实景三维中国建设的路径探讨
日前，自然资源部办公厅发布《关于全面推进实景三维中国建设的通知》（以下简称《通知》）对全面推进实景三维中国建设作出了部署，这是继《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》和《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件（1-4）》两个文件发布之后，最重要的一只靴子落地，实景三维中国的未来方向一锤定音。
如何建设实景三维中国？我们在通过对《通知》进行全面解读的基础上，从实景三维数据采集处理、平台建设与应用场景的全产业链实践出发，探讨实景三维中国的建设路径。
一、实景三维“原来如此”
1、实景三维的定义与定位
实景三维（3D Real Scene）是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间，是新型基础测绘标准化产品。实景三维为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底，是国家重要的新型基础设施，是数字政府、数字经济重要的战略性数据资源和生产要素。
《通知》明确实景三维中国建设是面向新时期测绘地理信息事业服务经济社会发展和生态文明建设新定位、新需求，对传统基础测绘业务的转型升级，是测绘地理信息服务的发展方向和基本模式，已经纳入“十四五”自然资源保护和利用规划。
2、实景三维中国建设目标与内容
到2025年实景三维中国建设将为数字中国、数字政府和数字经济提供三维空间定位框架和分析基础，50%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维空间完成。到2035年服务数字中国、数字政府和数字经济的能力进一步增强，80%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维空间完成。
3、实景三维中国建设任务
实景三维中国建设坚持系统观念，强化顶层设计，构建技术体系、创新管理机制，坚持“只测一次，多级复用”的原则，形成统一设计和分级建设相结合、国家和省市县协同实施的“全国一盘棋”格局，并通过分级建设的管理系统为智慧城市时空大数据平台、地理信息公共服务平台及国土空间基础信息平台等提供适用版本的实景三维数据支撑，并为数字孪生、城市信息模型（CIM）等应用提供统一的数字空间底座，实现实景三维中国泛在服务。
二、实景三维建设路径
依据实景三维中国建设目标与任务，国地科技结合自身实践经验以及对实景三维中国建设的理解，构建了实景三维中国建设技术路径，将其分为五个阶段：打基础、汇数据、建平台、促应用、优服务。
实景三维中国建设技术路径
打基础 实景三维中国建设的重要内容之一是三维数据的生产与管理，尤其是对海量实景三维数据的采集、存储、传输等，需要依托强大的基础硬件设备以及完整的网络、存储与计算环境的支撑，为建立统一的数字空间底座打牢基础。
汇数据 根据地形级、城市级、部件级实景三维与物联感知数据等多源数据汇集建库需要，充分结合倾斜摄影、激光点云、物联网、互联网等数据采集手段，广泛汇聚各级各类实景三维基础数据，着力构建包含地理场景、地理实体、地理单元等在内的实景三维数据库，形成自然资源三维立体“一张图”。
建平台 面向实景三维数据管理与服务支撑需要，构建自然资源三维立体“一张图”数据管理系统，支撑国家、省、市县数据的分级、分节点存储管理、展示分析与共享服务，同时为智慧城市时空大数据平台、地理信息公共服务平台及国土空间基础信息平台等提供数据支撑，为各类应用提供泛在服务。
促应用 基于自然资源三维立体“一张图”数据管理系统，构建面向自然资源和规划领域的自然资源调查监测、确权登记、空间规划、生态修复等应用，以及农业、水利、消防、电力等其他各领域的拓展应用，用好实景三维中国建设成果。
优服务 以促进实景三维泛在服务，全面支撑数字中国、数字政府与数字经济建设为目标，深化探索、逐渐强化实景三维应用服务能力，实现以线上实景三维空间支撑绝大多数政府决策、生产调度和生活规划的应用目标。
三、全产业链实践与应用
国地科技与子公司蓝图信息深耕自然资源信息化及基础测绘服务领域多年，自实景三维中国提出以来，便积极开展实景三维中国建设关键技术研究、软件产品研发等有关工作，目前已形成一套从数据采集生产到数据融合建库，再到应用服务支撑的实景三维中国建设全链条解决方案，可高质、高效提供实景三维建设应用服务。
1、三维数据采集生产
