编 者 按（àn） 什么是实（shí）景（jǐng）三维？2021年12月，自然资（zī）源部印（yìn）发《新型基（jī）础测绘与（yǔ）实景三维中国技术（shù）文件》，对实（shí）景三维的（de）描述是（shì）：对一定范（fàn）围内人类生产、生活和生态空间进行真实、立体（tǐ）、时序化反映和表达的（de）数字空间，是新型基（jī）础测（cè）绘的标准化产品，是（shì）国家的重要基础设施，为经济社会发展和各（gè）部门信息化提供统一的空间基底。 早在2019年全（quán）国自然资（zī）源工作会议上，开展实景三维中国建（jiàn）设就被（bèi）提上议事日程。国家层面的实（shí）景三维中国建设是战略性、全局性的重（chóng）大工程，需扎实稳步推进。在省（shěng）、市（shì）级范围内特别是试（shì）点区域（项（xiàng）目），实景三维已经（jīng）从（cóng）数据转（zhuǎn）换为应用，并（bìng）取（qǔ）得（dé）了阶段性成效，其成果也进（jìn）入（rù）了社会公众的视野。 本期刊发（fā）的稿（gǎo）件（jiàn）选取实景三（sān）维（wéi）在（zài）生态保护、地质（zhì）灾害防治、智（zhì）慧（huì）城市建设（shè）等（děng）方面的应用（yòng）成果及观（guān）点，展示了实景三维在山水之间、工程现（xiàn）场、城市生活中对（duì）地理空间和实体对象（xiàng）的结构化表达，以及功能的搭（dā）建平台。 一个（gè）平台就像一个舞台，各（gè）类场景应用就如同一幕幕剧目（mù）。如今，“舞台”正在逐步（bù）建成，属于实景（jǐng）三维的（de）“好戏（xì）”才（cái）刚刚上演。
奔腾的黄河金龙摆（bǎi）尾般甩（shuǎi）出（chū）一个近90度的大弯，在榆林市府谷县来到陕（shǎn）西境内。入陕（shǎn）后的黄河浩荡南下，既有壶口瀑布的澎湃（pài）浩（hào）荡，也有洽川（chuān）湿地的关雎之鸣。如何通过实景三维建设助力黄河流（liú）域生态保护（hù），是陕西（xī）省自然资源部门面临的新考题。
近年来，在依托新型基础测绘开（kāi）展实景三维建设的基础上，一个服务于陕西省黄河流域规划建设、生态修复、污染（rǎn）治理（lǐ）、水土保持、应急指挥、文化保护的（de）“数字（zì）空间底座（zuò）”正（zhèng）逐渐（jiàn）成形（xíng），为全省黄河流域提（tí）供（gòng）智（zhì）慧化管理和决策支（zhī）撑（chēng）。
2020年，陕西省测绘地理信息局与陕西（xī）省发（fā）展和（hé）改革委员（yuán）会依托自然资源部（bù）第二地（dì）形测量队（陕西省第三测绘工（gōng）程（chéng）院）联合成立了陕西省智慧（huì）黄河（hé）研究院，发挥测绘技术优势支撑黄河流域生态保（bǎo）护和高质量发展（zhǎn）。
为解决时空数据（jù）获取难（nán）、标准（zhǔn）不统一、数据更新不及时等问题，自然资源部第二地形测量队（duì）（以下简称部第二地形测量队）从（cóng）产品设计、组织模式（shì）、管理平（píng）台（tái）、应用服务和标准规范5个方面开展攻（gōng）关，最（zuì）终（zhōng）通过（guò）多种技术手段将（jiāng）多源数据（jù）融合在同一平台，构建陕西黄河流（liú）域数字空间底座，提（tí）升空（kōng）间信息资源（yuán）共（gòng）享水平（píng）和服务能力。
“实景三维（wéi）的概念已经提了很多年，产生（shēng）了单体化建模贴纹理（lǐ）、DOM（数（shù）字（zì）正射影像（xiàng）图）与 DEM（数（shù）字高程模型）融合、倾斜摄（shè）影建模、激光三维扫描（miáo）建模等多种方式，这（zhè）些（xiē）技术为陕西省黄（huáng）河流域（yù）实景三维建设奠定了基础。但依旧（jiù）有许多（duō）技术难（nán）点需要（yào）攻克。”部第（dì）二地形测量队（duì）生（shēng）产技术科科长林（lín）璐说。
