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实景三维技术在测绘和地理信息领域中的创新与应用

作者

吴国强

中煤航测遥感集团有限公司 陕西省西安市 710000

引言:随着时代的发展,测绘地理信息行业正面临数字化、智能化的深刻变革。作为国家重大战略部署,实景三维中国建设应运而生,推动新型基础测绘向新基建跃升,成为国家信息化发展的时空底座。在新形势下审视实景三维技术,对测绘地理信息行业把握发展机遇、抢占创新制高点具有重要意义。

一、实景三维技术在测绘领域的创新与应用

(一)实景三维测绘标准规范体系逐步完善

实景三维测绘标准规范体系的建立和完善,为实景三维中国建设提供了坚实基础。自然资源部组织编制了一系列关键标准,如《实景三维地理信息数据分类与编码》《实景三维地理信息数据产品规范》等,形成了涵盖基础地理实体分类与编码、数据采集处理、质量控制等环节的较为系统的标准规范。在具体实施过程中,各级自然资源主管部门和测绘地理信息机构积极开展实景三维测绘项目,并严格按照标准规范组织实施。一是做好顶层设计,编制符合当地实际的实景三维测绘作业技术设计书,细化作业流程和技术参数。二是加强过程管控,组织开展实景三维测绘生产,严把数据采集、处理、检查等环节的质量关。三是注重成果应用,充分发挥实景三维测绘成果在各领域的支撑作用,提升测绘地理信息的社会化服务水平。

(二)实景三维测绘关键技术取得突破性进展

近年来,实景三维测绘技术创新不断取得重大突破,推动行业由传统测绘向智能测绘转型升级。在数据获取方面,通过多平台、多传感器联合作业,深度融合卫星遥感、航空摄影、车载移动测量、地面三维扫描等多源异构数据,实现了全空间、全时段、全方位的高分辨率数据获取。新一代测绘装备集成了激光雷达、高分辨率相机、惯性导航等先进传感器,搭载智能感知与自主导航等核心算法,实现了高精度、高效率、全自动的大范围地理场景数据采集,极大提升了外业作业效率和数据质量。在数据处理方面,人工智能、大数据等新技术的应用推动了实景三维数据处理向轻量化、语义化方向发展。吉奥孪生大师、SuperMapGIS等软件系统充分利用GPU并行计算、深度学习等技术手段,在保证高精度高质量的同时,大幅缩短了数据处理周期,实现了海量数据的快速建库入库。此外,语义分割、目标检测等人工智能算法的引入,自动识别了场景中的地物要素并赋予语义属性,实现了实景三维模型的结构化、矢量化与信息化,为后续的智能应用奠定了数据基础[1]。

(三)实景三维测绘深度赋能灾害防治等应用

实景三维测绘以其高精度、高真实感、高效率的特点,在灾害防治、应急管理、城市管理等领域发挥了重要作用。基于实景三维模型,灾害风险评估、隐患排查、应急预案编制等工作实现了可视化、数字化,极大提升了防灾减灾的科学性和精准性。在市政管理领域,实景三维测绘与地下管线探测技术相结合,建立了精细化、一体化的地上地下空间数据库,为地下管线的规划建设、日常巡检、应急抢修等工作提供了可靠依据。在低空经济领域,实景三维测绘构建了全空域、多尺度的数字化空间底板,为无人机航线规划、飞行安全保障、应急指挥等提供了精准的时空信息服务。湖南等地依托“实景三维 ⋅+ 北斗”技术,建立了涵盖空域划设、飞行服务、安全监管等环节的低空数字化管理平台,有效促进了物流配送、应急救援、测绘遥感等低空经济应用的蓬勃发展。

