解读：实景三维中国建设中，基础地理实体如何生产？
来源：国图信息
导 读
面向实景三维建设的需求，自然资源部、中国测绘科学研究院正在按照总体设计类、采集处理类、建库管理类、平台服务类、质量检测类等五大类进行标准体系组织和设计（见图1），共计31项文件。目前已经印发的文件（图1标绿部分）有：①2021年12月印发的《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件（1-4）》，属于总体设计类文件；②2022年4月印发的《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件5-7》，属于指导基础地理实体数据生产的采集处理类文件。
根据《基于1:500 1:1000 1:2000基础地理信息要素数据转换生产基础地理实体数据技术规程》（简称《技术文件5》）和《基础地理实体数据采集生产技术规程》（简称《技术文件6》）可知，目前基础地理实体数据生产的主要技术路线有两种：一是从现有基础地理信息数据到地理实体，即存量数据转换生产基础地理实体数据，适用于二维表达形式基础地理实体数据的转换生产；二是从地理场景到地理实体，即基于采集数据生产基础地理实体数据，适用于二维和三维表达形式基础地理实体数据的采集生产。本文主要围绕这两种基础地理实体生产的技术路线和方法作具体介绍与分析。
图1 实景三维中国建设标准体系
基础地理实体如何生产
1
基于存量数据转换生产
“基于存量数据转换生产”是利用已有基础地理信息要素数据，通过相关数据收集分析、数据预处理、映射表制作、转换生产、语义化处理等系列处理后，生成基础地理实体数据，见图2。本文选取房屋基础地理实体数据生产为例，详细介绍转换生产的技术方法。
（1）源数据收集分析处理
收集基础地理要素数据、各类自然资源管理专题数据及其他辅助数据。房屋还需收集不动产登记自然幢、建筑基础调查等数据，从法定性、现势性等方面综合分析源数据的用途和优先级（见图3）。对源数据进行格式转换、坐标系转换、图幅接边等预处理后，对照制作映射表。
（2）映射表制作
制作基础地理信息要素与基础地理实体两者之间的映射表，包括几何图形映射和属性映射。
几何映射包括点、线、面图元的映射，按《技术文件5》附录A映射表里基础地理信息要素与基础地理实体的映射关系，将有映射关系的基础地理信息要素的点、线、面图元直接映射，基础地理信息要素没有的点、线、面图元需重新采集获取。以房屋为例，房屋基础地理实体是面图元，几何图形可直接由房屋要素一一映射。
属性映射存在四种情况：①属性名称和属性值均无变化情况；②属性名称变化但属性值无变化情况；③属性名称和属性值均变化情况；④特殊属性映射情况，见《技术文件5》附录B。以房屋为例，属性映射时在房屋基础地理实体里新增“类别”属性名称，并将基础地理信息要素的要素名称作为房屋基础地理实体数据的属性值，其他属性直接映射。
图4 房屋要素与房屋基础地理实体几何和属性映射表
（3）转换生产
依据映射表进行几何图形和属性映射。若映射后图元和基本属性无需处理，则直接将基础地理信息要素转换为基础地理实体；若仍需处理，则需对转换后的数据进行编辑。
以房屋为例，由于房屋要素仅表达房屋的错层信息，因此仍需对映射后的房屋基础地理实体图元进行编辑。编辑时以不动产登记成果为依据，每一个房屋基础地理实体图元应与一个不动产登记自然幢对应，落入该自然幢的图元合并后作为该房屋基础地理实体图元，合并后属性参考不动产登记成果填写。如不动产登记成果未覆盖，可参考建筑信息专项调查数据。房屋转换生产示意图见图5。
（a）转换前的房屋要素
（b）转换后的房屋基础地理实体数据
图5 房屋转换生产示意图
（4）语义化处理
语义化处理先调整基本属性，增加空间身份编码等属性；根据《基础地理实体语义化基本规定》，获取实体关系，丰富扩展属性。语义化处理过程中，需以基础地理实体的空间身份编码为索引对同一基础地理实体不同表现形式的数据进行关联；对基础地理实体属性、实体关系进行规范化描述。
2
基于采集数据生产
“基于采集数据生产”是利用地理场景数据采集基础地理实体，通过源数据收集分析、数据采集、语义化处理等系列处理后，生成基础地理实体数据，见图6。
数据采集包括图元采集和属性采集。图元分为二维和三维图元，图元采集有人工采集和自动化采集两种方式。属性采集可与图元采集同步开展，也可在图元采集后，关联或挂接已有的属性数据。
二维图元采集利用遥感影像、激光点云数据、Mesh三维模型、DOM（TDOM）、DEM（DSM）等多源数据，以人工作业为主、自动化采集方式为辅，采集点、线、面图元。自动化采集通过深度学习建立解译样本库，模型训练后自动识别和提取二维图元类别。
图7 二维图元人工采集
图8 二维图元自动化采集
三维图元采集利用激光点云数据、倾斜摄影影像，人工作业为主判绘图元几何轮廓、采集三维图元。对于结构简单的三维图元，可结合已有二维矢量快速生成；对于结构复杂的三维图元，往往需要重建点、线、面、体。三维图元同样也可自动化采集，但目前还是大量依赖于人工。三维图元采集后还需结合遥感影像（含倾斜影像）、人工补拍照片等进行人工或自动化纹理映射。
图9 三维图元人工采集
图10 纹理映射
结 语
近期新型基础测绘与实景三维中国建设系列技术文件接连出台，标志着新型基础测绘与实景三维建设迈入“加速度”时代。在整个实景三维中国建设中，最基础、工作量最大的工作是建设空间数据体，基础地理实体是空间数据体中重要的构成部分，它也是新型基础测绘的核心数据，做好基础地理实体的生产至关重要。“基于存量数据转换生产”不仅实现了对传统基础测绘成果的有效利用，还在对生产成本有效控制的基础上大大缩短了建设周期，“基于采集数据生产”合理高效利用多源数据，对现有的生产工艺、技术进行了优化升级，两种技术方法齐驱并进，共建实景三维未来。国图信息结合自身二三维实践，积极探索更高效的建设模式，深入挖掘更潜在的业务需求，提供一体化解决方案，助力实景三维中国建设。
文章来源：国图信息
授权转载：超图集团
撰文：国图信息地理信息中心 管佳
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