编 者 按 什（shí）么是（shì）实景三维？2021年12月，自然资源（yuán）部印发《新型基础测绘与实景三（sān）维中国技术文件》，对实景（jǐng）三维（wéi）的描述是：对一（yī）定（dìng）范围内人类生产、生活和生（shēng）态空间进行真（zhēn）实、立体、时序化反映和表达的（de）数字空间，是新（xīn）型基础测绘的标准化产品，是（shì）国家（jiā）的重要基础设（shè）施，为经济（jì）社（shè）会发展和（hé）各部门信息（xī）化提（tí）供统一的空间（jiān）基底。 早在2019年全国自然资源工作会议上，开展实景三（sān）维中（zhōng）国建（jiàn）设就被（bèi）提上（shàng）议事（shì）日（rì）程。国家层面的实景三维（wéi）中（zhōng）国建（jiàn）设是（shì）战略性（xìng）、全局性的重大工程（chéng），需扎实稳步推（tuī）进。在省、市级范围内特别是试点区（qū）域（项目），实景三（sān）维已经从数据转换（huàn）为应（yīng）用（yòng），并取得（dé）了阶段性成（chéng）效，其成果也进入（rù）了（le）社会公众的视野（yě）。 本期刊发（fā）的稿件选取实景三维在（zài）生态保护、地质灾害防治、智（zhì）慧城市建设等方面的应用成果及观点，展示了实景三（sān）维在山（shān）水（shuǐ）之间、工程现场（chǎng）、城市生活中对地理空间（jiān）和实（shí）体对象的结构化表达，以及（jí）功（gōng）能的搭（dā）建平（píng）台。 一（yī）个平台就像一个（gè）舞台，各（gè）类场景应（yīng）用就（jiù）如同一幕幕剧（jù）目。如今，“舞台（tái）”正在（zài）逐（zhú）步建成（chéng），属（shǔ）于（yú）实景三维的“好戏”才刚刚（gāng）上演。
奔（bēn）腾的黄（huáng）河金（jīn）龙摆尾般甩出一个近（jìn）90度的大弯，在（zài）榆林市府（fǔ）谷县（xiàn）来到陕西境内（nèi）。入陕后（hòu）的（de）黄河浩荡南下，既（jì）有壶口瀑布的澎（péng）湃浩荡，也有洽川湿地的（de）关雎（jū）之鸣。如何通过（guò）实（shí）景三（sān）维建（jiàn）设助力黄河流域生态保护（hù），是陕（shǎn）西省自然资（zī）源部门面临的新考题（tí）。
近年来，在（zài）依（yī）托新型基（jī）础测绘开展实景（jǐng）三（sān）维建设的基础上（shàng），一个服务于陕（shǎn）西（xī）省黄河流域（yù）规划建设（shè）、生（shēng）态（tài）修复（fù）、污染治理、水土保（bǎo）持、应（yīng）急指挥、文化保护的“数字空间底座”正逐渐成形（xíng），为全省（shěng）黄河流域提供智慧化管理和决策支撑。
2020年（nián），陕西省测绘（huì）地理信息（xī）局与（yǔ）陕西省发展和改革委员会依托自然资源部第（dì）二地形测量队（陕（shǎn）西省第（dì）三测绘（huì）工程（chéng）院）联合成立（lì）了陕西省（shěng）智（zhì）慧黄河研（yán）究院，发挥（huī）测绘技术优势支撑黄（huáng）河流域生态（tài）保护和高质量发展。
为解决时空数据（jù）获取（qǔ）难、标准不统（tǒng）一（yī）、数据更新（xīn）不及时（shí）等问题（tí），自然（rán）资（zī）源部（bù）第二地形测（cè）量队（以下（xià）简称（chēng）部第二地形测量（liàng）队）从产品（pǐn）设计、组（zǔ）织（zhī）模式、管理（lǐ）平台、应用（yòng）服务（wù）和（hé）标（biāo）准规（guī）范5个方（fāng）面（miàn）开展攻关，最终通过多种技术手段将多源数据融合在同一（yī）平（píng）台，构建陕（shǎn）西黄河（hé）流域数（shù）字空间底（dǐ）座，提升（shēng）空间信息（xī）资源共（gòng）享水平和服务能力。
“实景三维的概念已经提（tí）了很多年，产生了单体化建模贴纹（wén）理、DOM（数字（zì）正射影像图）与 DEM（数（shù）字高程模型）融合、倾斜（xié）摄影建模、激光三维（wéi）扫描建模等（děng）多（duō）种方式（shì），这（zhè）些技术为陕西省黄河流域实（shí）景三维（wéi）建（jiàn）设奠定了基础。但依旧有许多技术难点需要攻（gōng）克。”部第二地形（xíng）测量队生产技术科科长林璐说。
