编 者 按 什么是实景三维？2021年12月，自然资源部（bù）印发《新型基础（chǔ）测（cè）绘与实景（jǐng）三维中国技（jì）术（shù）文件》，对实景三维（wéi）的描（miáo）述是：对一定范围内（nèi）人类（lèi）生产、生（shēng）活和（hé）生态空间（jiān）进行真实（shí）、立体、时序化反映和表达的数字空（kōng）间，是新型基础（chǔ）测绘的标准化产品，是国家的重（chóng）要基础设施，为经济（jì）社会（huì）发展和各部（bù）门信息化提供统一的空间（jiān）基（jī）底。 早在2019年全（quán）国自（zì）然资源工作会议上（shàng），开展（zhǎn）实景三（sān）维（wéi）中国建设就（jiù）被提上议事（shì）日程。国家层面的（de）实景三维（wéi）中国建设是战略性、全局性的重（chóng）大工程，需扎实稳步推进。在省、市级（jí）范围内特别是（shì）试点区域（项目），实景三（sān）维已经从数据转换为应用，并取得（dé）了阶段性成（chéng）效（xiào），其成果也（yě）进入了（le）社会公（gōng）众的视野。 本期刊发的稿件选取实景三（sān）维在生（shēng）态保护、地（dì）质灾害防治、智慧城市建设（shè）等（děng）方面的应用成果及观（guān）点，展（zhǎn）示了（le）实景三维在山水之间、工程现场、城市生活（huó）中对（duì）地理空（kōng）间（jiān）和实（shí）体对象的结构（gòu）化（huà）表达，以（yǐ）及功能的（de）搭建（jiàn）平台。 一个平台就像一个舞台（tái），各类（lèi）场景应用（yòng）就（jiù）如同一（yī）幕幕剧（jù）目。如今，“舞（wǔ）台”正在逐（zhú）步建成（chéng），属于实景三维（wéi）的“好戏”才（cái）刚刚上演。
奔腾的黄河（hé）金龙摆尾（wěi）般甩出一个近90度的大弯，在榆林市府谷（gǔ）县来到陕西境内。入陕后的黄河浩荡南下，既有（yǒu）壶口瀑布（bù）的澎湃（pài）浩荡，也有洽川湿地的（de）关（guān）雎之（zhī）鸣。如何通过实（shí）景（jǐng）三维建（jiàn）设助力黄河流域（yù）生态保护，是（shì）陕西省自然资源部门面临（lín）的新考题（tí）。
近年来，在依托新型基础测绘开（kāi）展（zhǎn）实景三（sān）维建设的（de）基（jī）础上，一个（gè）服（fú）务于陕（shǎn）西（xī）省黄河流域规划建（jiàn）设、生（shēng）态修复（fù）、污染治（zhì）理、水土保持、应急指挥、文化保护的“数字空间（jiān）底座”正逐渐成形，为全省黄河流域（yù）提供智慧（huì）化管理和决策（cè）支（zhī）撑。
2020年，陕西（xī）省测绘地理（lǐ）信息局与陕西省发展和（hé）改革委员（yuán）会依托自然资源部（bù）第二（èr）地形测量队（陕西（xī）省第三测绘工程院）联（lián）合成（chéng）立了陕（shǎn）西省智慧（huì）黄（huáng）河研究（jiū）院，发（fā）挥测绘技术优势支撑黄河流域生态保护（hù）和高质量发展。
为解决时空数据获取难、标准不统一、数据更新不及时等问题，自然资源部第二地形测（cè）量队（duì）（以下简称部第二地形测量（liàng）队）从产品设计、组织（zhī）模式、管理平台、应用服（fú）务（wù）和标准规范5个方面开（kāi）展攻关，最终（zhōng）通过多种技术手段将多源数据融（róng）合（hé）在（zài）同（tóng）一平台，构建陕西黄河流（liú）域（yù）数字空间底（dǐ）座，提升空间信息资源共享水平和服务能力。
“实（shí）景三维的概念已经（jīng）提了很多年，产（chǎn）生了单体（tǐ）化建（jiàn）模（mó）贴纹理、DOM（数字正射影像图）与 DEM（数（shù）字高（gāo）程模型）融（róng）合、倾斜摄影建（jiàn）模、激光（guāng）三维扫描（miáo）建模等多种方（fāng）式，这些技（jì）术为陕西（xī）省黄河流域实景三维建设（shè）奠定了（le）基础。但（dàn）依旧（jiù）有许多技术难点需要攻克。”部第二地（dì）形测量队生（shēng）产技术科科长林璐说。
