虛實融合 數(shù)智未來
——浙江省溫州市打造數(shù)字時空信息底座紀略

◎ 金國建

6 月19 日，在杭州亞運會龍舟賽事舉辦場館——溫州龍舟運動中心，一場全民龍舟競演活動，拉開了浙江省溫州市迎接亞運會的序幕。溫州是杭州亞運會的分賽區(qū)，將承辦足球和龍舟比賽。為更好地保障與服務亞運，溫州市自然資源和規(guī)劃局聚焦亞運活動，積極配合溫州體育中心、溫州奧體中心、溫州龍舟運動中心等亞運重點設施建設，以新型基礎測繪的服務理念和實體化對象管理思路，掃描并采集室內(nèi)外部件級地理信息，融合城市級實景三維場景與地理實體，服務亞運管理工作，為相關(guān)管理部門打造數(shù)字空間，擴展數(shù)據(jù)形態(tài)，延展應用場景，搭建即時感知、科學決策、高效運行、智能管控等功能為一體的智慧場館提供全要素地理信息數(shù)據(jù)支撐。

這是新型基礎測繪與實景三維溫州建設的應用場景之一。

實景三維中國是新型基礎測繪的標志性產(chǎn)品和數(shù)字中國數(shù)據(jù)資源體系的重要內(nèi)容，作為真實、立體、時序化反映和表達生產(chǎn)生活生態(tài)空間的時空信息，通過“人機兼容、物聯(lián)感知、泛在服務”，來實現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實空間的實時互聯(lián)互通，為數(shù)字中國提供統(tǒng)一的空間定位框架和數(shù)字化分析基礎。為落實國家測繪地理信息戰(zhàn)略部署、搶抓機遇開創(chuàng)高質(zhì)量發(fā)展新局面，溫州市自然資源和規(guī)劃局積極探索新型基礎測繪與實景三維溫州項目建設，通過智能遙感設備、數(shù)字化等技術(shù)對國土空間開展地理信息全要素采集，優(yōu)化整合多源數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維地理場景與地理實體數(shù)據(jù)，打造真實、立體、時序化的時空信息底座。

● 溫州奧體中心實景三維模型

“我們堅持虛實融合、立體展現(xiàn)、聚焦用戶、突出重點、建用同步的立足點，打造能用、易用、好用、智用的溫州市時空信息底座，為數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟、生態(tài)文明建設等提供重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素保障。”項目承擔單位溫州市勘察測繪研究院有限公司副院長朱軼群說。

場景建設，虛實相生

長期以來，溫州市在測繪地理信息方面做了大量工作，積累了豐富的衛(wèi)星影像、航空影像、數(shù)字高程模型和數(shù)字線劃圖等測繪地理信息數(shù)據(jù)。然而，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分要素、分尺度、割裂式的表達方式，抽象化、綜合化、專業(yè)化的表現(xiàn)方法，使用門檻高，應用難度大。同時，在數(shù)字化和智能化的背景下，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)人機交互、空間分析與決策支撐能力不足。

新型基礎測繪與實景三維溫州建設項目立足于用戶視角，建立直觀易懂的三維地理場景和對象化的三維地理實體，將測繪地理信息數(shù)據(jù)推向更便利、更深入、更泛在的應用。

項目綜合多方面應用需求，為實景三維溫州建立多模態(tài)表現(xiàn)形式。一方面，采用機載結(jié)合地面的多視角傾斜攝影、三維激光掃描、移動測量等技術(shù)手段進行全空間地理要素采集，借助大型集群計算、精細三維重建、數(shù)字孿生等技術(shù)，精細準確復現(xiàn)城市建筑、交通要道、水利設施、城市部件等基礎設施，以適應城市精細化、對象化、數(shù)字化管理需求。另一方面，采用高性能圖形引擎與測繪地理信息跨界融合，以渲染、仿真等藝術(shù)表現(xiàn)形式，生動展現(xiàn)城市細節(jié)和特征，并以獨特的視角提供測繪地理信息場景服務，展示城市三維風貌及其變換效果。采用虛實結(jié)合的形式，根據(jù)外部應用需求展現(xiàn)特定的表現(xiàn)形態(tài)，為后續(xù)地理信息數(shù)據(jù)“一體多面”的應用服務模式奠定場景基礎。

