三維模型在新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中的研究與應(yīng)用

李國柱

（徐州市勘察測繪研究院有限公司，江蘇 徐州 221000）

1 引言

隨著社會的發(fā)展和科技的進步， 新型基礎(chǔ)測繪體系的建設(shè)在我國各地得到了廣泛推進。 作為其中的試點城市，徐州市積極響應(yīng)國家的號召，致力于推動新型基礎(chǔ)測繪體系的建設(shè)。在這一過程中，三維模型技術(shù)被廣泛運用，為徐州市的基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)、服務(wù)能力提升、自然資源應(yīng)用等方面帶來了巨大的變革和創(chuàng)新。

2 新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)概述

2.1 2015—2030 年全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要的目標與要求

2015—2030 年全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要旨在推動新型基礎(chǔ)測繪體系的全面建設(shè)。 該規(guī)劃強調(diào)了測繪地理信息事業(yè)的重要性，提出了具體的發(fā)展目標和要求。 到2030 年，全國將初步建成“海陸兼顧、聯(lián)動更新、按需服務(wù)、開放共享”的新型基礎(chǔ)測繪體系，將包括陸海一體的現(xiàn)代測繪基準體系、完善的基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)資源體系、 多樣化的新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系以及健全的測繪地理信息公共服務(wù)體系。 規(guī)劃中明確提出了高質(zhì)量發(fā)展要求，強調(diào)了與江蘇省實際情況相結(jié)合，“十四五”期間的發(fā)展目標是建成“1+4”體系。

為了響應(yīng)國家號召， 徐州市積極參與新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)試點工作，并制定了相應(yīng)的建設(shè)目標和任務(wù)。 該試點工作將著重研究和探索新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品、技術(shù)流程、管理機制和標準規(guī)范。 在自然資源管理業(yè)務(wù)和各行業(yè)領(lǐng)域需求的基礎(chǔ)上，將開展地理實體數(shù)據(jù)庫和實景三維建設(shè)， 建立完善的基礎(chǔ)地理實體與自然資源調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)融合、一碼管理、聯(lián)動更新等技術(shù)流程，以構(gòu)建地理實體支撐信息化建設(shè)的新模式。 試點項目建設(shè)的重點是完成新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)， 建立基礎(chǔ)地理實體數(shù)據(jù)庫和管理體系， 提升新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的服務(wù)能力，將探索基礎(chǔ)測繪與自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)的融合，形成融合數(shù)據(jù)產(chǎn)品，構(gòu)建自然資源數(shù)據(jù)基底。 此外，還將編制發(fā)放地理實體唯一標識碼并將其融入自然資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)， 以實現(xiàn)基礎(chǔ)測繪與自然資源的無縫融合。徐州市的試點工作將探索城市區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)測繪和自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)融合，形成城市區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)測繪和自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，將地理實體唯一標識碼編制發(fā)放融入自然資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，構(gòu)建地理實體生命周期[1]。 這一工作的成果將為全國的新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)提供可借鑒、可復制、可推廣的經(jīng)驗和成果，并為基礎(chǔ)測繪的高質(zhì)量支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和自然資源管理提供有力支持。

2.2 測繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃的細化和五大業(yè)務(wù)格局

測繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃是在2016 年進一步細化全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要的基礎(chǔ)上制定的， 旨在推進測繪地理信息事業(yè)的發(fā)展， 以滿足國家經(jīng)濟社會發(fā)展需求和科技創(chuàng)新要求為目標，提出了五大業(yè)務(wù)格局的構(gòu)建。 規(guī)劃強調(diào)加強基礎(chǔ)測繪和綜合測繪能力建設(shè)，需要加強對基礎(chǔ)測繪和綜合測繪的投入和支持，提升基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度，推動測繪技術(shù)創(chuàng)新和裝備升級，以滿足國家經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。 推進測繪地理信息公益性生產(chǎn)服務(wù)能力建設(shè)，需要通過積極推動測繪地理信息的公益性服務(wù)，為國家自然資源管理、國土空間規(guī)劃、環(huán)境保護等領(lǐng)域提供可靠的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)，提高測繪地理信息的應(yīng)用價值和社會效益。 此外，規(guī)劃強調(diào)發(fā)展地理信息資源共享和開放服務(wù)，這意味著要提升地理信息資源的整合和共享程度，推動數(shù)據(jù)開放和標準化，促進地理信息的跨部門、跨領(lǐng)域應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)資源的利用效率和社會效益。

