三維實(shí)景為何物

　　定義：實(shí)景三維是客觀(guān)真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界的三維模型，具有單體化、實(shí)體化、結(jié)構(gòu)化、語(yǔ)義化的特點(diǎn)，通過(guò)融合模型三維、傾斜三維、全景三維，形成可空間量算和綜合分析的模型，是一種泛三維，集多種模型優(yōu)點(diǎn)于一體的三維數(shù)據(jù)成果。

　　學(xué)科：遙感科學(xué)與技術(shù)

　　相關(guān)名詞：實(shí)景三維模型、BIM(建筑信息模型)、數(shù)字孿生

　　詳細(xì)介紹：三維實(shí)景是綜合利用遙感測(cè)繪、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能感知等新技術(shù)，真實(shí)表達(dá)地形地貌、地表覆蓋、建（構(gòu)）筑物等物理世界的數(shù)字重建。三維實(shí)景模型作為數(shù)字化改革和數(shù)字城市推進(jìn)實(shí)施的一項(xiàng)重要新型空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，其具有直觀(guān)、精度高、可量測(cè)、信息豐富、沉浸感強(qiáng)等特點(diǎn)。通過(guò)三維實(shí)景模型能構(gòu)建出一座在云端的立體寧波城，無(wú)論是樓房、道路亦或是山川河流的風(fēng)貌都能被生動(dòng)表達(dá)。

　　三維實(shí)景模型也是官方認(rèn)證的“寵兒”。早在黨的十九大報(bào)告中，我國(guó)明確提出數(shù)字中國(guó)建設(shè)這一戰(zhàn)略布局，而以“實(shí)景三維中國(guó)”為代表的地理信息是支撐新時(shí)期數(shù)字中國(guó)建設(shè)的基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性數(shù)據(jù)資源。2019年以來(lái)自然資源部先后印發(fā)系列文件，均明確提出構(gòu)建“實(shí)景三維中國(guó)”，實(shí)現(xiàn)客觀(guān)世界的大場(chǎng)景三維動(dòng)態(tài)可視化管理，為國(guó)土空間規(guī)劃、用途管制、耕地保護(hù)、審批監(jiān)管等自然資源管理和決策提供重要支撐和保障。

　　制作方式

　　人工建模

　　獲取數(shù)據(jù)：利用 GNSS-RTK 或全站儀

　　建模軟件：利用 3DSMax、Skyline、Sketch Up等傳統(tǒng)的三維建模軟件人工建模。

　　方法原理：利用平面信息的基礎(chǔ)上建立沒(méi)有紋理的三維模型。模型中的紋理需要人工拍照后貼到三維模型上。

　　方法弊端：工作量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)成本高，效率低下。

　　傳統(tǒng)遙感技術(shù)、衛(wèi)星和航空攝影測(cè)量技術(shù)

　　方法原理：利用快速影像匹配技術(shù)，生成DOM需要手動(dòng)或者半自動(dòng)人工地物的采集的方式獲取影像的建筑物表面紋理。zui后實(shí)現(xiàn)基于高分辨影像的三維建模。

　　方法優(yōu)勢(shì)：遙感影像覆蓋范圍廣、成本低而且較高的分辨率所以能夠快速獲取的數(shù)據(jù)。

　　方法弊端：這種方式三維建模存在遮擋問(wèn)題嚴(yán)重，建筑立面紋理數(shù)據(jù)獲取成本較高，內(nèi)業(yè)貼圖費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

　　傾斜攝影測(cè)量

　　原理：傾斜攝影測(cè)量它是同一臺(tái)無(wú)人機(jī)上搭載著五鏡頭相機(jī)從垂直、傾斜等多角度采集影像數(shù)據(jù)、獲取完整準(zhǔn)確的紋理數(shù)據(jù)和定位信息。

　　技術(shù)優(yōu)勢(shì)：高分辨率、獲取豐富的地物紋理信息、高效自動(dòng)化的三維模型生產(chǎn)、逼真的三維空間場(chǎng)景

　　缺點(diǎn)：傾斜攝影技術(shù)采用可見(jiàn)光進(jìn)行測(cè)量，對(duì)天氣要求較高，并且對(duì)密集植被下的地形無(wú)能為力，對(duì)細(xì)小物體的建模能力不足。

　　適用場(chǎng)景：傾斜攝影可以獲取具有真實(shí)紋理的三維數(shù)據(jù)，適合做大范圍三維建模、一些對(duì)精度要求稍低的三維工程測(cè)量應(yīng)用。

　　激光雷達(dá)測(cè)量

　　原理：激光雷達(dá)系統(tǒng)包括激光器和一個(gè)接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來(lái)，zui終被接收器所接收。

　　激光雷達(dá)測(cè)量特點(diǎn)：

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　?、讷@取的高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)測(cè)量精度高，適合做高精度地形測(cè)量與工程勘測(cè)、以及對(duì)精度要求很高的工程測(cè)量應(yīng)用；

　?、鄣荒塬@取被測(cè)物體顏色紋理，內(nèi)業(yè)貼圖，工作量巨大；且激光雷達(dá)設(shè)備價(jià)格較為昂貴。

　　貼近攝影測(cè)量

　　原理：

　　在傾斜攝影測(cè)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)物體形狀動(dòng)態(tài)調(diào)整，可多角度貼近攝影，使相機(jī)朝向物體表面，保證精細(xì)重建結(jié)果的精度和完整性。

