實景三維在自然資源管理中的應用

摘要：實景三維技術是在現代信息技術和資源管理需求不斷提升的形勢下衍生的一種新型三維建模技術，支持各個視角的切換，可以更加細致地了解地物分布狀況和地勢地貌信息等，這為自然資源管理工作創造了良好的條件。在分析實景三維技術的特點和關鍵應用模式后，針對其在自然資源管理中的具體應用展開研究，以期有效挖掘實景三維的自然資源管理價值，使其在該領域中得到更為廣泛的應用。

關鍵詞：實景三維自然資源管理國土空間數據建設

中圖分類號：P27

ApplicationofRealistic3DinNaturalResourceManagement

YAOShuang

PingxiangCityLandandSpaceSurveyandPlanningInstitute，Pingxiang，JiangxiProvince，337000China

Abstract：Realistic3Dtechnologyisanewtypeof3Dmodelingtechnologyderivedfromtheincreasingdemandformoderninformationtechnologyandresourcemanagement.Itsupportstheswitchingofvariousperspectivesandcanprovideamoredetailedunderstandingofthedistributionoflandfeaturesandgeomorphicinformation，creatingfavorableconditionsfornatural?;resourcemanagementwork.Afteranalyzingthecharacteristicsandkeyapplicationmodesofrealistic3Dtechnology，researchisconductedonitsspecificapplicationinnaturalresourcemanagement，inordertoeffectivelyexplorethevalueofrealistic3Dinnaturalresourcemanagementandmakeitmorewidelyusedinthisfield.

KeyWords：Realistic3D;Naturalresourcemanagement;Nationallandspace;Dataconstruction

自然資源的類型復雜，且分布較為分散，致使在實際管理時的資源調查難度較大，二維數據僅能確定基本的位置信息，無法反饋更多自然資源信息，因此已經不再適用。而實景三維可以最大程度上地還原真實的實景事物，且能夠利用三維建模的方式對地物信息進行無死角還原，幫助相關自然資源管理者掌握更加全面的自然資源信息，這可全面提升自然資源管理成效，因此，對實景三維技術的應用展開研究具有重要意義。

1實景三維技術的特點

實景三維技術是基于三維模擬技術對地上構筑物進行模擬的技術過程，主要涉及對車輛、土地、道路和人物等大量實景元素的模擬，且能夠利用相關軟件將模擬后的信息與數據直觀地展現出來。因其支持將各種實景元素還原至計算機空間內，且能實現對各類模擬元素的有效檢測，明確相關元素的變化規律，這為實際管理工作帶來了較大的便利。現階段，在自然資源管理和土地空間管理等領域表現出了良好的應用成果[1]。結合早期的應用狀況來看，可將其技術特點總結如下。

1.1較強的交互性

通常情況下在建模之后便需利用相關技術進行三維場景交換，在場景交換的情況下，相關管理人員可以基于管理需求從多個角度隨意瀏覽場景信息，實現了與數據信息的有效交互。

1.2場景信息的真實性

采用實景三維技術建設的模型具備高度還原性，在建模期間便會關注對建模場景的真實還原，并且著重做好細節處理，使其與真實場景無限接近。因此，在實景三維模型中往往能夠較為準確地反饋出土地資源的實際利用狀況，基于實景三維技術獲取的模型信息可以為自然資源管理工作提供十分可靠的參考。

1.3支持重復利用

實景三維技術支持對絕大部分場景的建模操作，且建設好的模型可以隨意搭配和重復使用，這便為后期管理提供了一定的便利。

2實景三維在自然資源管理中的關鍵應用模式

2.1DOM+DSM模式的應用

現階段，利用多源數據建設三維模型已經成為現代三維重建的關鍵研究方向，這主要是由于大量的研究和實踐顯示，不同數據源形式下的建模質量和效果各不相同，如果采取單一的數據源建設三維模型，很可能影響模型質量與三維建模的精度。因此，現行的大部分資源管理工作中，均會采取多種數據源融合的方式來建設三維模型，以取得更加精準的數據信息，為自然資源管理創造良好的條件。在航測技術以及遙感技術應用深度不斷加大的形勢下，數字正射影像（DigitalOrthophotoMap，DOM）以及數字表面模型（DigitalSurfaceModel，DSM）等技術的應用也取得了較大的進展。其中的DOM能夠提供大量建筑、橋梁、道路和植被等的影像信息，而DSM則可在各類影像信息疊加的基礎上形成數字表面模型，可以說二者的融合能夠表達出更加精準的三維模型效果。在進行自然資源調查中，是借助航測技術獲取區域范圍內大量的高分辨率正射影像，并采取激光雷達手段獲取部分高程信息作為信息補充，此舉能夠更好地還原實景，形成準確的實景三維模型[2]。

