编 者 按 什么是（shì）实景三维？2021年（nián）12月，自然资源（yuán）部（bù）印发《新型基础测绘与实景三（sān）维中国（guó）技术文件（jiàn）》，对实景三维的描述是：对一定范围内人（rén）类生产、生（shēng）活和生（shēng）态（tài）空间进行（háng）真实、立体、时（shí）序（xù）化反映和表达的数字空间（jiān），是（shì）新型基础测绘的标准化产品，是（shì）国家的（de）重要（yào）基础设施，为经济社会发展和各部（bù）门信息化提供统一的空间基底。 早在2019年全国自然资源工（gōng）作（zuò）会议（yì）上，开展实景三维中（zhōng）国建设就被提上议事日（rì）程。国家层面的实景三维中国建设是战略性、全局性的重大工程，需扎实稳步推进。在省（shěng）、市级（jí）范围内特别是试点区域（项目），实景三（sān）维已经从数据转换为应（yīng）用，并（bìng）取得了（le）阶段（duàn）性成效，其成果也进（jìn）入了社会公众的视野。 本期（qī）刊发的稿件选取实景三维在生态保护、地质灾害防治、智慧（huì）城市建设等（děng）方面的应用成果及观点，展示了实景三维在山（shān）水之（zhī）间、工程现场、城市（shì）生活中（zhōng）对（duì）地理（lǐ）空间和实体（tǐ）对象的结构化表（biǎo）达，以及功能的搭建平台（tái）。 一个平台就像一个舞台，各（gè）类场景应用就（jiù）如同一幕幕（mù）剧目。如（rú）今，“舞台”正在逐步（bù）建成（chéng），属（shǔ）于实景（jǐng）三（sān）维的“好（hǎo）戏”才（cái）刚刚上演。
奔腾的黄河金龙摆尾般甩出（chū）一（yī）个近（jìn）90度的大（dà）弯，在榆林市府谷（gǔ）县来到陕西境内。入陕（shǎn）后的黄河浩荡南下，既（jì）有壶口瀑布的澎湃浩荡，也（yě）有洽川湿（shī）地（dì）的关雎（jū）之（zhī）鸣。如何通过实（shí）景三维建设助力黄（huáng）河流（liú）域生态保（bǎo）护，是陕西省自然资（zī）源部门面（miàn）临（lín）的新考题。
近年（nián）来，在依托新型基础测绘开展实景三维建设的基础上，一个服务于（yú）陕西省黄河流域规划建设、生态修复、污染治理、水（shuǐ）土保持、应（yīng）急指挥（huī）、文化保护（hù）的“数字空间底座”正逐渐成形，为全省黄（huáng）河（hé）流域提供（gòng）智（zhì）慧化管理和（hé）决策支撑。
2020年（nián），陕（shǎn）西省测绘（huì）地理（lǐ）信息局与陕（shǎn）西省发展和改革（gé）委员会（huì）依托自然资源部第二地形测（cè）量队（陕西省（shěng）第三测绘工程院）联合成立了陕（shǎn）西省智慧黄河（hé）研究院，发（fā）挥测绘技术优势支撑黄河流域生态（tài）保（bǎo）护和高质（zhì）量发展。
为解决（jué）时（shí）空数（shù）据获取难、标准不（bú）统一（yī）、数据更（gèng）新不及（jí）时等问题，自然（rán）资源部第（dì）二地形测量队（以下简称部第二地形（xíng）测量队）从产品设（shè）计、组（zǔ）织（zhī）模式、管理平台、应用服（fú）务和标准规范5个（gè）方面开展攻关（guān），最终通（tōng）过多种技术手段将多（duō）源数据融合在同一（yī）平台（tái），构建陕西黄河（hé）流（liú）域数字（zì）空间底座，提升空间信息资源共享水平（píng）和服务能力。
“实景三维的（de）概念已经提了很多年（nián），产生了单体化建（jiàn）模贴（tiē）纹理、DOM（数字正射影像（xiàng）图）与 DEM（数（shù）字高程模型）融合、倾斜摄影建（jiàn）模、激光三维扫描建模等多种（zhǒng）方式，这些技术为陕西（xī）省黄河流域（yù）实（shí）景（jǐng）三维建设奠定了基础。但依旧有许多技术难点（diǎn）需要（yào）攻克。”部第（dì）二地形测（cè）量（liàng）队生产技（jì）术科科长林璐说（shuō）。