2.3 徐州市作為試點區(qū)域的重要背景和定位

徐州市是國務(wù)院確定的淮海經(jīng)濟區(qū)中心城市和全國重要的綜合性交通樞紐，擁有重要的區(qū)位優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Γ涞乩砦恢煤蛥^(qū)域特點使其成為新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的重要節(jié)點和窗口， 并積極響應(yīng)國家自然資源部關(guān)于開展新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的號召，并制訂了試點工作計劃，在測繪地理信息事業(yè)發(fā)展方面具有積極性和責任感， 并愿意承擔推動新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的重要角色。 此外，徐州市在測繪地理信息領(lǐng)域的工作經(jīng)驗和成績也為其作為試點區(qū)域提供了有力支持。 通過開展“全景江蘇”三維地理場景、地理實體編碼、地下管線和地下空間等新型基礎(chǔ)測繪項目，已取得了令人矚目的成績，為徐州市在新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中提供了寶貴的實踐經(jīng)驗，也為其他地區(qū)提供了可借鑒的模式和方法。 在新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中，徐州市的定位是加快基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級，增強測繪地理信息公共服務(wù)能力，并逐步推進建立一套按需組裝、智能服務(wù)、具備系統(tǒng)性、長期性、針對性的測繪地理信息專業(yè)標準技術(shù)服務(wù)和培訓體系。 這一定位突出了徐州市在提供高質(zhì)量測繪服務(wù)和支撐經(jīng)濟社會發(fā)展方面的重要使命和責任。

2.4 徐州市新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的目標與重點任務(wù)

徐州市在新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中確定了明確的目標，圍繞徐州作為淮海經(jīng)濟區(qū)中心城市和全國重要綜合性交通樞紐的要求，準確把握新時期測繪地理信息事業(yè)“兩支撐、一提升”的定位，研究探索新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品、技術(shù)流程、管理機制及標準規(guī)范；面向自然資源管理業(yè)務(wù)和各行業(yè)領(lǐng)域需求，開展試點區(qū)域地理實體數(shù)據(jù)庫和實景三維建設(shè)， 建立完善基礎(chǔ)地理實體與自然資源調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)融合、“一碼”管理、聯(lián)動更新等技術(shù)流程，構(gòu)建地理實體支撐信息化建設(shè)的新模式，為基礎(chǔ)測繪高質(zhì)量支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和自然資源管理提供可借鑒、可復制、可推廣的經(jīng)驗和成果。

重點任務(wù)包括標準規(guī)范體系建設(shè)、 新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)與建庫、探索新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品服務(wù)自然資源應(yīng)用等方面。標準規(guī)范體系建設(shè)將以構(gòu)建全方位、多層次、動態(tài)更新的新型地理信息產(chǎn)品體系為導向，規(guī)范新型基礎(chǔ)測繪的生產(chǎn)、服務(wù)和管理， 探索產(chǎn)品形式和組織方式， 研究并確定地理實體的分類、分級、粒度和精度，準確描述地理實體對象的時間、空間、屬性和關(guān)系信息； 新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)與建庫將通過二維數(shù)據(jù)、 影像數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)的生產(chǎn)， 建設(shè)基礎(chǔ)地理實體數(shù)據(jù)庫，并重點研究地理實體數(shù)據(jù)組織與建庫的優(yōu)化完善；探索新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品服務(wù)自然資源應(yīng)用將選取徐州市一個主城區(qū)進行地理實體與城市自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)融合建設(shè)， 形成城市區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)測繪和自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)產(chǎn)品， 并開展地理實體支撐自然資源業(yè)務(wù)審批應(yīng)用研究[2]。

徐州市的試點工作將為全國推廣的經(jīng)驗提供重要的參考，促進新型基礎(chǔ)測繪體系的發(fā)展，為測繪地理信息事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻。

3 徐州市新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中三維模型技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在徐州市基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)與建庫中的應(yīng)用

