【科普】“地形级”实景三维模型怎么“建”？

2018年4月，自然资源部部长陆昊指出，自然资源登记等系统要由二维系统变成三维系统，解决自然资源调查、确权和国土空间用途管控等问题。2019年，自然资源部《自然资源“十四五”规划编制工作方案》提出构建“实景三维中国”。李德仁院士认为目前实景三维产业已经具备充分的技术条件，且市场需求强烈，具备推进实景三维中国建设这类大型国家级工程的基础。

关于实景三维的分级分类，自然资源部国土测绘司司长武文忠提出了地形级、城市级、部件级三个层次。其中，地形级实景三维场景主要在高空视角展现山川河流等地形地貌以及城市、村镇的分布与形态，是省、市级大区域实景三维建设的主要模式。

如何用最优的技术路线、较低的成本在电脑中真实再现物理世界，做好“两服务、两支撑”，应结合项目需求及经费情况进行技术论证和试验。海陆实验室的技术发烧友们对地形级实景三维的多种建模方式进行了探索实践，供大家参考、讨论。

DEM+DOM叠加方式

收集已有数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）成果，或者采用正射航空摄影方式（一般为航向重叠度60%、旁向重叠度35%）、航天遥感方式（例如高分七号立体观测卫星），获取具有一定重叠度的地面影像，通过数字摄影测量原理生产DEM和DOM数据。在三维软件中导入DEM，叠加DOM作为地面纹理，进行场景编译后即可发布使用。

该技术方法的优点是数据获取成本低，场景编译整合工作量小，可充分利用已有DEM、DOM成果快速建立三维场景，山体、地形等立体感表现很好；缺点是房屋、桥梁等地物因DEM置平，表现不出三维立体形态。

高重叠度航空摄影+倾斜实景三维建模

采用正射航空摄影方式，提高航向和旁向重叠度（分别至少70%、60%）进行航空摄影，然后使用倾斜三维建模软件进行处理，构建小型三角面（MESH）模式的地形级实景三维。

该技术方法的优点是建模自动化程度高，场景能真实还原物理世界，建筑物、桥梁等地物，三维立体感强。缺点同样也很明显，相对第一种方式，航飞时需加大重叠度，成本增加；为保证模型空间精度，需要布设大量控制点；仅有下视视角影像，模型侧面纹理少，部分地物（建筑物或者桥梁等）会出现局部的“拉花”“撕裂”现象。

倾斜航空摄影+倾斜实景三维建模

利用多镜头（一般是五镜头）倾斜航摄仪，获取前、后、左、右、下五个视角的地物照片，然后使用倾斜三维建模软件进行数据处理，构建MESH模式的地形级实景三维。

该方法的优点是侧面纹理效果较好，模型变形小，针对建成区和非建成区均有较好的展示效果，还可基于三维模型进行基本比例尺地形图测绘。缺点是多角度拍摄导致数据量增加到原来的4-5倍，像控测量、内业生产的成本大幅增加。

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来源：慧天地 撰稿人：青岛市海陆地理信息集成与应用重点实验室

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