部第二地形测量队实景三维技术组研究人员介（jiè）绍，针对点云（yún）编（biān）辑、影像镶嵌等人工量大（dà）的工（gōng）艺流程，通过优化匹配策略，采用镶嵌（qiàn）线自动（dòng）化处理，减少了人工编辑工作量、提高（gāo）了生产（chǎn）效率（lǜ）。针对黄河流域水下（xià）地形测绘中（zhōng）的（de）技（jì）术（shù）难点，通过技术攻关，完（wán）成了水下与近岸数据的接边、融合（hé）以及水下模型构建（jiàn）方法。此外，还重（chóng）点（diǎn）攻关了基础地理（lǐ）实体（tǐ）检查及质量控制等问题。
目前，平台已经实现多层级实景（jǐng）三维数据的展示、查询（xún）、统计等（děng）基础功能，并解决了与（yǔ）物联感知数据融合中的兼容（róng）性问题。“后续将在海（hǎi）量多（duō）源数据自动综合处理技术、水上水下一（yī）体化测绘数（shù）据融合（hé）、高精度实景三维模型快速生产和更（gèng）新、物联（lián）感知数据与地理实体时空（kōng）关联、数据行业业务应用系统开发等方（fāng）面持续（xù）推进研究。”部第二地形测量队科（kē）技与成果应用科科（kē）长王爽说。
“陕西省黄河流域实景三维数据（jù）实现了真实空间的数据虚拟（nǐ）映（yìng）像，为黄河（hé）流（liú）域（yù）提供统一的（de）空间定位（wèi）框架和分析基础，是推动黄河流域（yù）数字经济（jì）发（fā）展的重要生产要（yào）素。”部第二地形测量队副队长杨（yáng）少勇说。
2020年、2021年，陕西建成两期省（shěng）域（yù）内黄河流域（yù）10米格网（wǎng）尺寸 DEM与优于2米地面分辨率 DOM套（tào）合的实景三（sān）维模型。在重（chóng）点生（shēng）态环境保护（hù）区、文化（huà）景观区通过倾斜摄影（yǐng）测量（liàng）、贴近摄（shè）影测量等技术，构建了（le）多场景下对（duì）应5厘米~20厘米多种分辨率（lǜ）的（de）倾斜（xié）实景三维（wéi）模（mó）型，在黄（huáng）河流域国（guó）土（tǔ）空间（jiān）规划（huá）、防灾减灾、水土保持（chí）、生态保护与修（xiū）复等方面发挥了重要（yào）作用。
据介绍（shào），实景三（sān）维模型宏观展示（shì）了黄河流域真（zhēn）实（shí）立体的山川地貌与（yǔ）地理要素分布。例如，在榆林（lín）市佳县，通过实景三维与“三区（qū）三线”数据的融合，直观（guān）展示各类规（guī）划的空间布局及（jí）其合理性。在延安市乾坤（kūn）湾，通（tōng）过实（shí）景（jǐng）三维视角（jiǎo）能发现并展现山体裂痕情况（kuàng），并监测地质灾（zāi）害（hài）隐（yǐn）患点变（biàn）化情况（kuàng）。在韩城市西（xī）部山体，通（tōng）过实景三维可实时（shí）精准测（cè）量并获取开挖山体面积、体方及其整治情（qíng）况（kuàng）。在渭河（hé）入（rù）黄河段（duàn），通过汛期前后水下地形的（de）监测可获取河道淤积的数据。在（zài）南沟门水库，通过水上水（shuǐ）下一体（tǐ）化三维模型，结合实时水流（liú）速度与水位数据，能准确掌握水（shuǐ）库的库容信息并针对边坡滑坡情况开展分析。
为筑牢（láo）地（dì）质（zhì）灾害防灾墙（qiáng），守护（hù）天宝镇村民的甜蜜生活，2020年6月（yuè），年（nián）家峪特大型（xíng）泥石流（liú）防治项目启动（dòng），由山东（dōng）省地矿局（jú）第五地质（zhì）大队承担（dān）前期调查（chá）和实（shí）景三维等（děng）技术服务。大队在（zài）项目中总（zǒng）结完成的《实（shí）景三维在泥（ní）石流沟（gōu）灾（zāi）后防治工（gōng）程施工（gōng）和监测预（yù）警中的（de）应用》于近日成功入选“实景三维山（shān）东十大（dà）应用创新案例”，成（chéng）为构建国家新型基础测（cè）绘体系在（zài）山东省的（de）典型经（jīng）验。
