2022年中國地理信息產(chǎn)業(yè)大會期間，藍圖信息副總工程師陳廣亮作《實景三維的“采建融用”》專題報告。從對實景三維中國建設的認識和理解出發(fā)，圍繞實景三維建設過程中涉及到的海量時空數(shù)據(jù)采集、建模建庫、業(yè)務融合和智慧應用的“采建融用” 全流程高效工程化生產(chǎn)的建設需求、技術(shù)難點、行業(yè)主流解決方案以及藍圖信息在“采建融用”過程中的創(chuàng)新技術(shù)研究和智慧應用案例進行了分享。

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全面推進——實景三維中國建設

《自然資源部辦公廳關(guān)于全面推進實景三維中國建設的通知》中明確提出，到2025年實景三維中國建設將為數(shù)字中國、數(shù)字政府和數(shù)字經(jīng)濟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)劃可通過線上實景三維空間完成。

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目前，實景三維建設仍面臨著數(shù)據(jù)成果多、實施成本高、技術(shù)融合難、應用需求不明確等痛點難點問題。要建設好實景三維中國，既要解決好多源空間數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)自動化/智能化處理、三維實體構(gòu)建及語義化等長鏈條、復雜、交叉的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，也要解決好實景三維數(shù)據(jù)如何為數(shù)字中國建設和數(shù)字社會治理分析決策進行賦能。

實景三維——生產(chǎn)能力技術(shù)體系

實景三維是在三維場景的基礎(chǔ)上，通過承載結(jié)構(gòu)化、語義化、支持人機兼容理解和物聯(lián)實時感知的地理實體進行構(gòu)建，其在技術(shù)體系、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品形態(tài)和管理服務等方面都產(chǎn)生了跨越式的發(fā)展。

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

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全息采集：以“全息采集，應采盡采”為基本目標，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)查獲取各地理實體的自然、社會、經(jīng)濟屬性，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”全空間全要素數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息。

三維建庫：在地理場景的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)化、單體化、語義化、實體化等人機兼容的智能技術(shù)建立地理實體庫，并通過輕量化和可視化技術(shù)實現(xiàn)地理場景數(shù)據(jù)和地理實體數(shù)據(jù)的高效存儲和瀏覽。

業(yè)務融合：要建設形成實景三維數(shù)據(jù)庫“一庫多能”的能力，根據(jù)不同業(yè)務管理需求能夠組合形成對應的專業(yè)地理實體數(shù)據(jù)庫，并能滿足地形級、城市級和部件級的業(yè)務需求。

智慧應用：依托于實景三維場景和地理實體數(shù)據(jù)庫，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行賦能。

實景三維——生產(chǎn)建庫創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)

1.軟硬件一體化技術(shù)研發(fā)

針對傳統(tǒng)傾斜攝影相機存在的定位精度低、缺少POS信息以及傾斜攝影五目相機外擴航線存在大量冗余照片的問題，集成研發(fā)了天勢五目傾斜攝影相機，可以為大范圍實景三維數(shù)據(jù)采集提供厘米級、高效率、智能化的硬件設備，同時研發(fā)了一種基于光學幾何和建筑物識別的傾斜攝影測量五目相機冗余航片篩選算法，通過航片的內(nèi)外方位函數(shù)計算航片在地表的投影范圍，同時基于支持向量機SVM識別保留測區(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。

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2.集成AI+遙感智能引擎的地理實體識別技術(shù)研發(fā)

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

3.結(jié)合深度學習和規(guī)則化處理的自動單體化技術(shù)研發(fā)

為解決MESH三維模型“一張皮”的問題，通過對實景三維模型轉(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的高度信息對非建筑進行過濾，對生成的矢量邊界進行規(guī)則化處理后對MESH三維模型進行自動化切割融合形成建筑單體，大幅提高實景三維模型自動單體化的效率。