DSM與數字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）相比的應用優勢表現為，其不僅可以展示地面高程信息，還支持對地面構筑物、如建筑、橋梁和樹木等的高程展示，相對來說信息內容更加豐富和全面，能夠更好地還原實景信息。在一些對地物高度精度要求較高的應用領域中，DSM技術能夠發揮更加突出的應用優勢。DSM技術應用中，需要借助三維激光掃描技術來獲取關鍵的地物信息，實際應用中可快速準確地獲取目標物體的坐標值以及反射率等，可為DSM模型的構建提供可的參考。DOM+DSM模式下建設的實景三維模型精度更高，能夠為自然資源管理工作創造十分便捷的管理條件。

2.2傾斜攝影模式的應用

傾斜攝影技術是在航空攝影技術和近景測量技術的基礎上發展起來的，支持高空測量的測繪遙感技術，其不僅改變了測繪工作的形式，還打破了只能從垂直角度獲取正射影像的局限性，可通過在無人機上架設五鏡頭攝影機的方式同時獲取垂直、前視、后視、左視和右視五個角度的影像信息，垂直影像可直接被制作成DRG和DEM等，而其他四個視角的拍攝角度在15°～45°之間，可以被作為三維模型建設時的補充信息，用于表現地物不同角度的紋理信息。利用高效的三維建模技術準確建立實景三維場景，不僅能夠表現不同地物的空間位置關系，還能顯示很多地物細節，這可為自然資源管理工作提供可靠的參考，使資源配置和管理更加貼近實際[3]。傾斜攝影技術在自然資源管理中的應用優勢表現如下。

2.2.1獲取影像的分辨率偏高

在無人機或者低空飛行器上架設的傾斜攝影平臺具備較好的影像獲取效果，能夠獲取厘米級分辨率的影像信息。

2.2.2豐富的紋理信息

通過多個角度獲取影像信息能夠更加準確地描述地物側面的紋理信息，使地物建模效果更加真實，打造還原度較高的實景三維場景。

2.2.3三維模型建設速度快

在垂直影像和傾斜影像的聯合空三加密過程中無需人工介入，便可自動化地完成紋理映射，并建設成三維模型。

2.2.4三維空間場景的還原度較高

通過建設三維場景不僅能夠實現對地物地理位置和相關坐標信息的準確表達，還能精細化地刻畫地物的紋理特征和細節特征，尤其是對地貌地形特征的表現較為直觀。

3自然資源管理中實景三維技術的具體應用

實景三維技術由在線系統和支撐環境兩個部分組成，在實際應用中根據表現內容和精度的不同，可被分為地形級、城市級和部件級，其中的地形級指的是，能夠反映地形地貌和地面紋理特征的三維模型，通常被應用于自然資源格局管理中；城市級則是指能夠反映城市的真實情況，且可被用于進行自然資源精細化表達的三維模型；部件級重點體現各類實體要素在空間內的地理位置、幾何形體以及空間屬性等，應用范圍相對較廣。

3.1自然資源調查監測環節的應用

從我國目前的自然資源管理現狀來看，存在自然資源數據單一呈現的問題，即各類資源數據較為分散，土地、草原、礦產、濕地等資源數據表現出單維度靜態管理的特征，通常由各個部門分別獲取資源數據，部門管理職責相對獨立，未能進行數據整合，出現各類資源因素空間位置關系不明，資源屬性狀態不明等問題。而實景三維技術的應用，可以通過對地物元素、地表信息等的全面獲取建設實景三維模型，不僅能夠詳盡地表達各類資源元素的空間關系與屬性，還可對資源發展動態進行監測。這里以森林資源的管理為例，基于實景三維技術能夠對地表覆蓋物和地質、地形特點等進行真實還原，幫助管理人員全面了解森林結構和林分特征等，使其能夠在明確資源量指標的基礎上，制訂科學可行的資源管理計劃[4-5]。

