海陆统筹 城乡一体 全域覆盖
摘要:
前段时间,山东省青岛市的知名景点、地标性景观——海蚀柱“石老人”在风雨中受损的消息刷屏网络。自然坍塌的“石老人”该如何修复,成为大家关注和讨论的焦点。事发后,青岛市勘察测绘研究院第一时间发布消息:数字化实景三维模型可助力“石老人”修复。

据了解,2021年起,青岛市开展了实景三维建设,利用倾斜航空摄影、激光三维扫描等新技术,将全市域按照15厘米的精细度“搬进”电脑,其中主城区的精度更高,达到3厘米,1∶1真实还原了数字化城市场景。而“石老人”也被采集了下来,可完整呈现其实景三维模型,而且具有可量测、精度高等特点,能为“石老人”修复提供直观可靠的依据。

青岛不仅是我国东部沿海重要城市、现代海洋产业发展先行区、东北亚国际航运枢纽、“一带一路”新亚欧大陆桥经济走廊主要节点城市,也是黄河流域九省(区)的经济出海口。在我国推动更高水平对外开放的新阶段,青岛肩负着打造成为长江以北地区纵深开放新的重要战略支点的使命。近年来,一系列重大基础设施建设项目在青岛落地,各类工程项目建设如火如荼……做好一座特大城市的精细化管理,青岛城市管理者急需技术支撑,这对实景三维青岛建设提出了新的更高要求。

当前,在城市治理、公共交通、数字经济、生态保护、防灾减灾、高效用地、耕地保护、规划建设、森林防火、历史风貌保护等方面,实景三维青岛建设正发挥着积极作用,并逐步融入群众的日常生活。

在数字中国上升为国家战略的大背景下,实景三维中国建设步伐日益加快。青岛以建设“数字中国”标杆实践区为目标,打造了国内首个“山、海、城、岛、湾”海陆统筹、城乡一体、全域覆盖的高精度实景三维城市,并将其作为全市权威、统一的时空基底,为自然资源管理和经济社会高质量发展提供重要的数据要素保障。

2022年,实景三维青岛建设项目通过了由中国科学院、中国工程院院士李德仁领衔的专家组验收。专家组一致认为,实景三维青岛建设整体达到国内领先水平,为实景三维中国建设提供了“青岛示范”,贡献了“青岛经验”。

坚持海陆统筹 彰显海洋特色

2022年,自然资源部办公厅印发《关于全面推进实景三维中国建设的通知》,提出实景三维作为真实、立体、时序化反映人类生产、生活和生态空间的时空信息,是国家重要的新型基础设施。这将测绘地理信息产业摆到新高度,也向行业发展提出了新要求。

统一海陆时空基准。实景三维青岛建设着眼于经略海洋,建设了海陆一体北斗基准站网、大地控制网、似大地水准面精化模型和理论深度基准面模型,形成了高精度、现代化、无缝衔接的海陆统一空间基准框架,解决了陆海基准不统一、水上水下成果不衔接的难题,为实景三维数字空间底座建设提供了海陆统一的时空基准。

统一海陆数据标准。实景三维青岛建设构建了海洋地理实体分类体系,并与陆域地理实体融合,统一了海岸线、潮间带等海陆结合区域数据标准。同时,搭建了海陆全空间基础地理实体数据库,实现陆域实景三维模型和水下数字高程模型的一体化融合,为海陆一体实景三维生产与应用奠定基础,在海洋资源管理、海洋功能区规划、海岸带空间管制、海洋航运管理、海上安全应急保障等方面提供了综合的数据支撑。

彰显海陆融合支撑。实景三维青岛建设搭建了无缝衔接海陆区域的海岸带高精度实景三维模型,通过模拟和预测,规避了海浪、风暴潮、不良地质条件对重大工程建设的影响。基于陆海融合理念自主研发了国内首个面向数字海洋建设的智慧港航(PIM)基础平台,提升了港航管理效率,据相关部门测算可为山东港口集团年增收入超亿元。

突出需求导向 推进全域建设

近年来,国家大力推进新型基础测绘,努力满足信息化社会和地理信息产业发展中多样化、精细化、个性化的需求。实景三维作为新型基础测绘的标准产品,如何让政府、企业、民众方便易用、觉得好用、主动想用,真正满足多样化、精细化、个性化的需求,这是实景三维青岛建设努力解决的难题。

全域组织推进。随着青岛市数字化进程和蓝色经济发展提速,大数据、公安、应急管理、海洋等部门均对实景三维青岛建设表达出迫切需求。为此,青岛市建立全市域统筹机制,市级统一立项、资金统一申请、生产统一组织、成果统一共享,2022年率先一次性、高标准完成实景三维中国建设要求的地形级、城市级地理场景建设任务,目前正开展时序化更新工作。

全域无缝覆盖。实景三维青岛建设采用0.15米分辨率倾斜摄影方式,完成1.1万平方千米地形级实景三维建设,成果覆盖全市800余千米海岸线、49个海湾、46个海岛,真实还原了全域地形地貌和城乡建设现状,有效支撑了自然资源管理、应急保障、社会治理、防灾减灾等工作。同时,完成了1800平方千米的0.03米分辨率城市级实景三维建设,覆盖青岛城镇开发边界范围内建成区和镇驻地,并对建筑、道路等进行了实体化建模,成果广泛服务于国土空间规划、城乡建设审批等工作。此外,采用机载激光雷达生产了800平方千米山林的高密度点云数据和高精度数字高程模型,有效支撑了生态保护、森林防火、碳汇评估等工作。