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4.實景三維空間大數(shù)據(jù)輕量化技術(shù)研發(fā)
面向?qū)嵕叭S模型過大無法直接加載、加載時間長、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，實現(xiàn)最大程度的文件大小壓縮，為實景三維業(yè)務應用平臺提供響應更加高效的數(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態(tài)渲染展示能力，實現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的高仿真可視化與查詢分析有機融合，為實景三維智慧應用提供更加美觀、沉浸式的體驗感。

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實景三維——業(yè)務融合與智慧應用

1.自然資源綜合管理

新時期自然資源管理最基本的問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)一的國土空間上進行“山水林田湖草?！弊匀毁Y源多要素科學管理和綜合治理。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)，需要通過實景三維實現(xiàn)自然資源的立體化管理。
通過構(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，實現(xiàn)自然資源空間場景“立起來”、集成模型“統(tǒng)起來”、建模技術(shù)“用起來”、資源要素“管起來”，可服務于調(diào)查監(jiān)測、空間規(guī)劃、耕地保護、生態(tài)修復、三維地籍、執(zhí)法監(jiān)察等自然資源管理業(yè)務。

2.城市內(nèi)澇災害監(jiān)測預警

城市內(nèi)澇監(jiān)測管理除了基礎(chǔ)設施建設外，還需要配合科學的分析手段，利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、實景三維等信息化技術(shù)實現(xiàn)智慧化管理。以時空大數(shù)據(jù)為核心，對城市建成區(qū)、主要河流水系和地下管網(wǎng)進行三維建模，結(jié)合實時城市水務和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)筑虛實交融的數(shù)字孿生城市，集“事件模擬、趨勢推演、智能決策”于一體的城市內(nèi)澇災害風險推演平臺，利用地理分析模型和智能算法，挖掘城市內(nèi)在的運行規(guī)律，對城市涉水要素進行仿真、監(jiān)測、模擬和推演，對災害做出評估和預警，實現(xiàn)城市水務業(yè)務管理全過程、全要素的數(shù)字化與信息化，為城市內(nèi)澇備災規(guī)劃和救災提供依據(jù)。

3.智慧社區(qū)治理

數(shù)字社區(qū)治理是社會治理的新范式、新工具、新模式，是應對數(shù)字社會涌現(xiàn)的新場景。結(jié)合智慧社區(qū)建設需求情況，基于實景三維場景的“一中心、一平臺、三應用”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，建設智慧社區(qū)綜合信息服務平臺，面向管理部門、服務者和社區(qū)居民各類角色，提供社區(qū)基層治理、社區(qū)服務、社區(qū)運營三大應用，解決城市精細化治理的“最后一公里”，提升社區(qū)服務能力，構(gòu)建平安、秩序、綠色、便捷、溫暖、活力的智慧社區(qū)。

4.歷史文化資源保護利用

歷史文化資源是中國文化的底蘊與傳承，為有效支撐歷史文化資源數(shù)據(jù)管理、規(guī)劃利用、保護管理輔助決策和推廣宣傳等工作，提升歷史文化資源保護能力和管理水平。在現(xiàn)有歷史文化資源數(shù)字化的基礎(chǔ)上，運用傾斜攝影、BIM等實景三維信息技術(shù)，構(gòu)建“家底清晰、標準統(tǒng)一、動態(tài)高效”的歷史文化資源“一張圖”。同時，利用VR、AR、AI等技術(shù)數(shù)字化展示歷史文物資源，精準表達歷史文化要素信息，營造空間歷史文化氛圍，彰顯歷史文化價值，以實景三維技術(shù)和信息化技術(shù)提升歷史文化保護水平。
落實實景三維中國建設，將進一步推動政府治理從人治向數(shù)治轉(zhuǎn)變，最終實現(xiàn)智治。藍圖信息將充分發(fā)揮資源和技術(shù)優(yōu)勢，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，為實景三維中國建設以及自然資源精細化、現(xiàn)代化治理能力提升持續(xù)助力，推動數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。