编 者 按 什么是实景（jǐng）三维？2021年12月（yuè），自然资源部印发《新型基（jī）础测绘与（yǔ）实景三（sān）维中国技术文件》，对实（shí）景三（sān）维的描述是：对一定（dìng）范（fàn）围内人类生（shēng）产、生活和生（shēng）态空（kōng）间进行真实、立（lì）体、时序化反映和表达的（de）数字空间，是新（xīn）型基础测绘的标准化产品，是国家的重要基础设施，为经济（jì）社会发展（zhǎn）和各部门信息化提供统（tǒng）一的空间基底。 早在2019年全国自然资（zī）源工（gōng）作会议上，开展实景三（sān）维中国建设就被提上（shàng）议事日程。国家（jiā）层（céng）面的实景三维中国建设是战略性、全局性的重大工程，需（xū）扎实（shí）稳步推进（jìn）。在（zài）省、市（shì）级范围内特别是（shì）试（shì）点区域（项目），实景（jǐng）三维已经（jīng）从（cóng）数据转换为（wéi）应用（yòng），并取得（dé）了阶段性成（chéng）效，其成果也进入了社会公众的视（shì）野。 本期（qī）刊发的稿（gǎo）件选取实景三维在生态保护、地质灾（zāi）害防治、智慧城（chéng）市建设等（děng）方面（miàn）的应用成果及观点，展示了实（shí）景三（sān）维在山水（shuǐ）之间、工（gōng）程现场、城（chéng）市生（shēng）活中（zhōng）对地理空间和（hé）实体对象（xiàng）的结构化表（biǎo）达，以及功（gōng）能（néng）的搭（dā）建平台。 一个平台就像一个舞（wǔ）台，各类场景应（yīng）用就如同一幕（mù）幕剧目。如今，“舞（wǔ）台”正在逐步建成，属于实（shí）景三维的“好（hǎo）戏”才刚刚上演。
奔腾（téng）的黄河金龙摆尾般（bān）甩出一个近90度的大弯，在榆林市府（fǔ）谷县来到陕（shǎn）西境内（nèi）。入陕后的黄河浩荡南下，既有壶口（kǒu）瀑布的（de）澎湃浩荡，也有（yǒu）洽川湿地的关雎之鸣。如何（hé）通过实（shí）景（jǐng）三维建（jiàn）设助力黄河流（liú）域生（shēng）态保护（hù），是陕西（xī）省自然（rán）资源部门面临的新考题。
近年来，在依托新型基（jī）础测绘开展实（shí）景三维建设的基础上，一个（gè）服务于（yú）陕（shǎn）西省黄河流域规（guī）划建（jiàn）设（shè）、生（shēng）态修复、污染治理（lǐ）、水土保持、应急指挥（huī）、文化保护的（de）“数字空间底座（zuò）”正（zhèng）逐（zhú）渐（jiàn）成形（xíng），为全省黄河（hé）流域提供（gòng）智慧化（huà）管（guǎn）理（lǐ）和决策支撑。
2020年，陕西省（shěng）测绘地理信息局与陕西省（shěng）发展和（hé）改革委（wěi）员（yuán）会依托自然资（zī）源部（bù）第（dì）二（èr）地形测量队（陕西（xī）省（shěng）第（dì）三测（cè）绘（huì）工（gōng）程院）联合成立（lì）了（le）陕西（xī）省（shěng）智慧黄河研究院，发挥测绘技术优（yōu）势（shì）支撑黄河流域生态保护和（hé）高质（zhì）量发展。
为解决时空数据获取难、标准（zhǔn）不（bú）统（tǒng）一、数（shù）据更新不及（jí）时等问（wèn）题，自（zì）然资源部第二地形测量队（以下简称部第二地形测量队（duì））从（cóng）产品设计、组织模式、管理平台（tái）、应用服务和标准规范5个（gè）方面开展攻关，最终通过多（duō）种（zhǒng）技术手段将多源数据融合在同一平台，构建陕西黄河流域数（shù）字空间底（dǐ）座，提升空间信息（xī）资源共享水平（píng）和服务能力。
“实景（jǐng）三维的概（gài）念已经提了（le）很多年，产生了单体化建模贴（tiē）纹理、DOM（数（shù）字正（zhèng）射影像图）与 DEM（数字（zì）高（gāo）程（chéng）模型）融（róng）合、倾（qīng）斜摄影建模、激光三维扫描建（jiàn）模等（děng）多种（zhǒng）方（fāng）式，这些（xiē）技术为陕西省黄（huáng）河流域实（shí）景（jǐng）三维建设（shè）奠定了（le）基础。但依旧有许多（duō）技（jì）术难点需要（yào）攻克。”部第（dì）二地形测量队（duì）生产技术科科长林璐说。
