编 者 按 什么是实景三（sān）维？2021年12月，自然资源（yuán）部（bù）印（yìn）发《新型基础测绘与实景三维中国技术文件》，对实景（jǐng）三维的描（miáo）述是：对（duì）一定范围内人（rén）类生产、生活和生（shēng）态空间（jiān）进行真实、立体、时序化反映和（hé）表达的数字空间，是新型基（jī）础（chǔ）测绘的（de）标准化产品，是国家（jiā）的重要基础（chǔ）设施，为经济社会发（fā）展（zhǎn）和各（gè）部门（mén）信（xìn）息化提供统（tǒng）一的空间基底。 早在2019年全国自（zì）然资源工（gōng）作（zuò）会（huì）议上，开展实景三维中国建设就被提上议事（shì）日（rì）程。国家层面的实（shí）景三维中国建设是（shì）战略（luè）性（xìng）、全（quán）局性的（de）重（chóng）大工程，需扎（zhā）实稳步推进（jìn）。在省、市级范围内（nèi）特别是试点区域（项目），实景三维已经从数据转换为应用，并取得了阶段性成效，其成（chéng）果也（yě）进入了社会公众的视野。 本（běn）期刊发的稿件选取实景三维在生态保护、地质灾害防治、智慧城市建设等方面的（de）应用成果及观点，展示（shì）了实景三（sān）维在山（shān）水之间、工程现场、城市（shì）生活中对地理空间（jiān）和实（shí）体对象的结构化表达，以及功能的搭建平台。 一个（gè）平台（tái）就像一个舞台，各（gè）类场（chǎng）景（jǐng）应用就如同一（yī）幕幕剧（jù）目。如今，“舞台”正在逐步建成，属于实景（jǐng）三维的“好戏（xì）”才刚刚上演。
奔腾的黄（huáng）河金龙摆尾般甩出一个近90度的大弯（wān），在榆林市府谷县来（lái）到陕西境内。入陕后的黄河浩（hào）荡南下，既有壶口瀑（bào）布的澎湃浩（hào）荡，也有洽川湿地的关雎（jū）之鸣。如何通过实景（jǐng）三（sān）维建（jiàn）设（shè）助力（lì）黄河流域（yù）生态保护，是陕（shǎn）西省自然资源部门面临（lín）的新考题。
近年来，在依托新（xīn）型基础测绘（huì）开展实景三（sān）维建设的基（jī）础上，一（yī）个（gè）服务于陕西省黄（huáng）河（hé）流（liú）域（yù）规划建设、生态修复、污染治理、水土保（bǎo）持（chí）、应急（jí）指挥、文化保（bǎo）护的（de）“数字空间底座”正（zhèng）逐（zhú）渐（jiàn）成形（xíng），为全省黄（huáng）河（hé）流域提供智慧（huì）化管理和决策支撑。
2020年，陕西省测绘地理（lǐ）信息局与陕西省发展和改革委员会依（yī）托自然（rán）资（zī）源部（bù）第二地形测量队（陕西省第（dì）三测绘工程（chéng）院）联合成立了陕西省智慧黄河研究院，发挥测（cè）绘技术优势支撑黄（huáng）河流域生态（tài）保（bǎo）护（hù）和高（gāo）质量（liàng）发展（zhǎn）。
为解（jiě）决（jué）时（shí）空数据（jù）获取（qǔ）难、标准不（bú）统一、数据更（gèng）新不（bú）及时等问（wèn）题（tí），自然资（zī）源（yuán）部（bù）第二地形测量队（duì）（以（yǐ）下简称部第二地形测量队）从产（chǎn）品设（shè）计、组织模式、管理（lǐ）平（píng）台、应用服务和（hé）标（biāo）准规范（fàn）5个方面开展攻（gōng）关，最终通过（guò）多种技术（shù）手段将多源（yuán）数据融（róng）合在同一平台，构（gòu）建陕（shǎn）西黄河流域数字空间（jiān）底座，提升（shēng）空间信息资（zī）源共（gòng）享水平和服务能力。
“实景三维的概念（niàn）已经提了很多年，产生了单体化建（jiàn）模贴（tiē）纹理、DOM（数（shù）字正（zhèng）射影像图）与 DEM（数（shù）字高程模型）融合、倾斜摄影建模、激光三维扫描（miáo）建模等多种方式，这（zhè）些技术为陕西省（shěng）黄（huáng）河流（liú）域实（shí）景三（sān）维建设奠定了基础。但依旧有许（xǔ）多技（jì）术难点需要攻克。”部第二地（dì）形测量队生产技术科科长林璐说。
