實景三維在數字城市建設中的應用

【摘要】為順應數字化城市建設的發展方向，跟上快速發展的腳步，實景三維技術不僅解決二維平面靜態和抽象的弊端，還成為數字化城市建設的重要助力。本文將以實景三維技術為立足點，探索實景三維技術在數字城市建設中的重要作用，以期為相關工程或人員提供參考與借鑒。

【關鍵詞】實景三維技術;數字城市;應用

1引言

在當前的社會背景下，數字城市建設的優勢已經全部凸顯，實景三維技術相比較于傳統二維數據，可以更快速的、更完整地了解整個實體城市的狀況，這就使得實景三維技術在城市建設中可以一展拳腳，在數字城市建設中發揮重要作用。實景三維技術通過計算機技術、多媒體技術等多種技術混合作用，在虛擬網絡中創造虛擬化城市，按照相同的比例尺寸在網絡中進行復原城市，這樣可以更利于為市民服務，比如市政在線辦理、不動產管理和電子銀行快捷轉賬等，也促進了更多的產業發展。

2數字城市的概念與實景三維技術的內涵

數字城市是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎，以寬帶網絡為紐帶，運用遙感、信息測繪技術、仿真-虛擬等技術，對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，即利用信息技術手段把城市的過去、現狀和未來的全部內容在網絡上進行數字化虛擬實現。從而使得我們可以便捷、迅速、高效的了解城市現狀。

實景三維技術可以看成是一種數據庫系統，也可以看成是一種多組合形式的工具，其通過測量采集現場的條件數據，將所獲得數據轉換為網絡空間數據，這就是說實景三維技術是一種測量工具。與此同時它還可以將所獲得網絡空間數據進行整理匯總并儲存，通過整理分類使數據搜索更加簡單便捷，并一定程度上提供幫助方法，從而解決問題。

3實景三維的組成及數字城市的內容

三維技術是普遍意義上的X、Y、Z三維坐標系，區別于以往的二維坐標系X、Y，三維技術可以在空間意義上對物體進行表述。進行數據信息采集，數據信息結構化，數據信息檢驗，布爾操作、數據信息分析、數據系統管理等功能是實景三維技術的主要功能特點，這些三維信息的應用，都為數字城市建設提供了強大技術保障，提供了準確的數據支持。

數字城市的建設，對城市的可持續發展與社會的繁榮穩定起著巨大的推動作用，主要建設內容包括城市設施數字化、城市網絡、公共服務平臺建設三部分。

3.1城市設施數字化

在統一標準和規范的基礎上，實現設施數字化，包括：城市基礎設施——建筑設施、管道設施、環境設施;交通設施——地面交通、地下交通、空中交通;金融——銀行、保險、交易所;文化、教育、衛生——教育、科研、醫療保健、博物館、科技館、運動場、體育館、名勝古跡;安全——消防、公安、環保;政府管理——各級政府、海關、稅務、戶籍管理、房地產;城市規劃與管理——背景資料（地質、地貌、氣象、水文、自然災害等）、城市監測、城市規劃。

3.2城市網絡

三網互聯：電話網、有線電視網和互聯網，三網互聯;通過網絡連接分布式數據庫和信息系統，建立互操作平臺;建立數據倉庫與交換中心、數據處理平臺、多種數據的融合與立體表達，虛擬技術的數據共享平臺。

3.3公共服務平臺建設

基于三維模擬地圖、矢量電子地圖數據和影像數據，實現三種類型地圖數據的聯動切換和有機結合，并整合城市各類興趣點的地名地址信息，通過互聯網和移動互聯網，普通市民足不出戶就能獲得各種生活服務。包括位置搜索、公交查詢、餐飲、娛樂、旅游、酒店預訂等，為市民帶來更豐富的地理信息服務體驗。

4實景三維技術與數字城市建設

從高樓大廈到交通路線，通過傾斜攝影技術將整個城市都裝進了三維實景系統里，構成了城市的數字孿生體，實現了真實世界與虛擬現實的交融和互動，通過電腦可以隨時調看每一個元素的位置、坐標、建筑，還可以在三維實景畫面中直接進行測繪。同時嵌入交通應用、反恐應用、治安應用、城管應用、政務應用、消防應用等部件，構建了監控、預警、診斷、分析為一體的智慧城市管控窗口，為城市管理決策層提供決策支撐，輔助管理層線上指揮。

案例分析：

1.三維不動產

三維技術在三維不動產中的應用。三維技術可以有效解決傳統登記系統中一棟建筑只能登記一條權屬信息的問題。使用分層入戶技術可以避免在同一棟建筑中記錄多個權屬信息時出現的數據混亂和拓撲關系混亂的問題。在分層分戶技術中，通過匹配對分層分戶進行分割，然后將信息記錄在相應的三維模型中，可以保證較高的準確性，完全可以滿足不動產登記的需求。不動產統一登記信息平臺采用三維技術后，可以保證空間定位的真實性，且空間定位的準確性高。此外，通過匹配的分級分戶技術，可以大幅度提高工作效率進而提高各級相關數據信息準確率，對不動產統一登記工作有著積極的意義。三維不動產可視化管理技術將傾斜攝影技術與應用相結合，能夠在大場景中反映土地與房屋的固定關系，快速消除目前困擾不動產統一登記領域的“找房難，找地慢”的痛點;有效克服“外業實地調查、權籍調查等業務費時費力、落宗難、即時業務處理滯后”等問題。同時，它可以更加直觀、立體地反映物體信息，并對物體信息進行處理。三維技術的應用可以使不動產登記更加準確，效果更佳，大幅提高工作效率。

