编 者 按 什么是实景三维？2021年12月，自然资（zī）源部（bù）印发《新型基础测绘与实景三维中国技（jì）术文件》，对实景三维的描（miáo）述是：对（duì）一定范围内（nèi）人（rén）类（lèi）生产（chǎn）、生活和（hé）生态空间进行真实、立（lì）体、时序化反映和表达的数字空间，是（shì）新型基（jī）础测（cè）绘（huì）的标（biāo）准化产品，是国家的重要基础设施，为经济社会发展和各部门信（xìn）息化提供统一的（de）空间基（jī）底（dǐ）。 早在2019年（nián）全国（guó）自然资源工作（zuò）会议上，开展实景三（sān）维中国建设就（jiù）被（bèi）提上议事日程。国家层面的实（shí）景三维中国建设是战略性、全局性的（de）重（chóng）大工（gōng）程（chéng），需扎实稳步推（tuī）进。在省（shěng）、市级范围内（nèi）特（tè）别（bié）是试点（diǎn）区域（项目），实景三维（wéi）已经从数（shù）据（jù）转（zhuǎn）换为（wéi）应用，并取得了阶段性成（chéng）效，其成果也进（jìn）入了社会公众（zhòng）的视野。 本期（qī）刊发的稿件选（xuǎn）取（qǔ）实景三维（wéi）在生态保护、地质灾害防治、智慧城市建（jiàn）设（shè）等（děng）方（fāng）面的（de）应用成果及观点，展示了实景三维在山水（shuǐ）之间、工程现场（chǎng）、城市生活中对地理空间和实（shí）体对象的结构（gòu）化表达，以（yǐ）及功能的搭（dā）建平（píng）台。 一个平台就像一（yī）个舞台，各类（lèi）场景（jǐng）应用就如（rú）同一（yī）幕（mù）幕剧目。如（rú）今，“舞台”正在逐（zhú）步建成，属于实景（jǐng）三维的“好戏”才刚刚上演。
奔腾的黄河金（jīn）龙摆尾（wěi）般甩出一个近90度的大（dà）弯，在榆林市府（fǔ）谷县来（lái）到陕西（xī）境内。入陕后的黄河（hé）浩荡南下，既有壶口瀑布的澎湃浩荡（dàng），也（yě）有洽川湿地的关（guān）雎之（zhī）鸣。如何通过实（shí）景三维（wéi）建设助力（lì）黄河（hé）流（liú）域（yù）生态保护，是陕西（xī）省自（zì）然资源部门面（miàn）临的新考题。
近（jìn）年来，在依托新型基础测绘开展实（shí）景三维（wéi）建设的基础上，一个服（fú）务于（yú）陕西省黄河流域规划（huá）建设、生态（tài）修复、污染（rǎn）治理、水土保持、应急指挥、文化保护的“数字空间底座”正逐渐（jiàn）成形，为全省黄（huáng）河流域提（tí）供智慧化管理和（hé）决策支（zhī）撑。
2020年（nián），陕西省测绘地（dì）理信息局与陕西省发展和改革委（wěi）员会依托自然资源部第二地（dì）形（xíng）测量队（duì）（陕西省第三测绘工程院）联（lián）合成立了陕西省（shěng）智慧（huì）黄河研（yán）究院，发挥测绘技术优（yōu）势（shì）支撑黄（huáng）河流域（yù）生态（tài）保护和（hé）高质量发展。
为解决时空数（shù）据获（huò）取难、标准不统一、数（shù）据更新不及时等问题，自（zì）然资（zī）源部第二地形测量队（以下简称部（bù）第二（èr）地形测量队）从产品设计、组织模式、管（guǎn）理平台、应用服务和标（biāo）准（zhǔn）规范5个方面开展攻关，最终通过（guò）多种（zhǒng）技（jì）术手段将多源数据（jù）融合在同一平台，构建（jiàn）陕西黄河流域数字空间底座，提升空（kōng）间信息资源共享（xiǎng）水（shuǐ）平和服务能（néng）力。
“实景三维的概（gài）念已经提了很多年，产（chǎn）生（shēng）了单体化建模（mó）贴纹理、DOM（数字正（zhèng）射（shè）影像（xiàng）图）与 DEM（数字高程模（mó）型）融合、倾（qīng）斜（xié）摄（shè）影建模、激光三维扫描建模（mó）等多种（zhǒng）方式，这些技术为陕西省黄河流域实景三（sān）维建设奠定了（le）基础（chǔ）。但依旧有（yǒu）许多技术（shù）难点需要攻克。”部第二地形测量队（duì）生产技（jì）术科（kē）科长林璐说。