部第（dì）二地形测（cè）量队实景（jǐng）三维技（jì）术（shù）组（zǔ）研究人（rén）员介（jiè）绍，针对点云编辑、影像镶嵌等人工量大的工（gōng）艺流程，通过优化（huà）匹配策（cè）略，采用镶嵌线自动化处理，减（jiǎn）少了人工编辑工作量、提高了生产效率（lǜ）。针对黄河流域水下地形（xíng）测绘中的（de）技术难（nán）点，通过技术攻关，完成了水下与近岸数据的接边、融（róng）合以及（jí）水下模（mó）型构建（jiàn）方法。此（cǐ）外，还重点攻关了基（jī）础地理（lǐ）实体（tǐ）检查（chá）及质（zhì）量（liàng）控制等问（wèn）题。
目前，平台（tái）已经实现多层级（jí）实景三维（wéi）数据的（de）展（zhǎn）示、查询、统计等基（jī）础（chǔ）功能，并解决了与物联感知数据融合中的兼（jiān）容（róng）性（xìng）问题。“后（hòu）续（xù）将在海量多源数据自动综合处理技术、水（shuǐ）上水下一体化测绘数据融合、高精（jīng）度实景三（sān）维模（mó）型快（kuài）速生产和更新、物（wù）联感知数据与地理实体时（shí）空关联、数据行（háng）业（yè）业务应用系统开（kāi）发（fā）等方面持续推进（jìn）研究（jiū）。”部第二地形测（cè）量队科技与成（chéng）果应用科科长（zhǎng）王爽说。
“陕西省（shěng）黄河流域实（shí）景三（sān）维（wéi）数据实（shí）现了真（zhēn）实空（kōng）间的（de）数据虚拟映像（xiàng），为（wéi）黄河流域提供统（tǒng）一的空间定位框架和分析基（jī）础，是推动黄河流（liú）域数字（zì）经济发展（zhǎn）的重要生产要素。”部第（dì）二地形测量队副队长杨少勇说。
2020年（nián）、2021年（nián），陕西建成两期省域内黄河流域10米格网尺寸 DEM与优于2米地面分辨率 DOM套合的（de）实景三维模型。在重点（diǎn）生态环境（jìng）保护区、文化（huà）景观区通过倾斜摄影测（cè）量、贴近摄影测量等技术，构（gòu）建了多场（chǎng）景（jǐng）下对应（yīng）5厘米~20厘米（mǐ）多种分辨率的（de）倾斜实景三维模型，在黄（huáng）河流域国土空间规划、防灾减灾、水土保（bǎo）持、生态保护与修复等方面发挥了重要作用。
据介绍，实景三（sān）维模型（xíng）宏观展示（shì）了黄河流域真实立体的（de）山川地貌与地理（lǐ）要素分布（bù）。例如，在榆林市佳（jiā）县，通（tōng）过实景（jǐng）三维（wéi）与“三区三线”数据（jù）的融合，直观（guān）展示各类规划的（de）空间布局及其合理性。在延安市乾坤湾，通过实景三维视角能发现并展现山体裂痕情况，并监（jiān）测（cè）地质灾害隐（yǐn）患（huàn）点变化情况。在韩城（chéng）市西部山体（tǐ），通过实景三维可实（shí）时精准测量并获取开挖山体（tǐ）面积、体方及（jí）其整治（zhì）情况。在渭河入黄河段，通过汛期前后水下地形的（de）监测可获取河道（dào）淤（yū）积的数据。在南沟门水库，通过水上水下一体（tǐ）化三维模型，结合实时水流速度与（yǔ）水位数据，能准（zhǔn）确掌握水库的库（kù）容（róng）信息（xī）并（bìng）针（zhēn）对边坡滑坡情况（kuàng）开展分（fèn）析。
为（wéi）筑牢（láo）地（dì）质灾害防灾墙，守（shǒu）护天宝（bǎo）镇村民（mín）的（de）甜蜜（mì）生活，2020年6月（yuè），年家峪特大型泥石流防治（zhì）项目启动，由山东省地矿局第五（wǔ）地质大队承担（dān）前期（qī）调查和实景三维（wéi）等技术服务。大队在项目中总结（jié）完（wán）成的《实（shí）景三维在泥石流沟灾后防治工程（chéng）施工和（hé）监测预警中的应用》于近日成功入（rù）选“实景（jǐng）三（sān）维山东十大（dà）应用创新（xīn）案例”，成为构（gòu）建国家新型基础测绘体系在山东省的典型经（jīng）验。
天宝镇地势北高南低（dī），东（dōng）高（gāo）西低（dī）。2018年发生泥石流的年家峪村就坐落在（zài）高（gāo）山深峡向平原（yuán）过渡的“布袋（dài）口”处（chù）。传（chuán）统的航空摄（shè）影和调查方（fāng）法难以做到（dào）全面性和直观性的有效（xiào）统一（yī）。