部第（dì）二地形（xíng）测（cè）量（liàng）队实景三（sān）维技术组研究人员介绍，针对点（diǎn）云编（biān）辑（jí）、影像镶嵌（qiàn）等人工量（liàng）大的工（gōng）艺流程，通过（guò）优化匹配策略，采用镶嵌线自动化处理（lǐ），减少了（le）人工编辑（jí）工（gōng）作量（liàng）、提（tí）高（gāo）了生产（chǎn）效率。针对黄河流域水下地形测（cè）绘中的（de）技术（shù）难点（diǎn），通过（guò）技术攻关，完（wán）成了水下（xià）与近岸数据的接（jiē）边、融合以及（jí）水下模型构（gòu）建方法。此外，还重点（diǎn）攻关了基础地理实体检查及（jí）质量控制等问题。
目前，平台已经实现多（duō）层级实景三维数据的（de）展（zhǎn）示、查（chá）询（xún）、统计（jì）等基础功能，并解（jiě）决了与物联感知数据融合中的兼（jiān）容性问题。“后续将在海量多（duō）源数据（jù）自动综合处理技术、水（shuǐ）上水下一体化测绘数据融合、高（gāo）精度实景三维（wéi）模型快速生产和更新、物联感（gǎn）知数据与地理（lǐ）实体时空关联、数据（jù）行业业务应用系统开发等方面（miàn）持续（xù）推（tuī）进研究。”部第二地形测量（liàng）队科技与成果应用科科长王爽说。
“陕西省黄河流域实景三维数据实现（xiàn）了真实空间的数（shù）据（jù）虚拟（nǐ）映像，为黄（huáng）河（hé）流域（yù）提（tí）供统一的空间定位框架和分析基础，是推动黄河流域数（shù）字经济发展（zhǎn）的重（chóng）要（yào）生产要素。”部第二地形测量（liàng）队副队长杨少勇（yǒng）说。
2020年、2021年，陕西建成两期（qī）省（shěng）域（yù）内黄河流域10米（mǐ）格网尺寸 DEM与优（yōu）于2米（mǐ）地面分辨率 DOM套合的实景（jǐng）三维（wéi）模（mó）型。在重点生（shēng）态环境保护区、文化景观区通过倾斜摄影测（cè）量、贴近摄影测（cè）量等技术，构建了（le）多场景下对应（yīng）5厘米~20厘米多种分辨（biàn）率的倾斜实景三（sān）维模型，在（zài）黄河流域（yù）国土空间（jiān）规（guī）划（huá）、防灾减（jiǎn）灾、水土保持、生态保（bǎo）护（hù）与修复等方面发挥了重要（yào）作用。
据介（jiè）绍，实景（jǐng）三维（wéi）模（mó）型（xíng）宏观展示了黄河流域真实立体的山川（chuān）地貌（mào）与（yǔ）地理要素分布。例（lì）如，在榆林（lín）市（shì）佳县，通过实景三维（wéi）与“三区三线”数据（jù）的融（róng）合，直（zhí）观展示各类规划的空间布局及其合理（lǐ）性。在（zài）延安市乾坤湾，通过实（shí）景三（sān）维视角能发现（xiàn）并展现山体裂痕（hén）情况，并监测地质灾害隐患（huàn）点变（biàn）化情况（kuàng）。在韩城市西部（bù）山体，通过实景（jǐng）三维可实（shí）时精（jīng）准测（cè）量并获取开挖山体（tǐ）面积、体方及其整治情况。在渭河入黄河段（duàn），通过汛期前（qián）后水（shuǐ）下地形的监测可获取河道淤积的数据。在南沟门水库，通过水上（shàng）水（shuǐ）下一（yī）体化三维模型，结合（hé）实时（shí）水流速度与水位数据，能准确（què）掌握水库的库容（róng）信息并针对边坡滑坡（pō）情况开展分析。
为筑牢（láo）地质（zhì）灾害防灾墙（qiáng），守护（hù）天（tiān）宝镇村民的甜蜜生活，2020年6月，年（nián）家峪特大型泥石流（liú）防治项目启动，由山东省地矿局第五地（dì）质大队（duì）承担前期调查（chá）和实景三维（wéi）等技术（shù）服务。大（dà）队在项目中总结完（wán）成的《实景三维在泥石流（liú）沟灾后防治工程施工和监测预警中的应用》于近日成功入选“实景三维山东（dōng）十大应（yīng）用创新案例”，成为（wéi）构（gòu）建国家新型基础测绘体系在（zài）山东省的（de）典型（xíng）经验。
