實景三維是對人(rén)類生(shēng)産、生(shēng)活和(hé)生(shēng)态空(kōng)間(jiān)進行(xíng)真實、立體(tǐ)、時(shí)序化表達的數(shù)字空(kōng)間(jiān),是空(kōng)-地-網協同、室內(nèi)外一體(tǐ)的全要素多(duō)源數(shù)據融合,是新型基礎測繪的标準化産品,是重要的國家(jiā)新型基礎設施。
按照《自然資源部辦公廳關于印發〈實景三維中國建設技(jì)術(shù)大(dà)綱(2021版)〉的通(tōng)知》(自然資辦發〔2021〕56号)、《實景三維中國建設總體(tǐ)實施方案(2023-2025年)》(自然資發〔2023〕31号)等政策文件的要求,需構建“分布存儲、邏輯集中、時(shí)序更新、共享應用”的實景三維中國,為(wèi)數(shù)字中國建設提供統一的空(kōng)間(jiān)基底。各級自然資源主管部門(mén)負責統籌對應層級的實景三維數(shù)據庫、數(shù)據庫管理(lǐ)系統以及應用服務系統的建設工作(zuò),按照統一要求彙交共享。
按照《實景三維中國建設總體(tǐ)實施方案(2023-2025年)》(自然資發〔2023〕31号)的通(tōng)知要求,各地要按照《數(shù)字中國建設整體(tǐ)布局規劃》部署要求,積極做(zuò)好工程立項,争取财政支持。(1)地形級與城市級實景三維建設、物聯感知數(shù)據接入與融合、在線系統與支撐環境建設,主要通(tōng)過中央和(hé)地方公共财政支持方式, 由國家(jiā)和(hé)地方共同完成。(2)部件級實景三維建設,要積極探索地方公共财政、市場(chǎng)化運作(zuò)等多(duō)元投入方式。
(一)空(kōng)域權限申請(qǐng)
低(dī)空(kōng)飛行(xíng)受到政府相關部門(mén)的法規和(hé)準則的限制(zhì)和(hé)監管。國內(nèi)不同地區(qū)可(kě)能有(yǒu)不同的規定,包括飛行(xíng)高(gāo)度限制(zhì)、飛行(xíng)時(shí)間(jiān)限制(zhì)、飛行(xíng)距離限制(zhì)等。國務院中央軍委《無人(rén)機駕駛航空(kōng)器(qì)飛行(xíng)管理(lǐ)暫行(xíng)條例》2024年1月1号試運行(xíng),要求從事航飛的單位需要獲取《通(tōng)用航空(kōng)企業經營許可(kě)證》,有(yǒu)足夠的民用無人(rén)駕駛航空(kōng)器(qì)操控員執照,準備相應的材料,才能進行(xíng)無人(rén)機作(zuò)業空(kōng)域申請(qǐng)工作(zuò)。綜上(shàng)所述在進行(xíng)實景三維重建項目航拍時(shí),實施單位應了解并遵守相關的飛行(xíng)法規和(hé)準則,提前辦理(lǐ)《通(tōng)用航空(kōng)企業經營許可(kě)證》,依法申請(qǐng)飛行(xíng)許可(kě)。由于城市空(kōng)域的複雜性和(hé)繁忙程度,空(kōng)域管理(lǐ)變得(de)更加嚴格和(hé)複雜。申請(qǐng)無人(rén)機飛行(xíng)空(kōng)域時(shí),需要考慮空(kōng)域的分類(如禁飛區(qū)、限制(zhì)飛區(qū)、協調飛區(qū)等),以及與其他航空(kōng)器(qì)和(hé)地面設施的安全沖突避免。
(二)數(shù)據采集設備的選擇
