国图实景三维系列研究及创新实践（二）：实景三维数据管理解决方案
2021年8月，自然资源部发布《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》，明确了实景三维中国建设任务和技术路线，规范指导国家和地方有序开展工作。2022年2月，自然资源部发布《关于全面推进实景三维中国建设的通知》，明确要求全面推进实景三维中国建设。为响应国家要求，国图信息基于实景三维背景需求及实施难点分析，对实景三维的业务和相关技术进行了深入研究与探索，最终形成了一套涵盖数据处理与建库、管理与更新、应用与共享等各阶段的实景三维数据管理方案。
一、立足实际，谋定总体设计
1、技术路线
为全面支撑实景三维建设，国图信息以“一体化数据建库、智能化管理更新、多维度应用服务”为主线，探索了一套贴合实际、智慧创新的全流程解决方案。
“高效便捷”地建立实景三维数据库。充分考虑了存量基础地理信息数据、影像数据、Mesh三维模型等的最大化复用，通过数据采集、映射转换、语义化等流程处理为地理实体，并基于地理实体空间身份编码实现二三维数据的一体化存储组织。
“智能联动”地管理实景三维数据。采用多源数据融合、分布式存储、空间区块链等关键技术统一管理地理场景、地理实体等数据，通过数据目录配置、数据交换、数据轻量化、动态更新、数据产品按需组装等实现智能化管理。
“灵活多元”地支撑实景三维应用服务。依托Web端、桌面端、移动端等关键开发组件，搭建提供地图服务、数据服务以及分析服务的实景三维应用服务平台，支撑实景三维数据在三维地籍、应急管理、三维国土空间规划等多元场景的深化应用。
图2 技术路线
2、平台架构
基于行业标准规范和数据安全要求，在数据体系中汇聚二三维地理实体数据、地理场景数据、物联感知数据等，通过基础平台的数据管理中心、数据展示中心、资源共享中心，提供地理实体数据建库、实景三维数据管理、实景三维应用服务等工作支撑。
3、数据架构
综合汇聚存量基础地理信息数据、地理实体数据、遥感影像、单体数据以及三维模型等多源数据，经实体构建和编辑后，基于关系型数据库和非关系型数据库（分布式文件存储、对象存储）的混合多态存储模型构建实景三维数据库，并以地理实体空间身份编码为索引，按需定制生成标准化、通用化数据产品，在符合数据分类分级安全管理要求的前提下，面向自然资源业务网、电子政务外网和互联网集成发布为符合行业标准规范（S3M、OGC）的不同类型的数据服务，满足各类应用需求。
二、创新应用，打造智能平台
1、地理实体建库软件
地理实体数据建库软件，提供图元数据导入、实体编辑处理、实体语义化、实体关系构建等功能，支持对多源异构数据进行实体化处理。同时，通过灵活定制地理实体数据质检规则、数据导出规则等，输出规范化的地理实体数据成果。
2、实景三维数据管理软件
实景三维数据管理软件，能够支撑地理场景、地理实体、物联感知等数据的统一管理，实现地理实体的快速查询和汇总统计，并通过调查监测、业务协同等方式实现数据的及时更新。同时，可基于个性化需求，实现按需定制输出标准化产品。
3、实景三维应用服务系统
实景三维应用服务系统，提供了数据引擎、服务引擎、可视化引擎、知识引擎、地名地址引擎等关键能力，支撑地形级、城市级、部件级各类数据的融合展示、查询、分析等应用，持续赋能实景三维成果的多维应用。
图7 实景三维应用服务系统
三、方案亮点
1、聚焦核心，打造全流程解决方案
以实景三维数据管理为核心，打造了涵盖高效率数据库构建、二三维数据统一管理、多源融合集成可视化、协同联动更新、多维服务应用等全流程的实景三维数据管理方案，为全面实施实景三维建设、以及自然资源管理、数字经济发展等提供有效支撑。
图8 实景三维数据管理全流程解决方案
2、按需组装，实现产品高效定制
基于实景三维数据库，以“一库多能、场景适配、按需组装”为目标，以地理实体空间身份编码为索引、地理实体关联关系为规则，按照时空进行序化、关联和融合，按需定制生成标准化产品，涵盖地形级、城市级和部件级等不同级别。
图9 按需定制生成标准化产品
3、一码多态，支持全生命周期管理
利用地理实体空间身份编码，精确关联地理实体对应的矢量数据、影像数据、地形数据、三维单体模型以及物联感知数据等，打造了“一码多态”的综合数据结构，并支持对地理实体从产生到灭失全生命周期的时序化、图谱化管理。
图10 一码多态表达
4、技术赋能，推动实景三维多维服务
为充分衔接实景三维中国建设的顶层设计，积极把握数字技术带来的变革，将多领域先进技术赋能到实景三维数据管理全过程，切实服务于实景三维应用的多元化、重要决策的智能化以及服务便民的高效化。
图11 实景三维多维服务
四、总结展望
国图信息通过深入研究实景三维数据管理的业务痛点和关键问题，聚焦实景三维数据管理的应用需求，打造了数智化的管理平台，为各级用户提供与时俱进、切实可行的全流程解决方案。下一期，我们将重点介绍实景三维数据管理的应用体系及典型实践案例，通过理论与实践的不断融合完善，深入挖掘实景三维应用的广度和深度，充分赋能新时代实景三维中国建设。
图12 实景三维数据管理思路
本期供稿：应用软件研发中心 郑晓丽 李凯云
本期责编：沈健 朱烨丨推荐阅读丨