虛實(shí)融合 數(shù)智未來(lái)
——浙江省溫州市打造數(shù)字時(shí)空信息底座紀(jì)略

◎ 金國(guó)建

6 月19 日，在杭州亞運(yùn)會(huì)龍舟賽事舉辦場(chǎng)館——溫州龍舟運(yùn)動(dòng)中心，一場(chǎng)全民龍舟競(jìng)演活動(dòng)，拉開(kāi)了浙江省溫州市迎接亞運(yùn)會(huì)的序幕。溫州是杭州亞運(yùn)會(huì)的分賽區(qū)，將承辦足球和龍舟比賽。為更好地保障與服務(wù)亞運(yùn)，溫州市自然資源和規(guī)劃局聚焦亞運(yùn)活動(dòng)，積極配合溫州體育中心、溫州奧體中心、溫州龍舟運(yùn)動(dòng)中心等亞運(yùn)重點(diǎn)設(shè)施建設(shè)，以新型基礎(chǔ)測(cè)繪的服務(wù)理念和實(shí)體化對(duì)象管理思路，掃描并采集室內(nèi)外部件級(jí)地理信息，融合城市級(jí)實(shí)景三維場(chǎng)景與地理實(shí)體，服務(wù)亞運(yùn)管理工作，為相關(guān)管理部門(mén)打造數(shù)字空間，擴(kuò)展數(shù)據(jù)形態(tài)，延展應(yīng)用場(chǎng)景，搭建即時(shí)感知、科學(xué)決策、高效運(yùn)行、智能管控等功能為一體的智慧場(chǎng)館提供全要素地理信息數(shù)據(jù)支撐。

這是新型基礎(chǔ)測(cè)繪與實(shí)景三維溫州建設(shè)的應(yīng)用場(chǎng)景之一。

實(shí)景三維中國(guó)是新型基礎(chǔ)測(cè)繪的標(biāo)志性產(chǎn)品和數(shù)字中國(guó)數(shù)據(jù)資源體系的重要內(nèi)容，作為真實(shí)、立體、時(shí)序化反映和表達(dá)生產(chǎn)生活生態(tài)空間的時(shí)空信息，通過(guò)“人機(jī)兼容、物聯(lián)感知、泛在服務(wù)”，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通，為數(shù)字中國(guó)提供統(tǒng)一的空間定位框架和數(shù)字化分析基礎(chǔ)。為落實(shí)國(guó)家測(cè)繪地理信息戰(zhàn)略部署、搶抓機(jī)遇開(kāi)創(chuàng)高質(zhì)量發(fā)展新局面，溫州市自然資源和規(guī)劃局積極探索新型基礎(chǔ)測(cè)繪與實(shí)景三維溫州項(xiàng)目建設(shè)，通過(guò)智能遙感設(shè)備、數(shù)字化等技術(shù)對(duì)國(guó)土空間開(kāi)展地理信息全要素采集，優(yōu)化整合多源數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維地理場(chǎng)景與地理實(shí)體數(shù)據(jù)，打造真實(shí)、立體、時(shí)序化的時(shí)空信息底座。

● 溫州奧體中心實(shí)景三維模型

“我們堅(jiān)持虛實(shí)融合、立體展現(xiàn)、聚焦用戶、突出重點(diǎn)、建用同步的立足點(diǎn)，打造能用、易用、好用、智用的溫州市時(shí)空信息底座，為數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、生態(tài)文明建設(shè)等提供重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素保障?！表?xiàng)目承擔(dān)單位溫州市勘察測(cè)繪研究院有限公司副院長(zhǎng)朱軼群說(shuō)。

場(chǎng)景建設(shè)，虛實(shí)相生

長(zhǎng)期以來(lái)，溫州市在測(cè)繪地理信息方面做了大量工作，積累了豐富的衛(wèi)星影像、航空影像、數(shù)字高程模型和數(shù)字線劃圖等測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)。然而，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分要素、分尺度、割裂式的表達(dá)方式，抽象化、綜合化、專(zhuān)業(yè)化的表現(xiàn)方法，使用門(mén)檻高，應(yīng)用難度大。同時(shí)，在數(shù)字化和智能化的背景下，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)人機(jī)交互、空間分析與決策支撐能力不足。

新型基礎(chǔ)測(cè)繪與實(shí)景三維溫州建設(shè)項(xiàng)目立足于用戶視角，建立直觀易懂的三維地理場(chǎng)景和對(duì)象化的三維地理實(shí)體，將測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)推向更便利、更深入、更泛在的應(yīng)用。

項(xiàng)目綜合多方面應(yīng)用需求，為實(shí)景三維溫州建立多模態(tài)表現(xiàn)形式。一方面，采用機(jī)載結(jié)合地面的多視角傾斜攝影、三維激光掃描、移動(dòng)測(cè)量等技術(shù)手段進(jìn)行全空間地理要素采集，借助大型集群計(jì)算、精細(xì)三維重建、數(shù)字孿生等技術(shù)，精細(xì)準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)城市建筑、交通要道、水利設(shè)施、城市部件等基礎(chǔ)設(shè)施，以適應(yīng)城市精細(xì)化、對(duì)象化、數(shù)字化管理需求。另一方面，采用高性能圖形引擎與測(cè)繪地理信息跨界融合，以渲染、仿真等藝術(shù)表現(xiàn)形式，生動(dòng)展現(xiàn)城市細(xì)節(jié)和特征，并以獨(dú)特的視角提供測(cè)繪地理信息場(chǎng)景服務(wù)，展示城市三維風(fēng)貌及其變換效果。采用虛實(shí)結(jié)合的形式，根據(jù)外部應(yīng)用需求展現(xiàn)特定的表現(xiàn)形態(tài)，為后續(xù)地理信息數(shù)據(jù)“一體多面”的應(yīng)用服務(wù)模式奠定場(chǎng)景基礎(chǔ)。