三維實體，多源協(xié)同

為更準確表達現(xiàn)實世界的地物形態(tài)、對象特點、邏輯關(guān)系，打通現(xiàn)實空間與數(shù)字空間的連接通道，服務城市治理科學化、精細化、智能化要求，項目以多種測繪地理信息數(shù)據(jù)為基礎搭建圍繞三維地理實體的生產(chǎn)應用框架結(jié)構(gòu)，以“一庫多能、按需組裝、定制服務”為建設目標，以三維地理實體對象為中心，依據(jù)多源地理場景數(shù)據(jù)制作地物對象的實體畫像。項目同步按需生成多種衍生地理信息產(chǎn)品，建立空間、非空間對象語義關(guān)聯(lián)，形成“一體多面”的三維地理實體與測繪地理信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)應用模式。

項目建立地理實體化信息云，基于信息云中基礎地理實體與業(yè)務事件之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以業(yè)務驅(qū)動的形式開展地理實體數(shù)據(jù)的協(xié)同更新。聯(lián)動地表變化監(jiān)測等系統(tǒng)平臺，動態(tài)判別地理場景數(shù)據(jù)變化情況，觸發(fā)場景驅(qū)動的聯(lián)動更新機制，提高地理信息數(shù)據(jù)變化驅(qū)動的更新效率。建立維度切片，推動地理信息數(shù)據(jù)的輕量級應用。面向不同的業(yè)務領(lǐng)域，提取數(shù)據(jù)建立應用版本緩存，通過“按需組裝、靈活適配”滿足多應用場景，助力企業(yè)及用戶降本增效。

● 人工建模三維場景

助力建設便捷智能的城市

實景三維溫州建設成果融合了多源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實體化和時序化的管理，實現(xiàn)了地理實體從“生”到“滅”的全生命周期管理。相關(guān)成果為自然資源調(diào)查監(jiān)測、地表空間現(xiàn)狀分析、城市綜合治理、國土空間規(guī)劃、城市有機更新、鄉(xiāng)村振興等多個領(lǐng)域提供了有力的基礎數(shù)據(jù)支撐，無論在輔助業(yè)務管理方面，還是可視化展示方面，都表現(xiàn)出了明顯效果，帶來了更多便捷。

作為高層建筑結(jié)構(gòu)設計和幕墻設計的控制性因素，建筑結(jié)構(gòu)風荷載計算及優(yōu)化設計是超高層建筑結(jié)構(gòu)設計的重要內(nèi)容，是智能建造的重點方向。溫州市基于城市級實景三維場景和高精度數(shù)字表面模型（ DSM ），提供待建區(qū)域周邊地形地貌及建筑物的三維數(shù)字孿生場景，建立目標地塊風力風荷載數(shù)字三維計算分析模型，利用遠場地形地貌算法等方式進行作業(yè)區(qū)內(nèi)的地形地貌類別判定，重塑數(shù)字孿生場景下的建筑與抗風性能設計優(yōu)化。

地下管線是保證城市正常運轉(zhuǎn)的重要設施，是城市的“生命通道”和“跳動的脈搏”。隨著城市化進程的不斷加劇，溫州市地下管線數(shù)量日益增多，情況日趨復雜，原有地下管線數(shù)據(jù)組織方式和管線業(yè)務單獨管理模式已無法滿足實際需求。為此，項目嘗試通過三維地理場景和三維地理實體等地理信息數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)地上地下基礎設施，實現(xiàn)地上、地表和地下全空間一體化管控。

接下來，溫州市將進一步完善以三維實景為底、三維實體為心的數(shù)據(jù)組織模式，通過優(yōu)化三維地理實體數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，努力實現(xiàn)三維地理實體數(shù)據(jù)云平臺的個性化提取與多場景應用的自動化生成等目標。與此同時，將三維地理實體作為AI 認知對象，用于各類智能化分析，在基于實景三維場景的網(wǎng)絡信息結(jié)構(gòu)和智能化分析算法的支持下，自然資源管理、應急管理等可以更加高效地進行。

隨著新型基礎測繪建設的不斷推進，一個基于數(shù)字時空信息底座、更為便捷智能的溫州將展現(xiàn)在公眾眼前。