部第二地形测量队实景三（sān）维技术组（zǔ）研究人员介绍（shào），针对点（diǎn）云编（biān）辑（jí）、影像（xiàng）镶嵌等（děng）人工量（liàng）大的工艺流程，通过优化匹（pǐ）配策（cè）略，采用镶嵌线自（zì）动化（huà）处（chù）理，减少了（le）人工编辑工作量、提高了生（shēng）产效率。针对黄（huáng）河流域水下地（dì）形测绘中的技术难点，通（tōng）过技术攻关，完成了水（shuǐ）下与近岸数据的（de）接边、融合以及水下模型构建方法。此外，还重点攻关了基础地理实体检查（chá）及质量（liàng）控制等问题（tí）。
目前，平台已经实现多层级实景三维数据（jù）的展示、查询、统计（jì）等基础功能，并解（jiě）决了（le）与（yǔ）物联感知数据（jù）融（róng）合中的兼（jiān）容性问题（tí）。“后续将在（zài）海量多源（yuán）数据自动综合处理（lǐ）技术、水上水下一体（tǐ）化测绘数据融（róng）合、高精度实景三（sān）维模型（xíng）快速生产和更新、物联感知数据与地理实体时空关联、数（shù）据行业业务应用系统开（kāi）发等（děng）方（fāng）面持续（xù）推进（jìn）研究。”部（bù）第二地形测量（liàng）队科（kē）技与成果（guǒ）应（yīng）用科科长王爽说。
“陕西省黄河流域实景（jǐng）三维（wéi）数（shù）据（jù）实现了真实空（kōng）间的数据虚拟映像，为黄河（hé）流域提供统一的（de）空间定（dìng）位框架（jià）和分析（xī）基础（chǔ），是推动黄河流域数字经济发展的重要生产（chǎn）要素。”部（bù）第二地形（xíng）测量队（duì）副队（duì）长杨少勇说。
2020年（nián）、2021年，陕西建成两期（qī）省域内黄河流域10米格（gé）网尺寸（cùn） DEM与优于2米地面分辨率 DOM套合的（de）实景（jǐng）三（sān）维模（mó）型。在重点（diǎn）生态环境保护区、文（wén）化景观区通过倾斜摄影测量（liàng）、贴（tiē）近摄影测量等技术，构建了多场景下对应5厘米~20厘米多种分（fèn）辨率的倾斜实景三（sān）维模型，在黄河流域国土空（kōng）间规（guī）划、防灾减灾、水（shuǐ）土保（bǎo）持、生（shēng）态保（bǎo）护与修复等方（fāng）面发（fā）挥了重要作用。
据介绍，实景（jǐng）三维模型宏观展示了黄河流域真实立体的（de）山川（chuān）地貌与地理（lǐ）要（yào）素（sù）分布。例如，在榆林市（shì）佳县，通过实（shí）景三维与“三区（qū）三线”数据（jù）的（de）融合，直观展示（shì）各类（lèi）规划的空间布局及其合理性。在延（yán）安市乾坤（kūn）湾，通（tōng）过实景三（sān）维视（shì）角能发现（xiàn）并展（zhǎn）现山体裂痕情况，并监测（cè）地（dì）质灾害隐患点变化（huà）情况。在韩城市（shì）西部山体，通过实景三维可实时精准测量并（bìng）获取开（kāi）挖山体面积、体方及其整（zhěng）治情况。在渭河入黄河段，通过汛期前后水下地形的监测可获取河道淤积的数（shù）据。在南沟门水库，通过水（shuǐ）上（shàng）水下一（yī）体（tǐ）化三维（wéi）模（mó）型，结（jié）合实时水流速度（dù）与水位数据，能准确掌握水库的库容（róng）信息并针对（duì）边坡滑坡情况开（kāi）展分析。
为筑牢地质灾害防灾（zāi）墙，守护（hù）天宝镇村民的（de）甜（tián）蜜生活（huó），2020年6月，年家峪特大型泥（ní）石（shí）流防治项（xiàng）目启动，由（yóu）山东省地（dì）矿局第五地质大队承担前（qián）期调查（chá）和实景三维等技术服务。大队（duì）在项目中总结完（wán）成（chéng）的《实景三维在泥石流（liú）沟（gōu）灾后（hòu）防治（zhì）工程施工和监测（cè）预警中的应（yīng）用》于近日成功入选（xuǎn）“实景三维山东十大应用创新（xīn）案例”，成为构建国（guó）家新型基础（chǔ）测绘（huì）体系在山东（dōng）省的典型经验。