二、地理信息领域的实景三维技术创新应用

(一)实景三维地理信息为城市数字化转型奠基

实景三维地理信息技术是推进城市数字化转型的核心支撑。通过构建高精度、全要素的实景三维模型,实现了城市空间信息的数字化表达和管理,为智慧城市建设提供了坚实的时空数据基础。在具体实践中,各地因地制宜开展了一系列创新应用。以湖北省为例,依托实景三维技术集成了遥感影像、全景影像、倾斜摄影、激光点云、地下管网等多源异构数据,构建了覆盖全省的“一张图”数据底座。在此基础上,将部门间分散的业务数据按照“一标三实”原则进行关联整合,破解了数据壁垒,实现了跨部门的数据共建共享。湖北还以实景三维为统一时空框架,研发了一系列智能应用场景。在城市部件管理方面,利用深度学习算法对部件进行智能识别和精准定位,实现了路灯、井盖等市政设施的可视化管理和故障诊断。在社区治理方面,将实景三维与视频监控、人脸识别等技术深度融合,构建了“一张网”智慧安防体系,有效提升了城市治安防控能力。在应急管理方面,依托实景三维进行洪涝、地质等灾害的监测预警和数字化演练,形成了“一张图”综合指挥调度平台,强化了应急响应和决策的时效性。

(二)实景三维地理信息赋能国土空间立体化规划

国土空间规划是国土空间开发保护的基本依据和行动指南。实景三维地理信息技术通过对地表、地上、地下空间的真实再现,突破了传统二维规划的局限,实现了全空间、立体化的国土空间规划编制和管理。在规划编制方面,基于实景三维模型进行用地适宜性评价、开发强度模拟等分析,科学划定“三区三线”,合理优化城乡空间格局。在规划实施方面,实景三维为精细化管控提供了直观、量化的手段。通过对比规划方案和实景模型,及时发现违法用地、违法建设等问题,助力规划政策落地。在城市设计方面,建筑规划方案与周边实景的融合对比,风貌视觉感知分析,日照通风模拟等功能,强化了设计全过程管理。在乡村规划方面,山水林田湖草等多要素的三维表达,农房分布、高度和风貌的直观呈现,为乡村风貌保护、特色塑造提供了新思路[2]。

(三)实景三维地理信息数字化保护历史文化遗产

历史文化遗产是中华民族的宝贵财富,蕴藏着深厚的历史文化底蕴。实景三维地理信息技术以其高精度、高真实感的优势,为文化遗产保护提供了新的思路和方法。通过激光扫描、影像测量等技术,高精度复原古建筑、考古遗址的三维形态,再结合图文档案、文物信息等,全面、系统地记录文化遗产的空间信息和属性特征。以“实景三维・北京中轴线”项目为例,利用车载移动测量系统采集了中轴线沿线 8.2 平方公里的高精度三维激光点云,并通过人工建模、纹理映射等技术,精细重构了故宫、天坛等标志性建筑的数字模型,数据精度优于 5 厘米。此外,还可通过开发文旅数字产品,将文化遗产与旅游休闲深度融合。游客利用虚拟现实技术身临其境地感受文化遗产的魅力,并与数字文物进行沉浸式互动,获得全新的文化体验[3]。

三、结束语

实景三维技术正深度融入数字中国建设,在城市治理、国土空间规划、灾害防治、低空经济、历史文化保护等领域广泛应用,成为支撑高质量发展的关键力量。未来,实景三维还将进一步与云计算、大数据、人工智能、区块链等新技术深度融合,在更广阔的领域释放数据价值、赋能经济社会发展。测绘地理信息行业应紧跟时代步伐,加快构建实景三维技术创新体系,强化关键核心技术攻关,打造多元应用生态,推进产教研用协同创新,加速科技成果转化。

参考文献:

[1]肖建华.低空经济推动测绘地理信息转型创新融合发展[J].城市勘测,2025,(02):1-5.

[2]金振华,任俊儒.实景三维在城市地理信息要素更新中的应用[J].价值工程,2025,44(08):148-150.

[3]董昊锦.智慧城市建设中测绘地理信息的应用[J].科技创新与应用,2025,15(04):193-196.