實景三維中國建設的使命與任務

實景三維中國建設的使命與任務朱慶2023年2月27日，中共中央、國務院印發(fā)《數(shù)字中國建設整體布局規(guī)劃》?建設數(shù)字中國是數(shù)字時代推進中國式現(xiàn)代化的重要引擎，是構(gòu)筑國家競爭新優(yōu)勢的有力支撐?運用數(shù)字技術(shù)推動山水林田湖草沙一體化保護和系統(tǒng)治理，完善自然資源三維立體“一張圖”?構(gòu)建以數(shù)字孿生流域為核心的智慧水利體系數(shù)字中國長期存在的痛點多專業(yè)分散!多階段分離!數(shù)字中國建設整體框架數(shù)字中國建設整體框架數(shù)字安全屏障數(shù)字中國建設“兩個環(huán)境”作數(shù)字中國建設“兩大能力數(shù)字技術(shù)與“五位一體”深度融合數(shù)字安全屏障數(shù)字中國建設“兩個環(huán)境”作數(shù)字中國建設“兩大能力數(shù)字技術(shù)與“五位一體”深度融合數(shù)字中國建設“兩大基礎數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新體系數(shù)字資源體系數(shù)字基礎設施數(shù)字資源體系數(shù)字基礎設施實景三維中國為數(shù)字中國提供統(tǒng)一的空間定位框架和分析基礎，是數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素。根據(jù)中國測繪學會智慧城市工作委員會2022年面向全國政府機關、企事業(yè)單位開展的實景三維中國建設及應用現(xiàn)狀線上調(diào)研（收到340份有效問卷）結(jié)果（《智慧城市系列叢書之實）：根據(jù)對實景三維建設與應用的主要業(yè)務分析，當前的首要應用目標是可視化，占比高達全社會的數(shù)字化需求升級從2D到3D和4D——從點線面獨立表達到生命共同體一體化表達數(shù)字孿生現(xiàn)實世界中的自然與人造實體人機物三元空間中的實體及其行為以三維表面模型表達為主，例如三角形網(wǎng)格模型，并且通常按一定時序方式進行更新源以空天地多源測繪技術(shù)手段獲取的點云和影像等數(shù)據(jù)為主以勘察、設計、建設和運維全生命周期持續(xù)三維幾何與外觀（紋理、材質(zhì)）建三維幾何結(jié)構(gòu)與外觀（紋理、材質(zhì)）建模+模動態(tài)行為（物理、化學）建模從分散的4D產(chǎn)品到融為一體的實景三維模型智能三維模型：數(shù)據(jù)豐富的構(gòu)件以及與其他構(gòu)件之間的關系多模態(tài)、多尺度、多語義數(shù)據(jù)按需組裝重構(gòu)多模態(tài)影像數(shù)據(jù)融合多模態(tài)影像數(shù)據(jù)融合(DOM)泊松融合框架構(gòu)建多尺度異構(gòu)地形數(shù)據(jù)融合多尺度異構(gòu)地形數(shù)據(jù)融合(DEM)基于語義特征點的多點云數(shù)據(jù)無標靶配準基于壓縮感知的多尺度TIN與Grid無縫融合多維幾何模型真實感融合多維幾何模型真實感融合消除消除多源異質(zhì)地理數(shù)據(jù)的幾何不一致、紋理輻射差異，構(gòu)建全域多尺度高精度實景三維地理場景模型實景三維中國建設需求與應用賦能框架3大類標準化基礎產(chǎn)品：地理空間實體模型、地形景觀模型和城市景觀模型1大類可定制的專題產(chǎn)品：地理場景模型精度比例尺地理空間實體模型厘米級到10