天宝镇地势北高南低，东高西低。2018年发生（shēng）泥（ní）石流的年家峪（yù）村就坐落在高山深（shēn）峡向平原过（guò）渡的“布袋口”处。传统的航空摄影和调查（chá）方法难以做到全面性和（hé）直观性的有效统一。
考虑到这一现实情况，项目（mù）实施初期，第五（wǔ）地质大队从聚焦国家（jiā）、地方实（shí）景三维（wéi）建（jiàn）设和管理需求出发，首次在崩滑流灾害调查监测中（zhōng）使（shǐ）用3种倾斜摄影数据采集模式。第五（wǔ）地质大队遥（yáo）感（gǎn）监测处主任刘法军介（jiè）绍：“在项（xiàng）目区不同区段，我们使用仿地航线+贴近摄影测量和环绕摄影测量（liàng）采集数据，并进行超高精度（dù）三维建模。”
据了解，为了获（huò）取高精度三维（wéi）模型，第五地（dì）质大队首先对测区进行（háng）航飞（fēi），识别出电线（xiàn）、铁（tiě）塔等干扰物，用（yòng）粗模完整还原待测区域的三维结构。现场使用便（biàn）携工（gōng）作（zuò）站对所（suǒ）采集影像进行计（jì）算（suàn），生（shēng）成（chéng）测区内 DOM（数字正射影像图）与 DSM（数字（zì）表面模（mó）型）。在此基础上，规划（huá）了（le）3种分辨率更为精细飞行方式：
一（yī）是对起伏较大的（de）山坡，生成分辨率为1厘米的（de）仿地航（háng）线进行变高测量。二是对（duì）分散的危岩体，生成分辨率为7毫米的贴近摄影测（cè）量航线，进行角（jiǎo）度始终垂直于边坡的变高飞（fēi）行拍摄（shè）。三是对（duì）狭（xiá）长泥石流冲（chōng）沟，生成分辨率为（wéi）1厘米的带状（zhuàng）环绕仿地航线，获取冲沟带状精细数据（jù）。
年（nián）家峪特大型泥石（shí）流防（fáng）治项目最（zuì）突出的特点表现在精、变、全、快等方面（miàn）。
一是首次（cì）利（lì）用高分辨率实景三维模（mó）型，采用空间三点（diǎn）坐标（biāo）法计算得到（dào）岩（yán）层的产状要素，在室（shì）内实现（xiàn）了（le）岩体结（jié）构面张开度、发育密度（dù）等（děng）清晰识别，可（kě）获取危岩体的准（zhǔn）确几何空间和地质特征，准确计算（suàn）其（qí）稳（wěn）定状况和（hé）破坏能量。如此一来，能为（wéi）地（dì）灾调查（chá）保（bǎo）存（cún）更多细节要素，为地灾评估（gū）、勘（kān）查与治理提供可靠依据。
二是组合使用了仿地摄（shè）影+贴近摄影+环绕倾（qīng）斜摄影3种数据（jù）采集模式（shì），在崩塌、滑坡、泥石（shí）流（liú）等地灾调查（chá）中，能精（jīng）准确定治理区范围、覆盖（gài）情况及荷载（zǎi）情况，可清晰、快速获取岩性组合、结（jié）构面产状及（jí）卸荷带走向（xiàng）等精（jīng）确数（shù）据，实现地灾监（jiān）测从二维平面到三维立体的（de）转变。
三是（shì）将多时（shí）序三维模型融合 LAS数据用（yòng）于（yú）项目（mù）全生命周期。通过（guò）多期（qī）影像比对，可（kě）对施工过程进行监管，达到高（gāo）效、安全的目（mù）的。在（zài）竣工验收方面发挥三维可（kě）矢量化、可（kě）统计分析的优势，更精准量（liàng）化（huà）土方（fāng）等工程量状况。
四是（shì）通（tōng）过超高精度实景三维模型技（jì）术，采用空间三点（diǎn）坐标法计（jì）算得到结（jié）构面产状要素（倾向（xiàng）、倾角）。通过专业（yè）软件即（jí）可完成结构面岩体填（tián）充情况（kuàng）、结构面张（zhāng）开度、结构面发育（yù）密度等方面的清晰识别，进行（háng）危岩体特征参数（几何尺寸、坐标高程、高差、结构面特征）等定量化勘测，明确危岩区段（duàn）内任意（yì）一（yī）个危岩体的准确几何特征、空间特征（zhēng）和地（dì）质特征，为危岩体稳定性分析提供（gòng）更加精准的数据（jù）支撑，从而大大降低了人员（yuán）野外调查测量的安全（quán）风险，同时实（shí）现了调查工作的全面性与时效性的（de）统（tǒng）一。