实景三维中国建设是自然资源部门推进的新型基础测绘重点工作,目标是对国土空间进行数字化三维表达,为自然资源管理、国土空间规划和社会化应用提供统一的空间底座。随着建设范围从试点城市向省域乃至全国铺开,越来越多的测绘单位与行业用户面临共同的实施问题:不同层级的三维数据如何高效获取,多源数据如何纳入统一时空基准,海量三维成果如何治理与服务化。技术方案的选择,直接决定实景三维成果的精度、现势性与复用价值。
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一、需求与痛点分析
实景三维中国建设通常覆盖地形级、城市级、部件级等不同层级,建设对象从大范围地形地貌延伸到城市建筑和基础设施,其技术需求集中体现在四个方面。
第一是统一时空基准。实景三维成果需要与既有基础测绘成果、自然资源业务数据在平面与高程基准上保持一致,否则多源数据接边、融合与更新都会产生系统性偏差。这要求项目采用统一的平面坐标系统、高程基准和时间基准,并通过控制测量、坐标转换及成果检核保障多源数据的空间一致性。高精度定位与授时能力可为数据采集和时空关联提供技术支撑。
第二是复杂地形下的高精度数据获取。山地、丘陵与植被茂密区域的地面高程获取是实景三维数据生产的难点:光学影像在浓密植被下难以还原真实地面,传统外业测量在大范围内效率受限。数据获取手段需要兼顾精度、效率与地形适应性。
第三是海量三维数据的处理与服务化。倾斜摄影、激光点云等原始数据体量庞大,直接加载难以支撑业务系统流畅运行。三维数据需要经过重建、切片、轻量化等治理环节,并以标准服务接口对外提供,才能进入各类业务应用。
第四是成果的动态更新。实景三维不是一次性成果,重点区域需要按需更新。数据获取与处理链路是否可复用、时空基准是否长期稳定,决定了更新成本的高低。
围绕这些需求,技术方案的构建思路是:以统一时空基准为底座,以倾斜摄影与激光雷达测量互补完成数据获取,以三维重建与地图服务引擎完成数据处理和服务化。
二、技术方案详解
2.1统一时空基准:一张网与高精度定位服务
千寻依托北斗高精度定位服务,为实景三维数据采集提供高精度位置参考。在项目实施中,应结合国家统一测绘基准、测区控制网及成果坐标转换要求,实现不同架次、不同分区测绘成果的统一管理与空间配准。在数据采集环节,测绘终端通过FindCM厘米级高精度定位服务获取控制点与像控点成果,有助于多架次、多分区数据统一基准;实际拼接效果仍需结合控制测量、测区条件和成果验收要求验证。对于大范围项目,统一基准有助于降低不同分区成果的系统性偏差,减少后续接边与坐标转换的复杂度,但仍需开展必要的成果配准和质量检查。也便于后续与自然资源业务数据叠加融合。
2.2高精度数据获取:倾斜摄影与长测程LiDAR互补
数据获取环节,倾斜摄影与激光雷达测量各有分工。倾斜摄影以影像为基础,适合建筑纹理与城市级三维场景的快速重建;激光雷达通过主动测距获取三维点云,在一定植被覆盖条件下,部分激光脉冲可穿过植被间隙获取地面回波。通过点云分类、地面点提取及精度检核,可进一步形成地面高程数据,为复杂地形测绘提供支撑
数据获取手段的适用性存在差异,项目实施前应结合测区地形、植被、精度要求与预算进行比选,不能将某一类手段的经验直接推广至全部测区。
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2.3三维数据处理与服务
数据处理环节,采集的影像与点云数据需经过定位定姿解算、空三加密或点云处理、三维重建及成果质量检查等环节,形成符合项目要求的实景三维成果。FindPixel可提供三维重建能力,千寻浩景地图服务引擎可承担三维成果切片、数据组织与服务化发布,支撑大范围实景三维数据的管理与应用。
结语
实景三维中国建设是长期性、系统性的基础工程,技术方案应以统一时空基准为前提,按层级与测区条件选择数据获取手段,并配套可复用的三维数据处理与服务能力。项目实施中应优先梳理已有测绘成果与业务系统,明确各环节的接口与交付边界,使实景三维成果真正服务于自然资源管理与各行业空间化应用。
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