天宝镇地势（shì）北高南低，东高西低。2018年发生（shēng）泥石流的年家峪村就坐落在高山深峡（xiá）向平原过渡（dù）的“布袋口”处。传统的航空摄影和调查方法难以做到（dào）全面性和直观性的有（yǒu）效统一。
考虑到这一现实情况，项目（mù）实施初（chū）期（qī），第五地质大队从聚焦国家、地方实景三维建（jiàn）设和（hé）管（guǎn）理需求出发，首次在崩滑流灾害调查监测中使用3种倾斜（xié）摄影数据采集模式（shì）。第（dì）五（wǔ）地质（zhì）大（dà）队遥感监测处主任刘法军介绍：“在项目区不同（tóng）区段，我们使（shǐ）用仿（fǎng）地航线+贴近摄影测（cè）量和环绕摄影（yǐng）测量采集数据，并进行超高精度三维建模。”
据了（le）解（jiě），为了获（huò）取高精度三维模型（xíng），第五（wǔ）地（dì）质大队首先对（duì）测区进行航飞，识别出电线（xiàn）、铁塔等干扰物，用粗模完整还（hái）原待测区域（yù）的三维（wéi）结构（gòu）。现场使用便携工作站对（duì）所采集影（yǐng）像进（jìn）行计算，生成测区内 DOM（数（shù）字正射影像图（tú））与（yǔ） DSM（数字表面模型）。在此基（jī）础（chǔ）上（shàng），规划了（le）3种（zhǒng）分辨（biàn）率更（gèng）为精细飞行方式：
一（yī）是对起伏较大的山坡，生成分（fèn）辨率为1厘米的仿地航线（xiàn）进行变高测量。二是对分散（sàn）的危岩体，生（shēng）成分辨率为7毫米的贴近摄影测量（liàng）航线，进行角度始终垂直于边坡的变高（gāo）飞行（háng）拍摄。三（sān）是对狭长泥石流冲（chōng）沟，生成分辨率（lǜ）为1厘米的带状环绕仿地航线（xiàn），获取冲沟带状精（jīng）细数据。
年家峪特大型泥石流（liú）防治项目最突出（chū）的特点表现在（zài）精、变、全、快（kuài）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计算得到岩层的产状要素（sù），在（zài）室内实现了岩体结构面张开度、发育密度等清晰识（shí）别（bié），可获取危岩体的准确几何空（kōng）间和地质特征（zhēng），准确计（jì）算（suàn）其（qí）稳定状（zhuàng）况（kuàng）和破坏能量。如此一来（lái），能为地灾（zāi）调查（chá）保存更多细节（jiē）要素，为地灾评估、勘查与治理（lǐ）提供可（kě）靠依（yī）据。
二是组合（hé）使用了仿地摄（shè）影+贴近摄影+环绕倾（qīng）斜（xié）摄（shè）影3种数据采集模式，在崩塌、滑坡、泥石流等（děng）地灾（zāi）调查中，能精准确定治理（lǐ）区范围、覆盖情况及荷载情况，可清（qīng）晰（xī）、快速获取岩性组合（hé）、结构面产状及（jí）卸荷带（dài）走向等精确数据，实现地灾监测从二维平面到三维立体的转（zhuǎn）变。
三（sān）是将多时序三维（wéi）模型（xíng）融合（hé） LAS数（shù）据用于项目全生命（mìng）周期。通过多期（qī）影（yǐng）像（xiàng）比对，可对施（shī）工过程进行监（jiān）管，达到高效、安（ān）全的目的。在竣（jun4）工验收（shōu）方面发（fā）挥三维可矢量化、可统（tǒng）计分析（xī）的优势，更精（jīng）准量化土方等工程量状况。
四是通过（guò）超（chāo）高精度实景三维模型技术，采用空间三点坐（zuò）标法计算得到结（jié）构面产（chǎn）状要素（倾向、倾角）。通过（guò）专（zhuān）业软件即可完成结构面岩体填充情况、结构面张（zhāng）开度、结构面发育密度等方面的清晰识（shí）别，进行危岩体（tǐ）特征参数（shù）（几何尺寸、坐（zuò）标高程、高差、结构面特征）等定量（liàng）化勘测，明确危岩区段内任意（yì）一个（gè）危岩体的准确几何特征、空间（jiān）特征和地质（zhì）特（tè）征，为危岩体稳定性分析提供（gòng）更（gèng）加精准的数据支撑，从而大大降低了人员野（yě）外（wài）调查测量（liàng）的安全（quán）风险，同时（shí）实现（xiàn）了调查工（gōng）作的全面性与时效（xiào）性的统一。