米級外觀、功能、行為地形景觀模型亞米級到10米紋理、地形特征、地物分布適時更新城市景觀模型厘米級到米級地上下室內(nèi)外立體結(jié)構(gòu)、相互關系地理場景模型厘米級到米級IOT動態(tài)接入、增改擴建、信息化與智能化運維養(yǎng)護重大需求李升甫，2022，西南交通大學第一個工程博士，《高速公路改擴建多源激光掃描數(shù)據(jù)集成處理與應用關鍵技術(shù)》P10地面模型與地物模型無縫套合的多尺度表示實景三維中國建設：應用導向與需求牽引從普適性產(chǎn)品向按需定制的個性化與精細化產(chǎn)品轉(zhuǎn)變①實際上，并不是所有地理場②不同管理層級和不同專業(yè)通常需要不同粒度不同模態(tài)的③這些模型要能反映事物的本質(zhì)特征，而把那些在分析計算中并無積極作用的細節(jié)和機制隔離出來語義.宏觀微觀P12地理實體一碼多態(tài)、各盡所需在國家層面，基于國產(chǎn)立體衛(wèi)星影像完成5米格網(wǎng)DEM、DSM制作，覆蓋全國陸地范圍及主要島嶼ccP13P14在國家層面，基于國產(chǎn)立體衛(wèi)星影像組織開展基礎三維模型建設，覆蓋地級以上城市的城鎮(zhèn)開發(fā)邊界范圍ccP15衛(wèi)星影像實景三維建模關鍵技術(shù)路線面向國家級和省級實景三維建模與更新從保結(jié)構(gòu)表面重建、地形濾波、實體要素規(guī)則化提取到三維建模實現(xiàn)遙感通用智能影像密集匹配高分辨率衛(wèi)星影像保邊緣特征表面重建影像密集匹配高分辨率衛(wèi)星影像保邊緣特征表面重建DSM/ 型 型規(guī)則化建筑物提取語義敏感超像素與圖優(yōu)化規(guī)則化建筑物提取語義敏感超像素與圖優(yōu)化實體語義與變化信息幾何圖像顯著性分割LOD-1三維模型遙感通用智能遙感通用智能廣域范圍任意目標識別與提取時序化動態(tài)環(huán)境變化發(fā)現(xiàn)精細規(guī)則三維結(jié)構(gòu)更新建模頂層設計要滿足多樣化需求：從國家到地方的泛在應用P16P17坡度計算的依據(jù)是DEM，而目前全國乃至省域范圍使用的DEM最好分辨率只有10米左右，在西南山區(qū)，許多坡耕地和自留地圖斑都不大，很難精準辨識。不僅要更高精度、更高分辨率，還要更豐富的語義信息！高坎梯田高坎梯田P18城區(qū)DEM蘊含豐富的語義信息才能滿足精準分析需求激光掃描+傾斜攝影測量+城建數(shù)據(jù)（不透水面、排水等）P19“城市管理應該像繡花一樣精細”基于數(shù)字孿生模型：跨行業(yè)無界生態(tài)，讓美好生活零距離可持續(xù)迭代的數(shù)字孿生創(chuàng)新模式正向規(guī)劃建設與更新、逆向反饋演繹優(yōu)化縱向虛實共生、橫向互饋演繹P20P21實體分類與編碼應全國統(tǒng)一標準規(guī)范，而且要在三維空間進行設計才能確保唯一性。P22道路實體，分為路口和路段，是否還要考慮車道等呢？P231.標準層面，實景三維的標準體系不完善2.組織層面，國省市縣“一盤棋”的工作格局還沒形成3.技術(shù)層面，實景三維的關鍵技術(shù)有待突破4.產(chǎn)品層面，基礎地理實體的關系表達過于復雜，不便于生產(chǎn)實施5.人才層面，實景三維專業(yè)技術(shù)人才數(shù)量不夠6.應用層面，實景三維數(shù)據(jù)的應用領域還不寬7.裝備層面，自主可控的國產(chǎn)化實景三維數(shù)據(jù)處理軟硬件裝備有待完善P24①從實景三維建模到數(shù)字