三維模型是通過傾斜攝影、激光掃描、模型單體化等技術(shù)手段生成的實景三維產(chǎn)品，具有豐富的空間信息和真實感，為基礎(chǔ)測繪提供了更加精準、立體化的數(shù)據(jù)支持[3]。 在基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)中，三維模型用于豐富地理實體數(shù)據(jù)，獲取建筑物、道路、地形等地理實體的精細三維模型數(shù)據(jù)，提供了更加真實的空間感知，還可以反映地理實體的幾何特征和形態(tài)，為基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的制作提供了重要的依據(jù)。 借助三維模型的數(shù)據(jù)，可以建立全空間的地理實體數(shù)據(jù)庫， 包括地上和地下的實體信息，包含建筑物、道路、水體、地形等多種地理實體要素，通過地理實體唯一標識碼的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和組織，提供更加全面、準確的地理信息資源，為城市規(guī)劃、資源管理等領(lǐng)域提供有力的支撐。 另外，三維模型在基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)與建庫中還具有可視化展示的重要作用，提供直觀的地理信息展示方式，還能更好地滿足用戶的需求，提供個性化的信息服務(wù)。基于三維模型的可視化展示可以幫助決策者、規(guī)劃者和公眾更好地理解和利用地理信息，促進城市管理和發(fā)展的科學決策。

3.2 在徐州市基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品服務(wù)支撐能力提升中的應(yīng)用

在基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的可視化展示方面， 通過將基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)與三維模型相結(jié)合， 可以實現(xiàn)更直觀、 生動的地理信息展示，為決策者、規(guī)劃者和公眾提供更容易理解和利用的地理信息，使其能夠更準確地把握城市空間布局、環(huán)境狀況等重要信息，從而支持科學決策和規(guī)劃。 基于三維模型的數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對地理實體的精確定位和幾何特征的準確表達， 使得基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品能夠提供更準確、精細的空間信息，滿足用戶對精準測繪數(shù)據(jù)的需求。 例如，在城市規(guī)劃和土地管理方面，三維模型的應(yīng)用可以提供準確的建筑物高度、道路傾斜度等信息，為規(guī)劃和管理部門提供更可靠的依據(jù)[4]。在基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的智能化服務(wù)方面， 三維模型與智能算法相結(jié)合可以實現(xiàn)對地理信息的自動提取、分析和處理。 例如，基于三維模型的建筑物識別和分類算法可以自動識別不同類型的建筑物，提供更高效、自動化的數(shù)據(jù)處理服務(wù)。 這種智能化的服務(wù)能力大大提高了基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。 此外，三維模型的靈活性和可塑性可以根據(jù)用戶的需求定制不同類型、 不同精度的基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品，為不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的用戶提供了個性化的地理信息服務(wù)，滿足了各行各業(yè)對測繪數(shù)據(jù)的不同需求。

3.3 在徐州市新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品服務(wù)自然資源應(yīng)用中的應(yīng)用

三維模型在自然資源調(diào)查與監(jiān)測中的應(yīng)用為徐州市提供了全面、準確的空間數(shù)據(jù)支撐，獲取包括地貌地形、植被分布、水資源分布等自然資源信息的精細化、立體化數(shù)據(jù)，為自然資源調(diào)查和監(jiān)測提供了可靠的基礎(chǔ)，幫助決策者全面了解自然資源的分布狀況、變化趨勢等重要信息，為科學決策提供依據(jù)[5]。通過建立基于三維模型的資源管理系統(tǒng)， 徐州市可以實現(xiàn)對自然資源的動態(tài)監(jiān)測、評估和管理。 例如，在土地利用規(guī)劃中，基于三維模型的數(shù)據(jù)可以為決策者提供建筑物高度、 土地利用類型等信息，輔助制訂合理的土地利用政策和規(guī)劃方案。 同時，三維模型還可以支持自然資源的可視化管理，幫助決策者了解自然資源的空間布局和利用狀況，從而進行科學、精準的資源管理。 在自然資源評估與保護過程中，基于三維模型的數(shù)據(jù)可以幫助決策者分析生態(tài)系統(tǒng)的狀況、 生物多樣性等關(guān)鍵指標，為保護決策提供科學依據(jù)，還可以用于模擬自然資源的變化過程，預測資源利用的影響和風險，從而采取相應(yīng)的保護措施，確保自然資源的可持續(xù)利用。

4 結(jié)語

通過引入三維模型技術(shù)， 徐州市在新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中取得了顯著的成果。 三維模型在基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)與建庫、服務(wù)支撐能力提升、自然資源應(yīng)用等方面的應(yīng)用，使得徐州市能夠更準確、全面地了解和管理地理信息，為城市規(guī)劃、資源管理、環(huán)境保護等領(lǐng)域提供了強有力的支撐。 隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的深入，相信徐州市在新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)中將繼續(xù)發(fā)揮領(lǐng)先示范作用，為測繪地理信息事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。