部第二地形测量队实（shí）景三维技术组（zǔ）研究人员介绍，针对点云（yún）编辑、影像镶嵌等人工量（liàng）大的（de）工艺流（liú）程，通过优化匹配（pèi）策略，采（cǎi）用（yòng）镶嵌线自（zì）动化（huà）处理，减少（shǎo）了（le）人工编辑（jí）工作量（liàng）、提（tí）高了生产（chǎn）效（xiào）率。针对黄河流域（yù）水下地形（xíng）测绘中的技术难点，通过技（jì）术攻关，完成了水（shuǐ）下与近岸（àn）数据的接边、融合以（yǐ）及水下模型（xíng）构建方法。此外，还重点攻关了基础地理实（shí）体检查（chá）及质量控制等问题。
目（mù）前，平台已（yǐ）经实现多层级实景三维数据（jù）的展示（shì）、查询（xún）、统计等基（jī）础功（gōng）能，并解决了与物联感知（zhī）数据融合中的兼容性问题。“后续（xù）将在海量（liàng）多源数据自动（dòng）综合处理技术、水（shuǐ）上水下一体化测绘数据融合（hé）、高精度实景三维（wéi）模型快速生产和（hé）更新、物（wù）联感知数据与地理实体时空关联、数据行业业务应用（yòng）系统开发等（děng）方面持（chí）续（xù）推进研究。”部第二地形测量（liàng）队科技与成果应用（yòng）科（kē）科长王爽说。
“陕（shǎn）西省黄河流域实（shí）景三维数据实现了真实（shí）空间的数据虚拟映像（xiàng），为黄河（hé）流域提供统一的（de）空间（jiān）定位（wèi）框架（jià）和分析基础（chǔ），是推动黄（huáng）河（hé）流域数字经济发展的重（chóng）要（yào）生（shēng）产要素。”部第二地形（xíng）测量队副队长杨（yáng）少勇说。
2020年、2021年，陕西建成两期省域内黄（huáng）河流域10米格网尺寸（cùn） DEM与优于2米地（dì）面分（fèn）辨率（lǜ） DOM套合的实景（jǐng）三维模型。在重点生（shēng）态（tài）环境（jìng）保护区（qū）、文化（huà）景观区通（tōng）过倾斜摄影测量、贴近摄影测（cè）量等技术，构建了多场景下对（duì）应5厘米~20厘米多种分辨率的倾斜实景三维模型，在（zài）黄河流域国土空间规（guī）划、防灾减灾、水土保持（chí）、生（shēng）态保护与修（xiū）复等（děng）方面发挥了重要作用。
据介绍，实景（jǐng）三维（wéi）模型宏观（guān）展示了黄河流域真（zhēn）实立（lì）体的山川地（dì）貌与（yǔ）地理（lǐ）要素分布。例（lì）如，在榆林市佳县（xiàn），通过实景三维与“三区三线”数据的（de）融（róng）合（hé），直观展（zhǎn）示各（gè）类规划的空间（jiān）布局及其合理性。在延安（ān）市乾坤（kūn）湾，通过实景（jǐng）三维视角能发现（xiàn）并展现山体（tǐ）裂痕情况，并监测（cè）地质（zhì）灾害（hài）隐患（huàn）点（diǎn）变化情况。在韩城市西（xī）部山体，通过实景三维可实时（shí）精准（zhǔn）测量（liàng）并获取开挖山（shān）体面积、体方及其整治（zhì）情况。在渭河入（rù）黄河段，通（tōng）过汛期前后水下（xià）地形的监测可（kě）获取河道淤积的（de）数据（jù）。在南沟门水库，通（tōng）过水上（shàng）水下一体化三维（wéi）模型，结合实（shí）时水流速度与水（shuǐ）位（wèi）数据，能准确掌握水库的库（kù）容信息（xī）并针对边（biān）坡滑（huá）坡情况（kuàng）开展分析。
为筑牢地质灾（zāi）害防灾墙，守护天宝镇村民的甜蜜（mì）生活（huó），2020年6月，年家峪特大型泥石（shí）流防（fáng）治项目启动，由山东省地矿局第五地质大队承担前期调查和实景三维（wéi）等技（jì）术服务。大队在项目中总结（jié）完（wán）成（chéng）的（de）《实景三维在（zài）泥石流（liú）沟灾后防（fáng）治工程（chéng）施工和监（jiān）测（cè）预（yù）警中的应用》于近（jìn）日成功（gōng）入（rù）选“实景三维（wéi）山（shān）东十大应用创（chuàng）新案例”，成为构建（jiàn）国家（jiā）新型基础测绘（huì）体系（xì）在（zài）山东省的典型经（jīng）验（yàn）。