部（bù）第二地形（xíng）测量队实（shí）景三维技（jì）术组研（yán）究人员介绍，针对点云编辑、影像镶嵌（qiàn）等人工量大的工艺流程，通过优化匹配策（cè）略，采用镶嵌线自动（dòng）化处（chù）理（lǐ），减少了人工编辑工作量、提高了（le）生产效率。针对黄河流域水下地形测绘中的技术（shù）难点，通过技术（shù）攻关，完成了（le）水（shuǐ）下（xià）与近岸（àn）数据的接边、融（róng）合以及（jí）水下（xià）模型构建方法。此外，还（hái）重点攻（gōng）关（guān）了（le）基础地理（lǐ）实体检查（chá）及质量控（kòng）制等问题。
目前，平（píng）台（tái）已经实现多层级实（shí）景三维数据的展示、查询、统计等基础功能，并解决了与物联感知数据融合中的兼容性问题。“后续将（jiāng）在海量多源数据自动综合（hé）处理技术、水上水下一体化（huà）测绘数据融合、高（gāo）精度（dù）实（shí）景三维模型快速生产和（hé）更新（xīn）、物联感知数（shù）据与地理实（shí）体时空关联、数据行业业务应用系（xì）统开发（fā）等方面持（chí）续推进研究。”部第二地形（xíng）测（cè）量队科（kē）技与（yǔ）成（chéng）果应用（yòng）科（kē）科长（zhǎng）王爽说。
“陕（shǎn）西省黄河流域（yù）实（shí）景三维数据实（shí）现了真实空（kōng）间的（de）数（shù）据虚拟映像，为黄河流域提供统（tǒng）一的空间定位框架和分析基础，是推动黄（huáng）河流域数（shù）字经济发展的重要生（shēng）产要素（sù）。”部第二地形测量队副队长杨少勇说。
2020年（nián）、2021年，陕（shǎn）西（xī）建成两期省域（yù）内黄河流域10米（mǐ）格（gé）网尺寸 DEM与优于2米地面分辨率（lǜ） DOM套合的实景三维模型。在重点生态环境（jìng）保护区、文化景（jǐng）观区通（tōng）过（guò）倾斜摄影（yǐng）测量、贴（tiē）近摄影测量等技术，构建（jiàn）了多场景下对（duì）应5厘（lí）米（mǐ）~20厘米多种分辨率的倾（qīng）斜（xié）实（shí）景三维模型，在黄河流域国（guó）土（tǔ）空间规划、防灾减灾、水土保持、生态保护与修复等方（fāng）面发挥（huī）了重要作用（yòng）。
据介绍，实景三维模型宏观（guān）展（zhǎn）示了黄（huáng）河流域真（zhēn）实立（lì）体的山川地貌与地理要素分布。例如，在（zài）榆林（lín）市佳县，通（tōng）过实景三（sān）维与“三区三线”数据的（de）融合，直观（guān）展（zhǎn）示各类（lèi）规划的空间布局及其合理性（xìng）。在延安（ān）市乾坤湾，通过实景三维视角（jiǎo）能发（fā）现并展现山体（tǐ）裂痕情况，并监测地质灾害（hài）隐患（huàn）点变（biàn）化（huà）情（qíng）况。在（zài）韩城（chéng）市西（xī）部山体，通过实景三维可实时精准（zhǔn）测量并获（huò）取（qǔ）开挖山体面积、体方（fāng）及其整治情况。在（zài）渭（wèi）河入黄河段，通过汛（xùn）期前后水下地形的（de）监测可获（huò）取河道（dào）淤积的数（shù）据。在南沟门水库，通过水上（shàng）水下一体化三维（wéi）模型，结合实时水流（liú）速度与（yǔ）水位数据，能（néng）准确（què）掌握（wò）水库的库容（róng）信息并（bìng）针对边坡滑坡（pō）情（qíng）况开展分（fèn）析。
为筑牢地质（zhì）灾害防灾（zāi）墙，守护（hù）天宝镇村民的甜蜜（mì）生活（huó），2020年6月，年家峪特大（dà）型泥石（shí）流防治项目启动，由山东省地矿局第五地质大队承担前期调查和实景三维等技术服务（wù）。大队在（zài）项目中总（zǒng）结完成的《实景三维在泥石流沟灾后防（fáng）治工程施工和监测预警中的（de）应用》于近（jìn）日成（chéng）功入选“实景三维山东十大应（yīng）用创新案例”，成为构建国家新型基（jī）础测绘体系在山（shān）东省（shěng）的典型（xíng）经（jīng）验（yàn）。
