為加快實(shí)景三維中國(guó)、實(shí)景三維山東建設(shè),2020年7月,山東省青島市提出“構(gòu)建三維空間基準(zhǔn),建設(shè)實(shí)景三維模型底圖,推進(jìn)實(shí)景三維青島建設(shè)”的目標(biāo)。作為青島市“城市云腦”四大支撐平臺(tái)之一,實(shí)景三維青島由青島市自然資源和規(guī)劃局組織開(kāi)展建設(shè)工作,為數(shù)字青島和各政府部門(mén)信息化工作提供統(tǒng)一、權(quán)威的時(shí)空信息底座。
實(shí)景三維青島于2021年3月開(kāi)建,計(jì)劃2022年10月底前完成。截至目前,已基本完成主要建設(shè)內(nèi)容,形成測(cè)試版成果,主要包括“一套標(biāo)準(zhǔn)、四大底圖、一個(gè)平臺(tái)”。即:編制實(shí)景三維數(shù)據(jù)和平臺(tái)建設(shè)一套標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)全市域地形實(shí)景三維、七區(qū)重點(diǎn)區(qū)域高精度實(shí)景三維、全市域二維和重點(diǎn)山林激光雷達(dá)點(diǎn)云四大數(shù)據(jù)底圖,搭建多維地理信息服務(wù)一個(gè)平臺(tái)。實(shí)景三維青島實(shí)現(xiàn)了青島市基礎(chǔ)地理信息由二維平面向?qū)嵕叭S的跨越,形成了獨(dú)具山、海、城特色的實(shí)景三維數(shù)據(jù)與服務(wù)體系。
青島市自然資源和規(guī)劃局本著“邊建邊用”的原則,積極推動(dòng)項(xiàng)目成果應(yīng)用,已在規(guī)劃方案論證、城市品質(zhì)提升、城市地質(zhì)調(diào)查、拆違治亂摸排、智慧公安、森林防火、防汛應(yīng)急等重點(diǎn)工作中發(fā)揮了重要作用,為青島市12個(gè)政府部門(mén)20多項(xiàng)任務(wù)提供了三維技術(shù)與數(shù)據(jù)支撐,成效顯著。
建成多類(lèi)型多尺度四大底圖成果
項(xiàng)目對(duì)標(biāo)上海、深圳等城市,高起點(diǎn)定位、高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),先后6次組織國(guó)內(nèi)高水平專(zhuān)家咨詢會(huì)。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士李德仁認(rèn)為,項(xiàng)目整體規(guī)模目前國(guó)內(nèi)最大,技術(shù)指標(biāo)、成果種類(lèi)均居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
同時(shí),測(cè)試版成果通過(guò)了由國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、深圳大學(xué)校長(zhǎng)李清泉領(lǐng)銜的專(zhuān)家組中期評(píng)價(jià)。專(zhuān)家認(rèn)為,實(shí)景三維青島建設(shè)將科技創(chuàng)新與實(shí)踐緊密結(jié)合,推動(dòng)了行業(yè)科技進(jìn)步,可以為全國(guó)實(shí)景三維城市建設(shè)提供“青島示范”。
全市域地形實(shí)景三維覆蓋青島市1.1萬(wàn)平方公里陸域和7個(gè)有居民海島,在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)陸海統(tǒng)籌建設(shè),建設(shè)規(guī)模全國(guó)最大。其技術(shù)路線采用影像分辨率15厘米的傾斜航攝方式,相比國(guó)內(nèi)的主流DOM﹢DEM(數(shù)字正射影像圖﹢數(shù)字高程模型)方式,地物立面表達(dá)更真實(shí)、空間分辨率更高。
全市域地形實(shí)景三維可應(yīng)用于國(guó)土空間規(guī)劃、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌治理、大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、生態(tài)保護(hù)修復(fù)、應(yīng)急管理等方面。例如,在抵御臺(tái)風(fēng)“煙花”期間,利用三維底圖搭建的三維防汛調(diào)度系統(tǒng),為青島市218處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、市區(qū)19處易積水點(diǎn)的應(yīng)急調(diào)度提供了直觀、立體、可量測(cè)的三維場(chǎng)景支撐。利用三維底圖搭建的黃島區(qū)、膠州市、平度市三維防火管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了森林防火資源管理和應(yīng)急調(diào)度的三維可視化、智能化管理。
七區(qū)重點(diǎn)區(qū)域高精度實(shí)景三維覆蓋市內(nèi)七區(qū)城區(qū)和鎮(zhèn)駐地共1290平方公里,影像分辨率達(dá)到3厘米,建筑實(shí)體化建模精度達(dá)到0.2米。七區(qū)重點(diǎn)區(qū)域高精度實(shí)景三維成果量測(cè)精度達(dá)到亞米級(jí),可表現(xiàn)出路面燈桿、檢修井蓋的位置、結(jié)構(gòu)以及單位牌匾名稱(chēng)等內(nèi)容。高精度實(shí)景三維底圖可應(yīng)用于建筑規(guī)劃、BIM(建筑信息化模型)設(shè)計(jì)、城市精細(xì)化管理、地樓房人管理等方面。
目前,七區(qū)重點(diǎn)區(qū)域高精度實(shí)景三維已為青島市重要交通規(guī)劃論證、城市治理拆違治亂、智慧公安建設(shè)等市重點(diǎn)工作提供了有效支撐。在青島市快速路主干道改造、浮山隧道和環(huán)線、前海隧道等重要交通規(guī)劃論證中,以實(shí)景三維底圖疊加規(guī)劃方案,直觀表現(xiàn)方案與現(xiàn)狀的空間關(guān)系和協(xié)調(diào)性,變傳統(tǒng)圖紙、演示文稿形式為三維場(chǎng)景演示方式,變跑現(xiàn)場(chǎng)為電腦前的“一屏觀全市”,精準(zhǔn)輔助決策研判。在城區(qū)拆違治亂摸排中,相關(guān)部門(mén)利用實(shí)景三維快速發(fā)現(xiàn)了城區(qū)違章建筑、亂堆亂掘、山頭公園違建破壞等行為,大幅減少了現(xiàn)場(chǎng)排查工作量,為城市治理提供了智能化手段?!爸腔酃病逼脚_(tái)建設(shè)利用實(shí)景三維數(shù)據(jù),輔助實(shí)現(xiàn)了重要點(diǎn)位的安防布控,重點(diǎn)區(qū)域的管控調(diào)度等智能化管理。