强化创新引领 攻克技术难关

近年来,元宇宙、AR、数字孪生等从概念逐步走入现实,如何构建一个更加智能、更加便捷、更可持续的实景三维世界,对未来的经济社会发展至关重要。

因此,实景三维技术应运而生并逐渐成为趋势。借助卫星影像和三维建模等技术,实景三维建设得到快速发展。通过采集大量真实环境中的点云数据或图片,并利用计算机处理方法进行配准、融合与重构,可以生成高度精确并具有逼真效果的实景三维模型。这种模型不仅能够提供更真实、直观的视觉体验,还具备更多应用场景和功能。

实景三维青岛建设针对陆海实景三维数据体量大、种类多、融合难的情况,开展一系列科研攻关,率先发布首套实景三维城市建设系列地方标准,获得国家发明专利10项,核心技术成果荣获2023年度全国测绘科学技术奖一等奖。

创新技术体系。实景三维青岛建设针对潮汐变化引起的海陆衔接区域地物特征表现不稳、实景三维建模难等技术难题,突破了超大城市海陆实景三维多源数据融合处理等关键技术,解决了陆域、潮间带、海域海陆融合建模与接边、海陆一体化应用等难题。

创新算力支撑。实景三维青岛建设针对超大规模实景三维数据处理慢、应用难等问题,打造了针对实景三维建设与应用的时空大数据算力中心,建模效率提升2倍以上,二三维融合渲染达到秒级,数据挖掘分析效率提升60至100倍。

创新平台能力。实景三维青岛建设构建了全面支持信创标准的 Q3D时空大数据平台,具备海陆一体、地上地下一体、二三维一体、室内外一体的“八位一体”全域全空间数据承载能力,实现了数字空间与现实空间的实时关联互通,Q3D系列产品被青岛市作为高端服务品牌进行重点培育,“基于实景三维的时空大数据平台技术攻关与创新业态应用”获山东省新旧动能转换重大产业攻关项目支持。

丰富应用场景 赋能行业管理

当前,我国地理信息产业规模继续扩大、产业结构持续优化、产业基础不断增强。随着实景三维中国建设由试点向全国拓展,测绘和地理信息产业迎来新的增长点。

实景三维青岛建设探索按照不同应用场景提供差异化实景三维数据服务的路径,立足“两支撑、两服务”新时期测绘地理信息工作定位,深耕细作、重点突破,有力提升实景三维陆海泛在应用服务能力。以实景三维为底板升级国土空间基础信息平台,汇聚现状、规划、管理、社会经济4大类800余层数据,为履行自然资源“两统一”核心职责提供要素支撑;通过在线、离线等方式,依托智慧青岛时空大数据平台,向全市40余个政府部门、上百个政务应用提供了实景三维基础数据共享、空间数据汇聚和二次开发服务,调用次数超过1.1亿次,财力投资项目绩效评价在全市名列前茅。

同时,为青岛市政府总值班室、城市应急指挥中心、城市更新建设指挥部等提供了全域实景三维数据服务,打造的全市域违法建设整治“云排查”模式,将原本需要两个月的排查工作提速至两天完成;通过离线方式,为公安、人防等部门累计提供了8倍于原始成果数据量的实景三维数据,有效支撑了相关综合演练任务。在第三次全国土壤普查、全国自然灾害风险普查等工作中,通过内业场景分析缓解了现场核查工作压力,得到相关部门高度评价。基于实景三维打造的全国首个适应“一带一路”国际合作的 CIM(城市信息模型)基础平台,为全国综合示范区级别 CIM平台建设贡献了“青岛经验”。

此外,通过调查识别河口、滨海湿地、近岸海域、沿海防护林等陆海复合生态空间,助力青岛划定陆海一体的生态保护红线,加强生态安全刚性约束。精准识别洪涝灾害重点防治区,2021年台风“烟花”过境期间,运用实景三维防汛调度系统,为青岛市区19处易积水点、全市218处地质灾害隐患点风险防控提供了可视化的决策支持。

事实证明,实景三维青岛建设,不仅好看,而且好用。

“实景三维建设响应了新时代对测绘地理信息工作的需求,可在城市规划、交通管理、环境保护、灾害监测、农业发展等方面发挥重要作用。同时,也可应用于文化遗产的数字化保存工作,为历史文化传承提供重要的数据保障。”青岛市勘察测绘研究院院长张志华表示。

当前,数字技术快速发展,推动了地理信息产品的升级迭代。“实景三维青岛建设将不断丰富海陆一体数据资源,挖掘海陆一体实景三维深入应用,形成更多可复制可推广的应用模式,为经济社会高质量发展提供更加丰富的数据要素保障。”青岛市自然资源和规划局副局长薛洪利说。

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全部观点
自在山水间 2023-12-29 09:10
全域覆盖
阿亮 2023-12-28 10:08
学者 2023-12-25 10:25
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Mcrenxun 2023-12-20 00:37
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学者 2023-12-15 10:03
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Mcrenxun 2023-12-13 08:00
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学者 2023-12-11 10:10
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学者 2023-12-09 10:11
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自在山水间 2023-12-09 08:10
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迷幻 2023-11-24 08:11
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