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    实景三维青岛赋能数字城市建设

    2021-12-14 16:46:54 来源: 中国自然资源报
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     为加快实景三维中国、实景三维山东建设,2020年7月,山东省青岛市提出“构建三维空间基准,建设实景三维模型底图,推进实景三维青岛建设”的目标。作为青岛市“城市云脑”四大支撑平台之一,实景三维青岛由青岛市自然资源和规划局组织开展建设工作,为数字青岛和各政府部门信息化工作提供统一、权威的时空信息底座。

      实景三维青岛于2021年3月开建,计划2022年10月底前完成。截至目前,已基本完成主要建设内容,形成测试版成果,主要包括“一套标准、四大底图、一个平台”。即:编制实景三维数据和平台建设一套标准,建设全市域地形实景三维、七区重点区域高精度实景三维、全市域二维和重点山林激光雷达点云四大数据底图,搭建多维地理信息服务一个平台。实景三维青岛实现了青岛市基础地理信息由二维平面向实景三维的跨越,形成了独具山、海、城特色的实景三维数据与服务体系。

      青岛市自然资源和规划局本着“边建边用”的原则,积极推动项目成果应用,已在规划方案论证、城市品质提升、城市地质调查、拆违治乱摸排、智慧公安、森林防火、防汛应急等重点工作中发挥了重要作用,为青岛市12个政府部门20多项任务提供了三维技术与数据支撑,成效显著。

      建成多类型多尺度四大底图成果

      项目对标上海、深圳等城市,高起点定位、高标准设计,先后6次组织国内高水平专家咨询会。中国科学院院士、中国工程院院士李德仁认为,项目整体规模目前国内最大,技术指标、成果种类均居国内领先水平。

      同时,测试版成果通过了由国际欧亚科学院院士、深圳大学校长李清泉领衔的专家组中期评价。专家认为,实景三维青岛建设将科技创新与实践紧密结合,推动了行业科技进步,可以为全国实景三维城市建设提供“青岛示范”。

      全市域地形实景三维覆盖青岛市1.1万平方公里陆域和7个有居民海岛,在国内率先实现陆海统筹建设,建设规模全国最大。其技术路线采用影像分辨率15厘米的倾斜航摄方式,相比国内的主流DOM﹢DEM(数字正射影像图﹢数字高程模型)方式,地物立面表达更真实、空间分辨率更高。

      全市域地形实景三维可应用于国土空间规划、城乡统筹治理、大型基础设施建设、乡村振兴、生态保护修复、应急管理等方面。例如,在抵御台风“烟花”期间,利用三维底图搭建的三维防汛调度系统,为青岛市218处地质灾害隐患点、市区19处易积水点的应急调度提供了直观、立体、可量测的三维场景支撑。利用三维底图搭建的黄岛区、胶州市、平度市三维防火管理系统,实现了森林防火资源管理和应急调度的三维可视化、智能化管理。

      七区重点区域高精度实景三维覆盖市内七区城区和镇驻地共1290平方公里,影像分辨率达到3厘米,建筑实体化建模精度达到0.2米。七区重点区域高精度实景三维成果量测精度达到亚米级,可表现出路面灯杆、检修井盖的位置、结构以及单位牌匾名称等内容。高精度实景三维底图可应用于建筑规划、BIM(建筑信息化模型)设计、城市精细化管理、地楼房人管理等方面。

      目前,七区重点区域高精度实景三维已为青岛市重要交通规划论证、城市治理拆违治乱、智慧公安建设等市重点工作提供了有效支撑。在青岛市快速路主干道改造、浮山隧道和环线、前海隧道等重要交通规划论证中,以实景三维底图叠加规划方案,直观表现方案与现状的空间关系和协调性,变传统图纸、演示文稿形式为三维场景演示方式,变跑现场为电脑前的“一屏观全市”,精准辅助决策研判。在城区拆违治乱摸排中,相关部门利用实景三维快速发现了城区违章建筑、乱堆乱掘、山头公园违建破坏等行为,大幅减少了现场排查工作量,为城市治理提供了智能化手段。“智慧公安”平台建设利用实景三维数据,辅助实现了重要点位的安防布控,重点区域的管控调度等智能化管理。

      全市域二维底图覆盖范围与全市域地形三维地图一致。包含政务版、蓝黑版、影像版和2.5D版等多种风格,可以满足多种政务平台场景需要。其中,2.5D版可实现基于二维平台展示多角度的立体城市需求。在青岛港智能化管理平台建设中,利用该成果首次实现了陆域和海域地图的无缝融合,填补了青岛市陆海一体化电子地图的空白。

      重点山林激光雷达点云成果覆盖崂山自然保护区、大泽山自然保护区、小珠山、藏马山和铁橛山等山系,每平方米山林获取16个点以上的点云数据,建成高精度数字表面模型。可以精确表达山体的地形地势走向,为森林防火分析、地质灾害治理、矿山生态修复等工作提供更加精准的数据支撑。同时,基于点云成果,可开展森林蓄积量、郁闭度等计算分析,服务森林资源调查、森林碳汇量估算等方面,为碳达峰、碳中和目标提供科学数据支撑。

      搭建开放兼容的多维地理信息服务平台

      实景三维青岛建设搭建了开放兼容的多维地理信息服务平台(以下简称平台),包括数据管理、服务发布、平台运维、门户网站和专题数据采集5部分内容。通过平台,使用者可以实现实景三维青岛成果的查询、浏览和调用,为城市云脑和智慧公安、住房城乡建设CIM(城市信息模型)平台等信息化平台提供二三维底图支撑。

      平台具有良好的兼容性、开放性,突破性建立了海量三维数据的管理与发布机制,确保超大场景的流畅加载和浏览;全面兼容国内主流的三种服务标准(S3M、I3S、3DTiles),有效支撑跨平台格式;支持基于WebGL场景的高效融合渲染,有力提升场景美观度和欣赏性,同时兼容政务网用户体系,可实现与数字青岛平台的无缝对接。

      平台具备二三维一体、海陆一体、室内室外一体、地上地下一体的“八位一体”支撑能力,后期将升级为时空大数据平台,全面提升时空信息、物联感知接入等支撑能力。

      为实景三维中国贡献“青岛示范”

      青岛市自然资源和规划局以项目建设为蓝本,参与编制三维模型质检、点云压缩编码、视频流全景地图和实景三维山东等4项国家、省级标准规范,形成青岛市实景三维数据和服务平台建设2项技术导则,为实景三维中国建设的技术路线指标、多源数据融合、成果质量控制等方面贡献了“青岛示范”。

      项目建设注重产学研结合,承建单位青岛市勘察测绘研究院与武汉大学、深圳大学等高校合作,开展点云与影像集成的目标实体化智能提取及变化检测、基于消费级VR全景相机的空地一体实景三维建模技术、基于倾斜影像线特征的实景三维模型优化与增强方法、优视摄影技术应用研究等4项课题、10项子课题研究。与超图软件、土豆科技、天际航、海克斯康、大势智慧等10余个国内业界顶尖企业合作,攻克技术难关20余项,在海量模型重建、生产管理与调度智能化、模型实体化与质检自动化、超大场景发布服务等关键技术方面提出改进方案,优化、提升企业产品能力,为实景三维中国建设的技术与软件支撑体系贡献“青岛示范”。

     
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