部第二地（dì）形测量队实（shí）景三维技术组研究人员介绍，针（zhēn）对点云编辑、影像镶嵌等人（rén）工量大的工艺流程，通（tōng）过优（yōu）化匹配策略，采用镶嵌（qiàn）线（xiàn）自动化处理，减少了人工编辑（jí）工作量（liàng）、提高了（le）生产效率。针对（duì）黄河流域水下地（dì）形测绘中（zhōng）的技术难点（diǎn），通过技术（shù）攻关，完成了水（shuǐ）下与近（jìn）岸（àn）数（shù）据的接边、融合（hé）以（yǐ）及水（shuǐ）下模型（xíng）构建（jiàn）方（fāng）法。此外，还重点攻关了基础地理实体检查及质量控制等问题。
目前，平台（tái）已经实现多（duō）层级实（shí）景三（sān）维数（shù）据的展示、查询、统计（jì）等（děng）基础（chǔ）功能（néng），并（bìng）解决了与物联（lián）感知数据融合（hé）中的兼容性（xìng）问题。“后（hòu）续将在海量（liàng）多源数据自动综合处（chù）理（lǐ）技术（shù）、水上水下一体化测绘（huì）数据融合、高（gāo）精度实景（jǐng）三维模型（xíng）快速生（shēng）产（chǎn）和更新、物联感知（zhī）数据与地（dì）理实体时空关联、数据行业业务应用系统开发（fā）等方面持续推进研究。”部第二地形测量队科技与成（chéng）果应用（yòng）科科长（zhǎng）王爽（shuǎng）说。
“陕西省黄河流域（yù）实景三维（wéi）数据实现了真实空间（jiān）的数（shù）据虚拟映像，为黄河流域提供统（tǒng）一的空间定位框架（jià）和分析基础，是推动黄河流域（yù）数字经济发（fā）展的重要（yào）生产要素（sù）。”部（bù）第二地形测量队副（fù）队长杨少勇说。
2020年、2021年，陕西建成两期省域内黄河流域10米格网尺寸 DEM与优于（yú）2米地面分辨（biàn）率 DOM套合的实景（jǐng）三（sān）维模型。在重点生态环境保护区、文（wén）化（huà）景（jǐng）观区通过（guò）倾（qīng）斜（xié）摄影测量、贴近摄（shè）影测（cè）量等技术，构建了多场景（jǐng）下对（duì）应（yīng）5厘米~20厘（lí）米多种分（fèn）辨率的倾（qīng）斜实景三维（wéi）模型，在（zài）黄河流域国（guó）土空间规划、防灾减灾（zāi）、水土保持、生（shēng）态（tài）保护与（yǔ）修复等（děng）方（fāng）面发挥了重要作用。
据介（jiè）绍，实景三维模（mó）型宏观展示了黄河（hé）流域真实立体的山川地貌（mào）与地理要素分布（bù）。例如，在（zài）榆林市佳县，通过实景三维与“三区三线”数据的融（róng）合，直（zhí）观展示各类规划的空间布局及其合理性。在延（yán）安市乾坤湾，通过实景三维视角能发现并展现山体裂（liè）痕情况，并（bìng）监测地质灾害隐患（huàn）点变化情（qíng）况。在韩城市西（xī）部山体，通过实景三维可实时（shí）精准测量（liàng）并获取（qǔ）开挖山体（tǐ）面积、体方及其整治情况。在（zài）渭河入黄河段（duàn），通（tōng）过汛期前后水下地形的监（jiān）测可获取河（hé）道淤积的数据。在南沟门水（shuǐ）库，通（tōng）过水上水（shuǐ）下一体化三维模型（xíng），结合实时水流速度与水位数据，能准（zhǔn）确掌（zhǎng）握（wò）水（shuǐ）库（kù）的库容信息并针对边坡滑（huá）坡情况开展（zhǎn）分析。
为（wéi）筑牢（láo）地（dì）质灾害防灾墙，守护天宝镇村民的甜蜜生活，2020年6月，年家峪（yù）特大型泥（ní）石流（liú）防（fáng）治项（xiàng）目（mù）启（qǐ）动，由山东（dōng）省地（dì）矿局第五地质大队承担（dān）前期（qī）调查（chá）和（hé）实景三维等（děng）技术服务。大队在项目中总结完成的《实（shí）景（jǐng）三维在泥石流沟灾后（hòu）防治工程（chéng）施工（gōng）和监（jiān）测预警中的应用》于近日成功入（rù）选“实景三维山东十大应用创（chuàng）新案例（lì）”，成为构建国（guó）家新型基础测绘体系（xì）在山东省的（de）典型经验。