天宝镇地势北高（gāo）南低，东高西低。2018年（nián）发生（shēng）泥（ní）石（shí）流的年家（jiā）峪村就坐落在高山深峡向平（píng）原过（guò）渡的“布袋口”处（chù）。传（chuán）统的航空摄影和调查（chá）方法难（nán）以做到全面（miàn）性和（hé）直观性的有效统一。
考虑到这一现实情况，项目实施初（chū）期，第五地质大队从聚（jù）焦国家、地方实景三维建（jiàn）设和管理（lǐ）需求出（chū）发，首次（cì）在崩滑流灾害（hài）调查监（jiān）测中使用3种倾（qīng）斜摄影数据采（cǎi）集（jí）模式。第五地质大队遥感监测（cè）处主（zhǔ）任刘（liú）法军（jun1）介绍：“在项目区不同区段（duàn），我（wǒ）们使用仿（fǎng）地航线（xiàn）+贴近摄影测（cè）量和环绕摄影测量采集数据，并进行超（chāo）高精度三维建模。”
据了（le）解，为了获取（qǔ）高精度三维模型，第五地（dì）质大（dà）队首先对测（cè）区（qū）进行航飞，识别（bié）出电线（xiàn）、铁塔等干扰物，用粗模完整还原待测区域的三维结构。现场使（shǐ）用便（biàn）携工（gōng）作站对（duì）所（suǒ）采（cǎi）集影像进（jìn）行计算，生成（chéng）测区内 DOM（数字正射影像图（tú））与 DSM（数（shù）字表面模（mó）型）。在此（cǐ）基（jī）础上（shàng），规划了3种分辨率更为精细飞行方式（shì）：
一是对起伏较大的山（shān）坡，生成分辨（biàn）率为（wéi）1厘米的仿地航线进行变高测量（liàng）。二是（shì）对分散的危岩体，生成分（fèn）辨率为7毫米的贴近摄（shè）影（yǐng）测量（liàng）航线（xiàn），进行角度（dù）始（shǐ）终垂直于边坡的（de）变高飞（fēi）行拍（pāi）摄。三是对狭长泥石流冲沟，生成分辨率为1厘米的带状环（huán）绕仿地航线，获取冲沟（gōu）带状精（jīng）细数据。
年家峪特大型泥石流防治项目最突（tū）出的特点表现在（zài）精、变、全、快等方面（miàn）。
一是首次利用高分辨率实景三维（wéi）模型，采用空间三点坐标法（fǎ）计算得（dé）到岩层的产状（zhuàng）要素，在室内实现了岩体结构面张开度、发育密度等清晰识别，可获取危岩体的（de）准确（què）几何空间和地质特征，准确计算其稳（wěn）定状况和破坏能（néng）量。如此一来，能为地灾调查保存更多细节要素（sù），为地灾评估、勘查与治（zhì）理提供可靠依据。
二是（shì）组合使用（yòng）了仿地摄影+贴近（jìn）摄影+环（huán）绕倾斜摄影3种数据采集模（mó）式，在崩（bēng）塌、滑坡、泥石流等地（dì）灾调（diào）查（chá）中，能（néng）精准确定治理区范围、覆盖情（qíng）况及荷载情况，可清晰、快速获取岩性组（zǔ）合、结构（gòu）面产状（zhuàng）及卸荷带走向等（děng）精确数据（jù），实现地灾监测从二维（wéi）平（píng）面到三维立体的转变。
三是将（jiāng）多时序三维模（mó）型（xíng）融合 LAS数据用于（yú）项目全生命周期。通过多期影像比对，可对施工（gōng）过程（chéng）进行监（jiān）管，达到（dào）高效、安（ān）全（quán）的目的。在（zài）竣工验（yàn）收方面发（fā）挥（huī）三维（wéi）可矢量化、可统计分析的优势，更精准量化土方（fāng）等（děng）工（gōng）程量状况（kuàng）。
四是（shì）通过（guò）超高精度实景三维模（mó）型技术，采用空间三点坐标法计算得到结构面产状要素（倾向、倾角）。通过专（zhuān）业（yè）软件即可完成结构面岩体填充情况、结构面张开度、结构面发育密度等方面（miàn）的（de）清晰识别，进行危（wēi）岩体（tǐ）特征参数（shù）（几何尺（chǐ）寸、坐标高程、高差（chà）、结（jié）构面特征）等（děng）定量化勘测，明确危岩区段内任意一个危（wēi）岩体的准确几何特征、空间（jiān）特（tè）征和地质特征（zhēng），为危岩体稳（wěn）定性分析提供（gòng）更（gèng）加精准的（de）数据支撑，从而大（dà）大降（jiàng）低了人员野外调查测量的安全风险（xiǎn），同时实现了调查工作的（de）全面性与时效性的统一。