在實景三維建設的數(shù)據采集過程中,需要使用遙感衛星、有(yǒu)人(rén)機、無人(rén)機、航攝儀、無人(rén)船(chuán)、機載雷達、車(chē)載雷達、測站(zhàn)式掃描儀、手持/背包激光掃描儀等多(duō)類專業設備進行(xíng)環境和(hé)物體(tǐ)的特征數(shù)據采集,通(tōng)過這些(xiē)采集來(lái)獲取三維環境中的物體(tǐ)、地形和(hé)其它元素等信息。項目實施過程中需要結合項目特點和(hé)要求,在生(shēng)産效率、生(shēng)産成本、生(shēng)産質量三者間(jiān)達到平衡,選擇滿足需求的數(shù)據采集設備是項目設計(jì)階段需要考慮的重要事情。
(三)專業作(zuò)業軟件的選擇
實景三維數(shù)據生(shēng)産是一個(gè)系統性的工作(zuò),涉及多(duō)種不同類别專業工具,比如航線設計(jì)軟件、空(kōng)三加密軟件、三維模型重建模軟件、模型修飾軟件、模型單體(tǐ)化軟件、影(yǐng)像制(zhì)作(zuò)及編輯軟件、屬性建庫軟件等等,在作(zuò)業過程中有(yǒu)多(duō)種同類軟件可(kě)供選擇。“工欲善其事必先利其器(qì)”,熟悉每款軟件的特性和(hé)使用場(chǎng)景,做(zuò)好組合應用,一定程度上(shàng)可(kě)以提高(gāo)項目的生(shēng)産效率,節約生(shēng)産成本。
(四)實景三維成果要既真實又實用
實景三維項目的實施要以應用為(wèi)導向,結合業主的需求,思考具體(tǐ)的應用場(chǎng)景,設定預期效果。以具體(tǐ)的應用場(chǎng)景,比如國土空(kōng)間(jiān)規劃、城市規劃與設計(jì)、項目選址、建築設計(jì)與施工、不動産登記、森(sēn)林防火(huǒ)和(hé)生(shēng)态修複、文化遺産保護與旅遊推廣等等,進行(xíng)深入的需求調研,根據不同場(chǎng)景對數(shù)據的具體(tǐ)要求,倒推數(shù)據采集方式、模型修飾标準、建築物單體(tǐ)化标準、建構築物屬性賦值等,使得(de)實景三維成果能用與好用。
(五)大(dà)規模數(shù)據處理(lǐ)和(hé)存儲挑戰
實景三維模型數(shù)據通(tōng)常是大(dà)規模的,處理(lǐ)和(hé)存儲這些(xiē)數(shù)據具有(yǒu)挑戰性。需要使用高(gāo)效的算(suàn)法和(hé)技(jì)術(shù)處理(lǐ)大(dà)規模數(shù)據,解決計(jì)算(suàn)資源和(hé)存儲空(kōng)間(jiān)的問題。同時(shí),确保數(shù)據的安全傳輸和(hé)存儲也是一個(gè)重要的任務,需要采取合适的網絡安全和(hé)存儲安全措施;可(kě)以使用以下方法解決:
分布式計(jì)算(suàn)和(hé)存儲:使用分布式計(jì)算(suàn)和(hé)存儲系統,将大(dà)規模數(shù)據劃分成多(duō)個(gè)小(xiǎo)塊,并将其分布在多(duō)個(gè)計(jì)算(suàn)節點或存儲設備中進行(xíng)并行(xíng)處理(lǐ)和(hé)存儲。這樣可(kě)以提高(gāo)整體(tǐ)的計(jì)算(suàn)和(hé)存儲性能,應對大(dà)規模數(shù)據的挑戰。
批處理(lǐ):将數(shù)據分成批次進行(xíng)處理(lǐ),在每個(gè)批次內(nèi)進行(xíng)計(jì)算(suàn)和(hé)分析,适合對曆史數(shù)據進行(xíng)離線分析和(hé)處理(lǐ)。
數(shù)據分區(qū)和(hé)分片:将數(shù)據根據一定的規則進行(xíng)分區(qū)和(hé)分片,以便并行(xíng)處理(lǐ)和(hé)存儲。比如對實景三維模型進行(xíng)分區(qū),根據行(xíng)政區(qū)、詳細規劃單元、城市管理(lǐ)格網等将三維模型分開(kāi)用不同編号編碼。
