2022年中國地理信息產業大會期間，k8凯发信息副總工程師陳廣亮作《實景三維的“采建融用”》專題報告。從對實景三維中國建設的認識和理解出發，圍繞實景三維建設過程中涉及到的海量時空數據采集、建模建庫、業務融合和智慧應用的“采建融用” 全流程高效工程化生產的建設需求、技術難點、行業主流解決方案以及k8凯发信息在“采建融用”過程中的創新技術研究和智慧應用案例進行了分享。
全麵推進——實景三維中國建設
《自然資源部辦公廳關於全麵推進實景三維中國建設的通知》中明確提出，到2025年實景三維中國建設將為數字中國、數字政府和數字經濟提供三維空間定位框架和分析基礎，50%以上的政府決策、生產調度和生活規劃可通過線上實景三維空間完成。
目前，實景三維建設仍麵臨著數據成果多、實施成本高、技術融合難、應用需求不明確等痛點難點問題。要建設好實景三維中國，既要解決好多源空間數據獲取、數據自動化/智能化處理、三維實體構建及語義化等長鏈條、複雜、交叉的關鍵技術領域，也要解決好實景三維數據如何為數字中國建設和數字社會治理分析決策進行賦能。
實景三維——生產能力技術體係
實景三維是在三維場景的基礎上，通過承載結構化、語義化、支持人機兼容理解和物聯實時感知的地理實體進行構建，其在技術體係、生產工藝、產品形態和管理服務等方麵都產生了跨越式的發展。
要建設好實景三維中國，二三維空間數據是基礎，地理實體是核心，業務融合是抓手，智慧應用是目的，因而實景三維的“采建融用”是閉環的全鏈條服務，各個環節的生產能力技術體係缺一不可。
全息采集：以“全息采集，應采盡采”為基本目標，以“空天地一體化”為主要手段，利用衛星遙感技術、航空攝影技術和激光掃描等技術，結合大數據和調查獲取各地理實體的自然、社會、經濟屬性，形成二三維一體、海陸一體、室內外一體、地上下一體的“八位一體”全空間全要素數據和基礎信息。
三維建庫：在地理場景的基礎上，通過結構化、單體化、語義化、實體化等人機兼容的智能技術建立地理實體庫，並通過輕量化和可視化技術實現地理場景數據和地理實體數據的高效存儲和瀏覽。
業務融合：要建設形成實景三維數據庫“一庫多能”的能力，根據不同業務管理需求能夠組合形成對應的專業地理實體數據庫，並能滿足地形級、城市級和部件級的業務需求。
智慧應用：依托於實景三維場景和地理實體數據庫，融合大數據、人工智能、仿真推演等信息技術，為不同行業的分析決策和智慧管理進行賦能。
實景三維——生產建庫創新技術研發
1.軟硬件一體化技術研發
針對傳統傾斜攝影相機存在的定位精度低、缺少POS信息以及傾斜攝影五目相機外擴航線存在大量冗餘照片的問題，集成研發了天勢五目傾斜攝影相機，可以為大範圍實景三維數據采集提供厘米級、高效率、智能化的硬件設備，同時研發了一種基於光學幾何和建築物識別的傾斜攝影測量五目相機冗餘航片篩選算法，通過航片的內外方位函數計算航片在地表的投影範圍，同時基於支持向量機SVM識別保留測區邊緣具有建築特征的有效航片以保證建模質量，可有效減少待處理航片數量，提高空三和建模的效率。
2.集成AI+遙感智能引擎的地理實體識別技術研發
集成AI+遙感智能引擎，突破知識圖譜構建及分析，以AI助力地理實體的結構化識別提取，集成對土地、森林、耕地、濕地、水資源等各類要素的精準分類識別、邊界提取和動態變化監測，能夠更加精準地感知洞察城市空間、資源要素的變化趨勢。
3.結合深度學習和規則化處理的自動單體化技術研發
為解決MESH三維模型“一張皮”的問題，通過對實景三維模型轉成DOM和DSM後，基於AI+遙感智能引擎獲取建築物矢量邊界，再根據DSM的高度信息對非建築進行過濾，對生成的矢量邊界進行規則化處理後對MESH三維模型進行自動化切割融合形成建築單體，大幅提高實景三維模型自動單體化的效率。