2.柳州礦山

隨著我國經濟社會的高速發展，對各種資源的需求量逐步增大，礦產品產量逐年增加，導致儲量變化增大，這就要求自然資源管理部門能夠及時掌握各種礦產資源的儲量變化情況，以便及時調整政策，加強宏觀調控。應用實景三維技術后，管理者足不出戶即可清晰而直觀的掌握露天礦山現場的整體情況，科學而客觀的對露天礦山進行監測。實景三維技術建設項目的實施，不僅可以整合和挖掘各種信息資源，建成“信息內容全面、更新維護及時、共享交換便捷”的實景三維地理信息礦山云平臺，還能夠為礦山管理決策等部門提供科學、準確、及時的地理空間信息服務。同時，基于實景三維技術，可擴展建立其他的應用系統，促進礦山生產開采科學化，管理智能化，提高管理和決策水平。實景三維技術的完善，支持多尺度、多類型和多時相的礦山綜合信息在上面集成共享，各類應用系統利用其中的資源為政府及管理決策者提供服務。重點功能包含一下幾項：

（1）支持礦山屬性查詢、查詢結果導出;

（2）支持礦山報表錄入、報表導出;

（3）支持礦山儲量輸入、儲量自動監測;

（4）支持礦山儲量監測報告生成、儲量監測報告導出。

5實景三維技術應用問題及方法借鑒

不可否認的是，現階段三維空間數據的生產效率非常低，精度也很差，有的甚至要算兩遍。作為技術開發者不能依靠大量的人力和資金的投入，靠拼分辨率、堆服務器數量的笨辦法來解決問題，要關注大數據、云計算、云存儲、物聯網等新技術。同時，業界也迫切需要從源代碼開始的純國產化軟件來提高GPU利用率。現在部分地區存在“為了實體而實體，為了三維而三維”的現象。這樣的單純以‘完成實景三維建設’為目的的形式太過粗淺，更重要的是在充分調研各方需求的基礎上進行頂層設計，進行穩步推進。”

現階段多個城市正在適用實景三維技術于城市建設中，可以進行借鑒。2018年以來，桂林市自然資源局逐步推進“實景三維桂林”建設，完成1套標準（實景三維標準規范）、3大數據底圖（全市域衛星遙感底圖、全市域地形三維底圖、重點區域高精度實景三維底圖）、1個平臺（國土空間基礎信息平臺）建設，形成獨具特色的“空間基礎信息底座”體系。目前，桂林統籌了全市范圍內1：10000、1：50000地形三維數據，匯聚了全市優于1米分辨率的衛星遙感影像數據，達到一年一更新。“實景三維桂林”本著“邊建邊用”原則，積極推動成果應用，已為國土空間規劃、自然資源調查監測、綜合執法、不動產登記、城市建設管理、旅游等工作提供實景三維技術和數據支撐。隨著桂林建設世界級旅游城市的深入推進，應用成效將逐步顯現。

6未來期望

實景三維技術有三實特性。首先是實時，實時鏡像確保了實景三維的實時性;第二是實體化，可以確保機器可讀;第三是真實，精準影射，確保物理世界在數字世界中的真實展現。模型是形，地理實體是本底，實體編碼是紐帶，經濟社會屬性和運行數據是魂，數字底座是建設目標。實景三維是對人類生產、生活和生態空間進行真實、立體、時序化反映和表達的數字虛擬空間，是現實世界的數字化映象。當實景三維這樣的地理空間底座與各行各業應用混合在一起時，我們才能夠足不出戶探索這個地球，才能催生更大的經濟體。

7結束語

在城鎮化、信息化發展趨勢下，數字城市作為城市將來信息化發展走向。三維城市模型依托三維數字技術，在城市建設與發展上注入了數字化思維與設計理念，讓城市的未來發展規劃與管理更加快捷、方便。尤其是當今科學技術高速發展，有助于三維技術的可持續發展，其影響力也將越來越明顯，其未來發展較為樂觀。

參考文獻：

[1]楊程.實景三維技術在數字城市建設的應用[J].智能建筑與智慧城市，2018，1.

[2]侯躍強.基礎測繪在數字城市建設中的應用[J].科技風，2018，18.

[3]張國峰.測繪技術在數字城市中的應用分析[J].西部資源，2018，04.

[4]花斌，王俊剛.傾斜航空攝影技術發展及其在數字城市建設中的應用[J].珠江水運，2018，08.

作者簡介：廖祥（1992-），男，漢族，廣西全州人，本科，助理工程師，主要從事地理信息方面的工作。