對于自然資源調查數據的整合與集成能夠形成動態更新的三維資源立體時空數據庫，依據該數據庫可對自然資源基礎信息的變化進行及時了解與同步，為資源調查和監測奠定良好的基礎。通過多維度分析和三維建模處理可以追溯各類資源發展和發育的演替過程，并基于已有信息判斷資源的未來發展規律，為自然資源管理工作提供可靠的資料參考。例如：在進行耕地資源調查時，可以利用實景三維技術進行建模處理，對耕地類型、面積、分布特點、地形坡度等信息進行真實還原，使相關資源管理人員更加精確地評估耕地等級和資源利用效果，對資源開發利用策略進行及時調整。

3.2自然資源和不動產確權登記環節的應用

自然資源與不動產均屬于立體空間中的實體組成，且存在資源類型眾多和不動產權屬空間分布相對復雜的特征，傳統的二維載體難以準確傳達資源分布信息和空間定位信息，不利于自然資源和不動產確權登記工作的準確落實。因此，需要借助三維建模技術更加準確地還原自然資源和地物信息，確保能夠對自然資源的空間布局和自然資源范圍進行準確劃定。而在不動產確權登記中，三維不動產數據的應用也能更加真實地反映不動產的空間分布特點和自然屬性，為不動產登記管理提供了可靠的資料參考。例如：在不動產登記管理中，利用實景三維技術進行不動產空間位置定位可以對地上、地下和懸空建筑物的空間位置關系進行有效還原，使得不動產的確權登記更加準確和可靠。

3.3國土空間規劃環節的應用

在實景三維模型中不僅匯集了與國土空間相關的基本要素，即地形、地貌和地物信息，還能夠更加直觀地展現自然地理狀況與自然資源分布狀況。此外，利用自然資源三維立體時空數據，還能實現對天際線、日照和可視域等的可視化分析工作，且支持飛行模擬、路徑動畫等標繪分析功能，很大程度上滿足了三維模型的應用需求。通過大量地采集地物信息構建實景三維模型可以對國土空間規劃范圍內的建筑、周邊分布狀況以及建筑密度等基本信息進行全面獲取與評估，相關國土空間規劃和管理人員可以基于實景三維模型提供的相關信息資料對區域的資源承載力以及國土空間的開發利用質量進行綜合評價，在此基礎上制定的國土空間規劃方案更加貼近實際，且與自然資源的發展和利用規律相符，能夠在高效開發和利用國土資源的前提下，促進國土資源的可持續發展。

3.4生態修復過程的應用

在早期的生態修復工程中，通常是基于二維數據來明確生態修復的范圍，但由于區域的生態效果和環境信息缺乏了解，很難保障生態修復的效率，需要投入大量的時間和精力進行生態環境調查，且由于受到技術水平限制，不能全面掌握立面目標之間的關系，不能對西部環境特點進行明確也一定程度上影響了生態修復的效果。而實景三維技術的應用則能有效明確在二維數據中的不足，不僅能夠全面還原地質、地貌和地物等基本信息，還可對自然資源現狀進行明確，幫助相關人員確定區域范圍內的生態修復需求，且通過深入取證的方式還能保障對生態狀況的實時反饋，為生態修復項目的決策提供可靠的依據。例如：在針對礦山進行生態修復時，可以利用實景三維模型來確定生態修復治理的基本操作方案，并在工程核算、進度管理和效果評估等環節也發揮十分重要的作用。

4結語

實景三維技術應用以來，在各類資源管理和資源調查等工作中發揮了突出的應用優勢，不僅獲取的信息內容實現了可視化，且與實際地物特征無限接近，有效降低了資源調查和管理的誤差。在自然資源管理的多個環節中，均對資源調查和屬性等信息的準確性提出了較高的要求，傳統的二維表述方式已經難以滿足當前的自然資源管理需求。為此，需要加大對實景三維技術的研究和推廣力度，使其在資源管理領域中發揮更大的價值和作用優勢，進一步提升自然資源管理的質量。

參考文獻

[1] 張小林.實景三維在國土空間規劃中的應用探究[J].智能城市，2023，9（10）：59-61.

[2] 白楊，李永強，王英等.時空一體化實景三維建模在自然資源確權登記中的應用研究：以山東長島國家級自然保護區為例[J].山東國土資源，2023，39（10）：67-74.

[3] 趙婷婷，高文娟，李志林等.實景三維技術在“8·8”九寨溝地震地質災害快速調查中的應用[J]中國地質災害與防治學報，2023，34（3）：93-99.

[4] 許凱凱.箭穿洞3號危巖體三維地質體模型構建及長期穩定性分析[D].宜昌：三峽大學，2023.

[5] 楊在松.無人機遙感用于背斜地貌場景構建及形態特征測量分析[D].昆明：昆明理工大學，2024.