天宝镇（zhèn）地势北高（gāo）南低，东高（gāo）西（xī）低。2018年发生泥石流的年家（jiā）峪村（cūn）就坐落在高山深峡向平原（yuán）过（guò）渡的“布袋口”处。传（chuán）统的航空摄影和调查方法难以做到全（quán）面（miàn）性和直观性的（de）有效统一。
考虑（lǜ）到这（zhè）一现实情况，项目（mù）实（shí）施初期，第（dì）五（wǔ）地质大队从聚焦国家、地方（fāng）实景（jǐng）三（sān）维建设（shè）和管（guǎn）理需求出发，首次在（zài）崩滑流灾害调（diào）查监（jiān）测（cè）中（zhōng）使用（yòng）3种倾斜摄（shè）影数据采集模式。第（dì）五地（dì）质大队（duì）遥感（gǎn）监测处主任刘法军介绍：“在项（xiàng）目区不同（tóng）区（qū）段，我们使用（yòng）仿地航线（xiàn）+贴近摄影（yǐng）测量和环绕（rào）摄影测量采集数据，并进（jìn）行（háng）超高精（jīng）度三维建模。”
据了解，为了获取（qǔ）高（gāo）精度三维模型（xíng），第五地（dì）质大队（duì）首先对测区进（jìn）行航飞，识（shí）别出（chū）电线（xiàn）、铁塔等干扰物，用粗模完整（zhěng）还（hái）原待测区（qū）域的（de）三维结构。现场使（shǐ）用便携工作站对所采集影像进行计算，生成测区内 DOM（数（shù）字正射影像图（tú））与 DSM（数字表面模（mó）型）。在此基（jī）础上，规划了3种分（fèn）辨率更为精细（xì）飞（fēi）行方式：
一是对起伏（fú）较大的山（shān）坡，生成（chéng）分辨率（lǜ）为1厘米的仿地（dì）航线进行变高测量（liàng）。二（èr）是对分散（sàn）的危岩体，生成分（fèn）辨率为7毫（háo）米的贴近摄影测量航线，进行角度始终垂直于边坡的变（biàn）高飞（fēi）行拍摄。三是对狭长泥石流冲沟（gōu），生成分（fèn）辨率为1厘（lí）米的（de）带状环绕仿地航线，获取冲沟带状精细数据。
年（nián）家峪特大型泥石流防治项目（mù）最（zuì）突出的特点（diǎn）表现在（zài）精（jīng）、变、全、快等方面。
一是首次利用高分（fèn）辨（biàn）率实景三维模型（xíng），采用空间三点坐标（biāo）法计算得到岩（yán）层的产状要素，在室内实现（xiàn）了岩体结（jié）构面张开度、发育密度等清晰识别，可获取（qǔ）危（wēi）岩体的准确几何空（kōng）间和地质特（tè）征，准确计算（suàn）其（qí）稳定状况和破坏能量。如此一来（lái），能为地（dì）灾（zāi）调查保存更多细节要素，为地灾（zāi）评估（gū）、勘查与治（zhì）理提供可靠依据。
二是（shì）组合使用了仿地摄（shè）影+贴近摄（shè）影+环绕倾斜摄影3种数据采集模式，在崩塌、滑坡、泥石流等地（dì）灾调查中，能精准确定治理区范围、覆盖情（qíng）况及（jí）荷载情况，可清晰、快速获取（qǔ）岩性组合、结构面产状及卸荷带走向等精（jīng）确数据，实（shí）现地灾监（jiān）测（cè）从（cóng）二维平（píng）面到三维立体的转（zhuǎn）变。
三是将多（duō）时序（xù）三维模型（xíng）融（róng）合 LAS数（shù）据用于项（xiàng）目全生命周期（qī）。通过多期（qī）影像比对，可对施工过程进行监管，达到高效、安全的目的（de）。在竣工验收方（fāng）面发挥三维可矢量化、可统计分析的优势（shì），更精准量（liàng）化（huà）土方等工程量状况。
四是通过超高精（jīng）度实景三维模型技术，采用空（kōng）间三点坐标（biāo）法计（jì）算得到结构面产状要素（倾向（xiàng）、倾角（jiǎo））。通过专业软件即可完成结构（gòu）面岩体填充情况、结构面张开度（dù）、结构面发育密度等方面的清（qīng）晰识别，进（jìn）行（háng）危岩（yán）体特征参数（几何尺寸、坐标高（gāo）程、高差、结构面特征）等定量（liàng）化勘测，明确危岩区段内任意一个（gè）危岩（yán）体的准确几何特（tè）征、空间特征（zhēng）和地质（zhì）特（tè）征，为（wéi）危岩体稳（wěn）定性分析提供更加精准的数据支撑，从而大大降低了人（rén）员野外调查测量的安全风险，同时实现了调（diào）查工作的（de）全面性与（yǔ）时效性（xìng）的统一。