-模擬相關(guān)軟件的核心功能，實(shí)現(xiàn)自然資源空間場(chǎng)景“立起來(lái)”、集成模型“統(tǒng)起來(lái)”、建模技術(shù)“用起來(lái)”、資源要素“管起來(lái)”，可服務(wù)于調(diào)查監(jiān)測(cè)、空間規(guī)劃、耕地保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、三維地籍、執(zhí)法監(jiān)察等自然資源管理業(yè)務(wù)。

2.城市內(nèi)澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警

城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)管理除了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)外，還需要配合科學(xué)的分析手段，利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、實(shí)景三維等信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧化管理。以時(shí)空大數(shù)據(jù)為核心，對(duì)城市建成區(qū)、主要河流水系和地下管網(wǎng)進(jìn)行三維建模，結(jié)合實(shí)時(shí)城市水務(wù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)筑虛實(shí)交融的數(shù)字孿生城市，集“事件模擬、趨勢(shì)推演、智能決策”于一體的城市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)推演平臺(tái)，利用地理分析模型和智能算法，挖掘城市內(nèi)在的運(yùn)行規(guī)律，對(duì)城市涉水要素進(jìn)行仿真、監(jiān)測(cè)、模擬和推演，對(duì)災(zāi)害做出評(píng)估和預(yù)警，實(shí)現(xiàn)城市水務(wù)業(yè)務(wù)管理全過(guò)程、全要素的數(shù)字化與信息化，為城市內(nèi)澇備災(zāi)規(guī)劃和救災(zāi)提供依據(jù)。

3.智慧社區(qū)治理

數(shù)字社區(qū)治理是社會(huì)治理的新范式、新工具、新模式，是應(yīng)對(duì)數(shù)字社會(huì)涌現(xiàn)的新場(chǎng)景。結(jié)合智慧社區(qū)建設(shè)需求情況，基于實(shí)景三維場(chǎng)景的“一中心、一平臺(tái)、三應(yīng)用”的智慧社區(qū)一體化架構(gòu)，依托泛在的物聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施，統(tǒng)一社區(qū)各類數(shù)據(jù)資源建立數(shù)據(jù)中心。以數(shù)字孿生為支撐，建設(shè)智慧社區(qū)綜合信息服務(wù)平臺(tái)，面向管理部門(mén)、服務(wù)者和社區(qū)居民各類角色，提供社區(qū)基層治理、社區(qū)服務(wù)、社區(qū)運(yùn)營(yíng)三大應(yīng)用，解決城市精細(xì)化治理的“最后一公里”，提升社區(qū)服務(wù)能力，構(gòu)建平安、秩序、綠色、便捷、溫暖、活力的智慧社區(qū)。

4.歷史文化資源保護(hù)利用

歷史文化資源是中國(guó)文化的底蘊(yùn)與傳承，為有效支撐歷史文化資源數(shù)據(jù)管理、規(guī)劃利用、保護(hù)管理輔助決策和推廣宣傳等工作，提升歷史文化資源保護(hù)能力和管理水平。在現(xiàn)有歷史文化資源數(shù)字化的基礎(chǔ)上，運(yùn)用傾斜攝影、BIM等實(shí)景三維信息技術(shù)，構(gòu)建“家底清晰、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)高效”的歷史文化資源“一張圖”。同時(shí)，利用VR、AR、AI等技術(shù)數(shù)字化展示歷史文物資源，精準(zhǔn)表達(dá)歷史文化要素信息，營(yíng)造空間歷史文化氛圍，彰顯歷史文化價(jià)值，以實(shí)景三維技術(shù)和信息化技術(shù)提升歷史文化保護(hù)水平。
落實(shí)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)，將進(jìn)一步推動(dòng)政府治理從人治向數(shù)治轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)智治。藍(lán)圖信息將充分發(fā)揮資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不斷提升科研水平，積極探索創(chuàng)新，深入行業(yè)交流與合作，為實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)以及自然資源精細(xì)化、現(xiàn)代化治理能力提升持續(xù)助力，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。