考虑到这一现（xiàn）实情（qíng）况（kuàng），项目实施初期（qī），第五地（dì）质大队从（cóng）聚（jù）焦国家、地方实景三维建设和管（guǎn）理需求出发，首次在崩（bēng）滑流灾（zāi）害调查监测中使用（yòng）3种倾斜摄影数据（jù）采（cǎi）集模（mó）式。第五（wǔ）地质大队遥感监测处主任刘法军介绍：“在项目区不同区（qū）段，我们使用仿地航线+贴近摄影（yǐng）测量和环（huán）绕摄影测量采集（jí）数据，并进行（háng）超高精度三维建模。”
据了解，为了获取高精（jīng）度三维模（mó）型，第五地（dì）质大队首先对测（cè）区进（jìn）行（háng）航飞，识别（bié）出电线、铁塔（tǎ）等干扰物，用粗模完整还原待测区（qū）域的三维结（jié）构。现（xiàn）场使用便携工作站对（duì）所采集影像进行计算，生成测区内 DOM（数字正（zhèng）射影像图）与（yǔ） DSM（数（shù）字表（biǎo）面模型）。在此基础（chǔ）上，规划了3种分（fèn）辨率更为（wéi）精细飞行方式：
一是对起伏较大的山坡，生成分（fèn）辨（biàn）率为1厘（lí）米的仿地航线（xiàn）进行变高测量。二是对分散的危岩（yán）体，生成（chéng）分辨率为7毫米的贴近摄影（yǐng）测量航线，进行角度始终垂直于（yú）边坡（pō）的变高飞行拍（pāi）摄（shè）。三是（shì）对狭长泥石流冲沟，生成分辨率（lǜ）为1厘米（mǐ）的带状（zhuàng）环绕仿地（dì）航线，获（huò）取冲沟带（dài）状精细数据。
年家峪特大（dà）型泥石流防（fáng）治项目最突出的特点（diǎn）表现在精、变、全、快等方面。
一是首次（cì）利（lì）用高分辨率实景（jǐng）三维模型（xíng），采用空间三点坐标法（fǎ）计算得到（dào）岩层的产状要素（sù），在室内（nèi）实（shí）现了岩体（tǐ）结构面张（zhāng）开度、发（fā）育密（mì）度等清（qīng）晰识别，可获取危岩体的准确几（jǐ）何空间和地质（zhì）特征，准（zhǔn）确（què）计算其稳定状（zhuàng）况和破坏能量。如此一来，能为地灾调查保存更多（duō）细节要素，为地灾评估、勘查与治（zhì）理提（tí）供可靠（kào）依据。
二（èr）是组合使用了仿（fǎng）地摄影+贴近摄影+环绕倾（qīng）斜摄影3种数据采（cǎi）集（jí）模式，在崩塌（tā）、滑坡、泥石流等地灾调查（chá）中，能精准确定（dìng）治理区范围、覆盖情（qíng）况及荷载情况，可清晰、快速获取（qǔ）岩性（xìng）组合、结构面产状（zhuàng）及卸荷带（dài）走向等（děng）精确数据，实现地灾监测（cè）从二维平面到三维立（lì）体的转（zhuǎn）变。
三是将多（duō）时序三维模型（xíng）融合 LAS数据用于（yú）项目全生命周期。通过多期（qī）影像比（bǐ）对，可对施工过程进行监（jiān）管，达到高效、安全的目的。在竣工验收方（fāng）面发挥三维可矢量化（huà）、可统计分析的优势，更精准量化土方等（děng）工程（chéng）量状况（kuàng）。
四是（shì）通（tōng）过超高精度实景（jǐng）三维模型技术，采用（yòng）空间三（sān）点坐标法计（jì）算（suàn）得到结构面产状要素（倾向、倾角）。通过专（zhuān）业软件即可完成结构面岩体填充情况、结（jié）构面（miàn）张（zhāng）开度（dù）、结构面发育密度等方面的清（qīng）晰识别，进（jìn）行危（wēi）岩体特征参数（几何尺寸、坐标（biāo）高程、高差、结构面特征）等定量化勘测，明确危岩区段内任（rèn）意一个危岩体（tǐ）的准确几何特征、空（kōng）间特征和地质特征（zhēng），为危岩（yán）体稳定性分析提（tí）供（gòng）更加精准的数据支撑，从而大大（dà）降低（dī）了（le）人员野（yě）外调查测量的安全风险，同（tóng）时实现（xiàn）了调查工作（zuò）的全面（miàn）性与时效性的统一。