天（tiān）宝（bǎo）镇地（dì）势北高南低，东高（gāo）西低。2018年（nián）发生泥石流的（de）年家峪村就坐落在高山深峡向平原过（guò）渡的“布袋口（kǒu）”处。传统的航（háng）空摄影和调（diào）查方法（fǎ）难以做到全面性和（hé）直观性的有效（xiào）统一。
考虑到这一现（xiàn）实情况（kuàng），项目实施初期，第五地（dì）质大队（duì）从聚焦国家、地方实景三维建（jiàn）设和管理需（xū）求出发（fā），首次在崩滑流灾（zāi）害调查监测中（zhōng）使用3种倾斜摄影数据采集模式。第五地质大队遥（yáo）感监测（cè）处主任刘法军（jun1）介绍：“在项目区不同（tóng）区段（duàn），我们使用仿地航线+贴近摄（shè）影（yǐng）测（cè）量和环绕摄影测量采（cǎi）集数据，并进（jìn）行（háng）超高精度三维建模。”
据了解，为了（le）获取高精度三维模型，第五地质大队首（shǒu）先对测区进行航飞，识别出电线、铁塔（tǎ）等干扰物，用粗模完整还原待测区（qū）域（yù）的三维结构（gòu）。现场使用便（biàn）携工作站对（duì）所采集影像进（jìn）行（háng）计算（suàn），生成测区（qū）内 DOM（数字正（zhèng）射影像图）与 DSM（数字表（biǎo）面模型（xíng））。在此基础上，规（guī）划了3种（zhǒng）分辨率更为精细（xì）飞行方式：
一（yī）是对起伏较大（dà）的山坡，生成分辨（biàn）率为1厘米的仿地航线进行变高测量。二是对分散的（de）危岩体，生成分辨率为7毫米（mǐ）的贴近摄影测量航线，进（jìn）行（háng）角度始终（zhōng）垂直于边坡的变高飞（fēi）行拍摄。三是（shì）对狭长泥石流冲沟，生成分辨率（lǜ）为（wéi）1厘米的带状环绕仿（fǎng）地航线，获取（qǔ）冲沟（gōu）带状精（jīng）细（xì）数据。
年（nián）家峪特大（dà）型泥（ní）石（shí）流防（fáng）治项目最突出的特点表现在精、变、全、快等方面（miàn）。
一是首次利（lì）用（yòng）高分辨率实景三（sān）维模型，采用（yòng）空间三点（diǎn）坐标法计算得到岩层的（de）产状要素，在室内实（shí）现了岩体结（jié）构面张（zhāng）开度、发育密（mì）度等清晰识别，可获取危岩体（tǐ）的（de）准确几何空间和地质（zhì）特征，准确计算其稳定状（zhuàng）况和破坏能量。如此一来，能为地灾（zāi）调查保存更多（duō）细节要素（sù），为地灾评估、勘查与（yǔ）治理提供（gòng）可靠依据。
二是组合使（shǐ）用（yòng）了（le）仿地摄（shè）影+贴近（jìn）摄影+环绕倾斜摄影3种数据采集（jí）模式，在崩塌、滑坡、泥石流等（děng）地灾（zāi）调查中，能（néng）精准确定治理（lǐ）区范围（wéi）、覆盖情况及荷载情（qíng）况，可（kě）清晰（xī）、快速获取（qǔ）岩性组（zǔ）合、结构面产（chǎn）状及卸（xiè）荷带走向等（děng）精确数据，实现地灾监测从二维平面到（dào）三维（wéi）立体的转变。
三是将多时序三（sān）维模型融合 LAS数据（jù）用于（yú）项目全生命（mìng）周（zhōu）期。通过多期影像比对，可对（duì）施工过程进行（háng）监（jiān）管，达到高效、安全的目的。在竣工验收方面发挥（huī）三维可矢量化（huà）、可统计分析（xī）的优（yōu）势，更精准量化土方等工程量状（zhuàng）况。
四（sì）是通过超高精度实景（jǐng）三维模型技（jì）术（shù），采用空间三点坐标法计算得到结构面（miàn）产状要素（倾（qīng）向（xiàng）、倾角）。通过（guò）专业（yè）软件即可（kě）完成结构面岩（yán）体（tǐ）填充情况、结构面（miàn）张开度、结（jié）构面发育密度等方面的清晰识别，进行危岩体（tǐ）特征参数（几（jǐ）何尺寸、坐标高程、高差、结构面特征）等定量化勘测，明确危岩区段内任（rèn）意一个危岩体的准确几何特（tè）征（zhēng）、空间特征和地（dì）质（zhì）特征，为危岩体稳定性分析（xī）提供更（gèng）加（jiā）精准的数据支撑，从而大大降低了人（rén）员野外调（diào）查测量的安全风险，同时实现了调（diào）查工作的全面性与时效性的（de）统（tǒng）一。