天宝镇地势（shì）北高（gāo）南低，东（dōng）高西低。2018年发生泥石流的年家峪村就坐落在高山深峡向平原过渡的“布袋（dài）口”处（chù）。传统（tǒng）的航空（kōng）摄（shè）影（yǐng）和调（diào）查方法难以（yǐ）做到全面性和（hé）直观性的有效（xiào）统一。
考虑到这一现实情况，项（xiàng）目实（shí）施初期，第五地质大队从聚（jù）焦国家、地方（fāng）实景三维建设（shè）和管（guǎn）理需求出发，首次在崩滑流灾害调查监测（cè）中使用3种倾斜摄影数据采集模（mó）式。第五地质大队遥感监测处主任刘法军（jun1）介（jiè）绍：“在项目区（qū）不同区（qū）段，我们使用仿地航线（xiàn）+贴近摄影（yǐng）测量和环绕（rào）摄影测量采集数据，并进行超（chāo）高精度三维（wéi）建（jiàn）模。”
据了解，为了获取（qǔ）高精度三维模型，第五（wǔ）地（dì）质大队首先对测区进行航飞（fēi），识（shí）别出（chū）电线、铁塔等干扰物，用粗（cū）模完整还原待测区域（yù）的（de）三（sān）维结构。现（xiàn）场使用便携工作站（zhàn）对所采（cǎi）集（jí）影像进行计算，生（shēng）成测区内 DOM（数字正射影像图）与 DSM（数字表（biǎo）面模（mó）型）。在（zài）此基（jī）础上（shàng），规划了（le）3种分（fèn）辨率（lǜ）更为（wéi）精细飞行方（fāng）式：
一是对（duì）起伏（fú）较（jiào）大的山（shān）坡，生（shēng）成（chéng）分辨率（lǜ）为1厘米的（de）仿地航线进行变高测量。二是对分（fèn）散（sàn）的危岩体（tǐ），生（shēng）成分辨率为（wéi）7毫米的贴近摄影（yǐng）测量（liàng）航（háng）线，进行角（jiǎo）度始终（zhōng）垂直（zhí）于边坡的变（biàn）高飞行拍摄（shè）。三是对狭长（zhǎng）泥石（shí）流冲沟，生成分辨率为（wéi）1厘（lí）米的带状（zhuàng）环绕仿地航线，获取冲沟带状精细数据。
年家峪（yù）特大型泥石流防（fáng）治项目最突出的特点表现（xiàn）在精、变、全、快等方面。
一是首次利用高分辨率实景三（sān）维模型（xíng），采用（yòng）空间三点坐标法计算得到岩层的产状要素，在室内实现了岩体结（jié）构面张开（kāi）度、发育密度等清晰识别，可获取危岩体（tǐ）的准确几何空间（jiān）和地质特征，准确计算其稳定状况和破坏能量。如此一来（lái），能（néng）为（wéi）地灾调查保存更多细节要（yào）素，为地（dì）灾评（píng）估、勘查与治理提（tí）供可靠依（yī）据。
二是组合使（shǐ）用了仿地摄影+贴（tiē）近摄（shè）影（yǐng）+环绕倾（qīng）斜摄（shè）影3种数据采集模式（shì），在崩塌、滑坡、泥石流等地灾调查中，能精（jīng）准确定治理区范围（wéi）、覆盖（gài）情况及荷（hé）载情况，可清晰（xī）、快速获取岩性组合、结构面产状及（jí）卸荷（hé）带（dài）走向等精（jīng）确数据，实现地灾监测从（cóng）二维平面到三维立体（tǐ）的（de）转变。
三是将多时（shí）序三维模型（xíng）融合 LAS数据（jù）用于项目（mù）全生命周期。通过（guò）多期影（yǐng）像比对（duì），可（kě）对（duì）施工过程进行监管，达到高效、安（ān）全的目的。在竣工验收方面发挥（huī）三维可矢量化、可统计（jì）分析的优势，更精准量化土方等（děng）工程量状况（kuàng）。
四是（shì）通过超（chāo）高精度实景三维（wéi）模型技术（shù），采（cǎi）用（yòng）空（kōng）间三点坐标（biāo）法计算得（dé）到结构面产状要素（sù）（倾（qīng）向、倾角（jiǎo））。通过专业软（ruǎn）件即可完成结构面岩（yán）体填充情况、结构面张开度（dù）、结构面发育密度等方面的清晰识别，进行危岩体特征（zhēng）参（cān）数（几何尺寸、坐标高程（chéng）、高差（chà）、结构面（miàn）特征）等（děng）定量化勘测，明确危岩区段内任意一个危岩体的（de）准确几（jǐ）何（hé）特（tè）征（zhēng）、空间特征和地质特征，为危岩体稳定性（xìng）分析提供（gòng）更加精准的数据支撑（chēng），从而大（dà）大降低了人员野外调查（chá）测量的安全（quán）风险，同时实现了调查工（gōng）作的全面性与时效（xiào）性的统一。