(六)海量數(shù)據動态管理(lǐ)和(hé)高(gāo)并發運行(xíng)能力
實景三維建設項目建設,随着三維模型的範圍越來(lái)越多(duō),未來(lái)數(shù)據量也會(huì)非常龐大(dà),承載能力、數(shù)據管理(lǐ)能力、接受大(dà)量用戶訪問調用數(shù)據的能力十分重要。海量三維模型數(shù)據的動态管理(lǐ)需要考慮數(shù)據結構的複雜性,高(gāo)并發環境下的數(shù)據訪問沖突、數(shù)據一緻性、事務管理(lǐ)等也是挑戰,同時(shí)大(dà)規模的三維模型數(shù)據需要大(dà)量的計(jì)算(suàn)資源來(lái)進行(xíng)處理(lǐ)和(hé)查詢,需要合理(lǐ)規劃和(hé)分配計(jì)算(suàn)資源。在實景三維重建項目中,針對海量數(shù)據的問題,可(kě)采用三維模型輕量化的方法,實現數(shù)據存儲量的壓縮,大(dà)大(dà)減少(shǎo)了數(shù)據量。針對高(gāo)并發運行(xíng)能力問題,可(kě)以對三維模型管理(lǐ)系統進行(xíng)定期的性能分析和(hé)優化,以保證系統的穩定性。
(七)實景三維成果的安全共享
城市級實景三維因精度高(gāo)、紋理(lǐ)語義豐富等原因,在提升政府精細化治理(lǐ)能力的同時(shí),也具有(yǒu)很(hěn)強的軍事應用價值和(hé)公共安全應用價值。《測繪地理(lǐ)信息管理(lǐ)工作(zuò)國家(jiā)秘密範圍規定》(自然資發〔2020〕95号)明(míng)确将“軍事禁區(qū)以外平面精度優于(含)10m或地物高(gāo)度相對量測精度優于(含)5%、且連續覆蓋範圍超過25平方公裏的三維模型、點雲、傾斜影(yǐng)像、實景影(yǐng)像、導航電(diàn)子地圖等實測成果”作(zuò)為(wèi)國家(jiā)秘密數(shù)據管理(lǐ)。城市級實景三維的安全保密要求,是制(zhì)約當前實景三維建設與發展的主要瓶頸,其成果的安全應用問題亟待解決;推廣實景三維成果在政府各部門(mén)、各行(xíng)業以及公衆等方面的推廣應用,在數(shù)據生(shēng)産階段需要采取技(jì)術(shù)手段對成果進行(xíng)脫密脫密處理(lǐ)。
參與實景三維中國建設,河(hé)南數(shù)慧具有(yǒu)相應的資質、相關的項目經驗、較全面的軟硬件設備及人(rén)才團隊。實景三維建設我們能提供的服務包括:
數(shù)據工程:可(kě)提供實景三維數(shù)據的采集、處理(lǐ)、加工、建庫及發布工作(zuò),可(kě)提供的服務包括:
(1)高(gāo)分辨率傾斜影(yǐng)像的獲取、處理(lǐ)、模型構建、模型修正及模型單體(tǐ)化;
(2)激光點雲的采集、加工;
(3)基于已有(yǒu)的傳統基礎測繪數(shù)據和(hé)三維地理(lǐ)場(chǎng)景數(shù)據進行(xíng)地理(lǐ)實體(tǐ)制(zhì)作(zuò);
(4)物聯網感知數(shù)據的清洗建庫工作(zuò)。
平台研發工程:基于雲架構、兼顧結構化和(hé)非結構化數(shù)據特征的實景三維數(shù)據構建分版運行(xíng)的适用本級需求的管理(lǐ)系統。河(hé)南數(shù)慧有(yǒu)着實景三維數(shù)據庫管理(lǐ)系統、自然資源一張圖、多(duō)規合一業務協同平台、智慧時(shí)空(kōng)雲平台、CIM基礎平台、自然資源網上(shàng)交易等系統平台的建設經驗,有(yǒu)較為(wèi)深厚的技(jì)術(shù)積澱、較為(wèi)廣泛深入的行(xíng)業應用,在實景三維中國系統建設方面有(yǒu)着先發優勢。