三維實(shí)體，多源協(xié)同

為更準(zhǔn)確表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的地物形態(tài)、對(duì)象特點(diǎn)、邏輯關(guān)系，打通現(xiàn)實(shí)空間與數(shù)字空間的連接通道，服務(wù)城市治理科學(xué)化、精細(xì)化、智能化要求，項(xiàng)目以多種測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)搭建圍繞三維地理實(shí)體的生產(chǎn)應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)，以“一庫(kù)多能、按需組裝、定制服務(wù)”為建設(shè)目標(biāo)，以三維地理實(shí)體對(duì)象為中心，依據(jù)多源地理場(chǎng)景數(shù)據(jù)制作地物對(duì)象的實(shí)體畫(huà)像。項(xiàng)目同步按需生成多種衍生地理信息產(chǎn)品，建立空間、非空間對(duì)象語(yǔ)義關(guān)聯(lián)，形成“一體多面”的三維地理實(shí)體與測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)應(yīng)用模式。

項(xiàng)目建立地理實(shí)體化信息云，基于信息云中基礎(chǔ)地理實(shí)體與業(yè)務(wù)事件之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式開(kāi)展地理實(shí)體數(shù)據(jù)的協(xié)同更新。聯(lián)動(dòng)地表變化監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)平臺(tái)，動(dòng)態(tài)判別地理場(chǎng)景數(shù)據(jù)變化情況，觸發(fā)場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)更新機(jī)制，提高地理信息數(shù)據(jù)變化驅(qū)動(dòng)的更新效率。建立維度切片，推動(dòng)地理信息數(shù)據(jù)的輕量級(jí)應(yīng)用。面向不同的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，提取數(shù)據(jù)建立應(yīng)用版本緩存，通過(guò)“按需組裝、靈活適配”滿足多應(yīng)用場(chǎng)景，助力企業(yè)及用戶降本增效。

● 人工建模三維場(chǎng)景

助力建設(shè)便捷智能的城市

實(shí)景三維溫州建設(shè)成果融合了多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)體化和時(shí)序化的管理，實(shí)現(xiàn)了地理實(shí)體從“生”到“滅”的全生命周期管理。相關(guān)成果為自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)、地表空間現(xiàn)狀分析、城市綜合治理、國(guó)土空間規(guī)劃、城市有機(jī)更新、鄉(xiāng)村振興等多個(gè)領(lǐng)域提供了有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，無(wú)論在輔助業(yè)務(wù)管理方面，還是可視化展示方面，都表現(xiàn)出了明顯效果，帶來(lái)了更多便捷。

作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和幕墻設(shè)計(jì)的控制性因素，建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載計(jì)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，是智能建造的重點(diǎn)方向。溫州市基于城市級(jí)實(shí)景三維場(chǎng)景和高精度數(shù)字表面模型（ DSM ），提供待建區(qū)域周邊地形地貌及建筑物的三維數(shù)字孿生場(chǎng)景，建立目標(biāo)地塊風(fēng)力風(fēng)荷載數(shù)字三維計(jì)算分析模型，利用遠(yuǎn)場(chǎng)地形地貌算法等方式進(jìn)行作業(yè)區(qū)內(nèi)的地形地貌類(lèi)別判定，重塑數(shù)字孿生場(chǎng)景下的建筑與抗風(fēng)性能設(shè)計(jì)優(yōu)化。

地下管線是保證城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)施，是城市的“生命通道”和“跳動(dòng)的脈搏”。隨著城市化進(jìn)程的不斷加劇，溫州市地下管線數(shù)量日益增多，情況日趨復(fù)雜，原有地下管線數(shù)據(jù)組織方式和管線業(yè)務(wù)單獨(dú)管理模式已無(wú)法滿足實(shí)際需求。為此，項(xiàng)目嘗試通過(guò)三維地理場(chǎng)景和三維地理實(shí)體等地理信息數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)地上地下基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)地上、地表和地下全空間一體化管控。

接下來(lái)，溫州市將進(jìn)一步完善以三維實(shí)景為底、三維實(shí)體為心的數(shù)據(jù)組織模式，通過(guò)優(yōu)化三維地理實(shí)體數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，努力實(shí)現(xiàn)三維地理實(shí)體數(shù)據(jù)云平臺(tái)的個(gè)性化提取與多場(chǎng)景應(yīng)用的自動(dòng)化生成等目標(biāo)。與此同時(shí)，將三維地理實(shí)體作為AI 認(rèn)知對(duì)象，用于各類(lèi)智能化分析，在基于實(shí)景三維場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)信息結(jié)構(gòu)和智能化分析算法的支持下，自然資源管理、應(yīng)急管理等可以更加高效地進(jìn)行。

隨著新型基礎(chǔ)測(cè)繪建設(shè)的不斷推進(jìn)，一個(gè)基于數(shù)字時(shí)空信息底座、更為便捷智能的溫州將展現(xiàn)在公眾眼前。