在实景三维中国建设的浪潮下，蓝图信息已研发形成具有自主知识产权的无人机飞控软件、高精度倾斜摄影相机以及三维一张图系统，具备实景三维中国、城市信息模型、建筑信息模型、倾斜摄影、激光雷达测量等综合性三维建模项目的实施能力，能够提供自然资源本底和国土空间开发利用状况、国土空间管控条件等方面的三维大场景展示分析功能。
数据采集处理及应用流程
地理场景和地理实体数据采集：采用大疆PSDK开发技术，基于时间同步算法，实现RTK坐标信息与相片拍照内容的厘米级匹配，并通过信号双向反馈机制，确保设备航测中采集到每一张照片稳定可靠。带来的高精度、高效率、软硬件一体化的三维建模综合解决方案，可广泛应用于实景三维中国数据采集工作中。
地理场景和地理实体数据采集
多行业领域物联感知数据采集：基于对泛在物联基础设施、手机信令数据、交通大数据等时空海量数据的融合，建立包括建筑监测、市政设施监测、气象监测、交通监测、生态环境监测和城市运行与安防等海量监测数据库和数据关系表，为应急、消防、公安等社会治理业务提供必要监测和数据支撑。
实景三维点云建筑物边界提取：基于改进的大津阈值分割算法，自研关键算法和工艺流程，从三维实景点云模型中提取单体建筑物，实现建筑边界提取自动化，并配合建筑物点云格网化，加快运行速度，为实景三维数据建设提速增效。
2、三维数据融合处理
“地形级”实景三维模型建设：以汕尾市三维建模及1:500地形图制作项目为例，利用激光雷达和倾斜摄影技术探索三维数据快速获取和处理、多源数据融合以及内外业一体化测绘的方法和模式，通过影像数据快速解算及重构技术、立体模型的要素采集匹配技术，生成实景三维模型以及符合1:500精度要求的大比例尺地形图。
“地形级”实景三维模型建设案例
“城市级”实景三维模型建设：以智慧廉江市三维实景建模项目为例，利用融合倾斜摄影与激光点云的三维重建、地物智能提取、三维模型切割、自动化生产单体模型技术，对廉江市160平方公里的中心城区和核心区进行了大规模精细化实景三维数据采集和实景三维模型生产，并对重点地标性建筑进行“自动+人工”单体化建模。
“城市级”实景三维模型建设案例
“部件级”实景三维模型建设上：以江门市新会区BIM建模及示范应用研究项目为例，融合BIM、CIM和3D GIS技术，收集、整合、集成了包括地下管网管廊、地下空间、地上建筑等在内的BIM数据，建设形成二三维一体化、地上地下一体化、现状和规划一体化的数据体系。
“部件级”实景三维模型建设案例
3、三维应用服务平台
● 三维立体自然资源一张图应用系统
以满足自然资源信息汇聚、业务协同、信息联动为要求，构建自然资源基础信息服务“一盘棋”、以自然资源三维应用平台应用一体化联动为目标，以完善系统运行更新共享机制为出发点，设计三维立体自然资源一张图应用系统。在考虑服务主体及部门职能需求的基础上，系统建设数据服务、服务管理、综合展示、运维管理和行政辅助决策模块，充分发挥了三维立体空间数据的价值，服务于政务多跨场景应用。
自然资源三维立体一张图应用系统
● 四川省城乡历史文化资源保护利用基础数据调查及信息平台
通过构建“家底清晰，标准统一，动态高效”的历史文化资源“一张图”，开展关于历史文化资源的名录管理、风貌管控、日常监测以及保护利用，助力形成保护有力、管理有效的城乡历史文化保护传承体系。
四川省城乡历史文化资源保护利用基础数据调查及信息平台
● 荆州市城市设计管理辅助决策系统
荆州市城市设计管理辅助决策系统以满足城市三维立体审查为需求，面向控制性详细规划、城市设计和建设项目，整合了荆州市现有城市设计编制成果、规划成果，对其设计方案、建筑模型、管控要素等内容进行三维可视化展示，并结合大数据分析应用，提供项目方案审查的各类工具集，提高规划建设的管理水平和科学性。
荆州市城市设计管理辅助决策系统
● 济南高新区城市综合管理智慧化平台
项目构建了基于CIM的城市综合管理智慧化平台，服务新区空间规划、自然资源、城市建设、城市管理全过程，提升济南市高新区招商引资、项目落地要素服务保障能力及城市管理精细化、智慧化水平。
济南高新区城市综合管理智慧化平台
实景三维中国建设意义重大，未来必将成为撬动空间信息产业升级革新的支点。国地科技将积极探索创新，深刻理解实景三维中国建设重要内涵，充分发挥资源和技术优势，不断提升科研水平，促进成果转化，深入行业交流与合作，持续为推动实景三维中国建设，提高自然资源精细化、现代化管理体系和治理能力，推动数字经济高质量发展。
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