4.實景三維空間大數據輕量化技術研發
麵向實景三維模型過大無法直接加載、加載時間長、延遲卡頓等難題，研發基於網格LOD優化和紋理壓縮的MESH三維模型輕量化技術以及大體量BIM模型極限壓縮技術，可在保障效果的前提下，實現最大程度的文件大小壓縮，為實景三維業務應用平台提供響應更加高效的數據支撐。
5.基於GIS引擎+遊戲引擎混合架構的可視化技術研發
研發集成遊戲引擎和自主研發的三維GIS可視化引擎，兼顧GIS引擎的定量化分析能力和遊戲引擎的高效動態渲染展示能力，實現GIS數據的高仿真可視化與查詢分析有機融合，為實景三維智慧應用提供更加美觀、沉浸式的體驗感。
實景三維——業務融合與智慧應用
1.自然資源綜合管理
新時期自然資源管理最基本的問題是如何掌握自然資源的數量、分布和變化等信息，在統一的國土空間上進行“山水林田湖草海”自然資源多要素科學管理和綜合治理。傳統自然資源管理以二維平麵為主，然而自然資源本身具有三維形態，需要通過實景三維實現自然資源的立體化管理。
通過構建自然資源三維立體“一張圖”係統，集成管理-可視化-分析-模擬相關軟件的核心功能，實現自然資源空間場景“立起來”、集成模型“統起來”、建模技術“用起來”、資源要素“管起來”，可服務於調查監測、空間規劃、耕地保護、生態修複、三維地籍、執法監察等自然資源管理業務。
2.城市內澇災害監測預警
城市內澇監測管理除了基礎設施建設外，還需要配合科學的分析手段，利用大數據、物聯網、人工智能、實景三維等信息化技術實現智慧化管理。以時空大數據為核心，對城市建成區、主要河流水係和地下管網進行三維建模，結合實時城市水務和實時監測數據構築虛實交融的數字孿生城市，集“事件模擬、趨勢推演、智能決策”於一體的城市內澇災害風險推演平台，利用地理分析模型和智能算法，挖掘城市內在的運行規律，對城市涉水要素進行仿真、監測、模擬和推演，對災害做出評估和預警，實現城市水務業務管理全過程、全要素的數字化與信息化，為城市內澇備災規劃和救災提供依據。
3.智慧社區治理
數字社區治理是社會治理的新範式、新工具、新模式，是應對數字社會湧現的新場景。結合智慧社區建設需求情況，基於實景三維場景的“一中心、一平台、三應用”的智慧社區一體化架構，依托泛在的物聯基礎設施，統一社區各類數據資源建立數據中心。以數字孿生為支撐，建設智慧社區綜合信息服務平台，麵向管理部門、服務者和社區居民各類角色，提供社區基層治理、社區服務、社區運營三大應用，解決城市精細化治理的“最後一公裏”，提升社區服務能力，構建平安、秩序、綠色、便捷、溫暖、活力的智慧社區。
4.曆史文化資源保護利用
曆史文化資源是中國文化的底蘊與傳承，為有效支撐曆史文化資源數據管理、規劃利用、保護管理輔助決策和推廣宣傳等工作，提升曆史文化資源保護能力和管理水平。在現有曆史文化資源數字化的基礎上，運用傾斜攝影、BIM等實景三維信息技術，構建“家底清晰、標準統一、動態高效”的曆史文化資源“一張圖”。同時，利用VR、AR、AI等技術數字化展示曆史文物資源，精準表達曆史文化要素信息，營造空間曆史文化氛圍，彰顯曆史文化價值，以實景三維技術和信息化技術提升曆史文化保護水平。
落實實景三維中國建設，將進一步推動政府治理從人治向數治轉變，最終實現智治。k8凯发信息將充分發揮資源和技術優勢，不斷提升科研水平，積極探索創新，深入行業交流與合作，為實景三維中國建設以及自然資源精細化、現代化治理能力提升持續助力，推動數字經濟高質量發展。