全市域二維底圖覆蓋范圍與全市域地形三維地圖一致。包含政務(wù)版、藍(lán)黑版、影像版和2.5D版等多種風(fēng)格,可以滿足多種政務(wù)平臺(tái)場(chǎng)景需要。其中,2.5D版可實(shí)現(xiàn)基于二維平臺(tái)展示多角度的立體城市需求。在青島港智能化管理平臺(tái)建設(shè)中,利用該成果首次實(shí)現(xiàn)了陸域和海域地圖的無(wú)縫融合,填補(bǔ)了青島市陸海一體化電子地圖的空白。
重點(diǎn)山林激光雷達(dá)點(diǎn)云成果覆蓋嶗山自然保護(hù)區(qū)、大澤山自然保護(hù)區(qū)、小珠山、藏馬山和鐵橛山等山系,每平方米山林獲取16個(gè)點(diǎn)以上的點(diǎn)云數(shù)據(jù),建成高精度數(shù)字表面模型??梢跃_表達(dá)山體的地形地勢(shì)走向,為森林防火分析、地質(zhì)災(zāi)害治理、礦山生態(tài)修復(fù)等工作提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。同時(shí),基于點(diǎn)云成果,可開(kāi)展森林蓄積量、郁閉度等計(jì)算分析,服務(wù)森林資源調(diào)查、森林碳匯量估算等方面,為碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。
搭建開(kāi)放兼容的多維地理信息服務(wù)平臺(tái)
實(shí)景三維青島建設(shè)搭建了開(kāi)放兼容的多維地理信息服務(wù)平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)平臺(tái)),包括數(shù)據(jù)管理、服務(wù)發(fā)布、平臺(tái)運(yùn)維、門(mén)戶網(wǎng)站和專(zhuān)題數(shù)據(jù)采集5部分內(nèi)容。通過(guò)平臺(tái),使用者可以實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維青島成果的查詢、瀏覽和調(diào)用,為城市云腦和智慧公安、住房城鄉(xiāng)建設(shè)CIM(城市信息模型)平臺(tái)等信息化平臺(tái)提供二三維底圖支撐。
平臺(tái)具有良好的兼容性、開(kāi)放性,突破性建立了海量三維數(shù)據(jù)的管理與發(fā)布機(jī)制,確保超大場(chǎng)景的流暢加載和瀏覽;全面兼容國(guó)內(nèi)主流的三種服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)(S3M、I3S、3DTiles),有效支撐跨平臺(tái)格式;支持基于WebGL場(chǎng)景的高效融合渲染,有力提升場(chǎng)景美觀度和欣賞性,同時(shí)兼容政務(wù)網(wǎng)用戶體系,可實(shí)現(xiàn)與數(shù)字青島平臺(tái)的無(wú)縫對(duì)接。
平臺(tái)具備二三維一體、海陸一體、室內(nèi)室外一體、地上地下一體的“八位一體”支撐能力,后期將升級(jí)為時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái),全面提升時(shí)空信息、物聯(lián)感知接入等支撐能力。
為實(shí)景三維中國(guó)貢獻(xiàn)“青島示范”
青島市自然資源和規(guī)劃局以項(xiàng)目建設(shè)為藍(lán)本,參與編制三維模型質(zhì)檢、點(diǎn)云壓縮編碼、視頻流全景地圖和實(shí)景三維山東等4項(xiàng)國(guó)家、省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,形成青島市實(shí)景三維數(shù)據(jù)和服務(wù)平臺(tái)建設(shè)2項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)則,為實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的技術(shù)路線指標(biāo)、多源數(shù)據(jù)融合、成果質(zhì)量控制等方面貢獻(xiàn)了“青島示范”。
項(xiàng)目建設(shè)注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,承建單位青島市勘察測(cè)繪研究院與武漢大學(xué)、深圳大學(xué)等高校合作,開(kāi)展點(diǎn)云與影像集成的目標(biāo)實(shí)體化智能提取及變化檢測(cè)、基于消費(fèi)級(jí)VR全景相機(jī)的空地一體實(shí)景三維建模技術(shù)、基于傾斜影像線特征的實(shí)景三維模型優(yōu)化與增強(qiáng)方法、優(yōu)視攝影技術(shù)應(yīng)用研究等4項(xiàng)課題、10項(xiàng)子課題研究。與超圖軟件、土豆科技、天際航、??怂箍怠⒋髣?shì)智慧等10余個(gè)國(guó)內(nèi)業(yè)界頂尖企業(yè)合作,攻克技術(shù)難關(guān)20余項(xiàng),在海量模型重建、生產(chǎn)管理與調(diào)度智能化、模型實(shí)體化與質(zhì)檢自動(dòng)化、超大場(chǎng)景發(fā)布服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)方面提出改進(jìn)方案,優(yōu)化、提升企業(yè)產(chǎn)品能力,為實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的技術(shù)與軟件支撐體系貢獻(xiàn)“青島示范”。
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