　　特點(diǎn)：

　　建模精度高、紋理清晰

　　實(shí)景三維應(yīng)用

　　空間分析應(yīng)用

　　實(shí)景三維模型兼具三維和實(shí)景兩大特性，可以提供如日照分析、填挖方分析、三維量測(cè)、淹沒(méi)分析、通視性分析等豐富的空間分析功能，為自然資源的業(yè)務(wù)工作和其他行業(yè)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。

　　城市信息管理

　　在城市規(guī)劃管理、國(guó)土資源管理、智慧城市、應(yīng)急指揮、國(guó)土安全、地質(zhì)防治等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

　　民用街景導(dǎo)航

　　全球定位系統(tǒng)的發(fā)展，使得車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)得到廣泛而普遍的應(yīng)用。目前的車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用的是二維地圖或者三維虛擬地圖，這些地圖并不能完整全面的顯示城市環(huán)境和道路狀況，無(wú)法達(dá)到完全指路功能，且地圖更新慢也是車(chē)載導(dǎo)航的弱點(diǎn)。而依托于MMS系統(tǒng)的實(shí)景三維地圖恰可彌補(bǔ)這一不足。實(shí)景三維技術(shù)，不但可提供詳細(xì)的二維地圖，還可將街道全景真實(shí)的顯示在導(dǎo)航地圖上，道路情況、高架橋、信號(hào)燈等，都可以一覽無(wú)余，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)境式導(dǎo)航。而MMS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)全面、快速、信息量豐富，更能快速的更新導(dǎo)航地圖，滿(mǎn)足人們各種導(dǎo)航要求。

　　數(shù)字旅游

　　我國(guó)旅游業(yè)目前蓬勃發(fā)展，數(shù)字旅游的概念，也已不是新鮮詞匯，各個(gè)景區(qū)爭(zhēng)相用信息化手段，打造數(shù)字化景區(qū)。然而，真正建立起數(shù)字化景區(qū)并充分利用起來(lái)的，少之又少。數(shù)據(jù)采集慢、建立時(shí)間長(zhǎng)、耗資大、系統(tǒng)應(yīng)用太專(zhuān)&業(yè)、虛擬三維丟失細(xì)節(jié)信息，這些都是導(dǎo)致數(shù)字化建立起來(lái)卻無(wú)法充分發(fā)揮作用的原因。應(yīng)用實(shí)景三維技術(shù)，結(jié)合虛擬三維手段，可彌補(bǔ)二維數(shù)字景區(qū)的不足，充分利用景區(qū)地理、環(huán)境、人文等各方面的資源，建立以實(shí)景影像為特色數(shù)據(jù)的數(shù)字景區(qū)公共服務(wù)平臺(tái)，資源開(kāi)放共享，將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)旅游的大力發(fā)展。

　　實(shí)景三維世界

　　物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，它的發(fā)展，使得電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各行業(yè)的物體緊密相連。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)景三維技術(shù)、3S技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)，能實(shí)現(xiàn)實(shí)景化城市，實(shí)景化世界。足不出戶(hù)，就可了解城市甚至地球的每一個(gè)地方，每一個(gè)特點(diǎn)，將是未來(lái)可見(jiàn)的光景。

　　市域三維地形場(chǎng)景建設(shè)

　　省市協(xié)同開(kāi)展全市高精度機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取，同步生產(chǎn)數(shù)字高程模型產(chǎn)品。全市農(nóng)業(yè)空間和城鎮(zhèn)空間地表模型實(shí)施年度更新，建設(shè)覆蓋全市“山水林田湖草?！钡雀黝?lèi)自然資源的市域地形時(shí)空三維場(chǎng)景。

　　支撐城市大腦“一屏”展示平臺(tái)

　　依托三維實(shí)景數(shù)據(jù)，立足城市運(yùn)行監(jiān)測(cè)、管理、處理、決策等要求，融入時(shí)空化公共專(zhuān)題數(shù)據(jù)、共享智能感知信息以及空間規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多維度地理信息與各類(lèi)數(shù)據(jù)資源匯聚融合與共享應(yīng)用。

　　支撐國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施模擬推演

　　通過(guò)立體化、三維化的方式模擬推演并論證未來(lái)建設(shè)實(shí)施效果，評(píng)估設(shè)計(jì)影響，實(shí)現(xiàn)為反復(fù)規(guī)劃“試錯(cuò)”，實(shí)現(xiàn)生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間的協(xié)調(diào)共生。

　　輔助自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)

　　三維實(shí)景能從不同高程、不同角度反應(yīng)滑坡、變形體等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的全貌和細(xì)部特征以及周邊地貌，獲取到位置、距離、坡度、植被覆蓋等信息，并進(jìn)行挖填方量估算等三維可視化的操作。

　　產(chǎn)業(yè)大腦全息畫(huà)像與精&準(zhǔn)治理應(yīng)用

　　以三維實(shí)景為底圖，推進(jìn)工業(yè)土地全域治理，深挖廣拓土地存量空間、精&準(zhǔn)高效配置資源，使決策者實(shí)時(shí)掌握區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況及重大隱患，支撐經(jīng)濟(jì)數(shù)字化治理、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化服務(wù)、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等應(yīng)用場(chǎng)景。

　　“竣工測(cè)驗(yàn)合一”應(yīng)用

　　審批人員可于室內(nèi)將三維實(shí)景和規(guī)劃方案、施工圖進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)核建設(shè)項(xiàng)目的具體情況，開(kāi)創(chuàng)規(guī)劃審批新模式。