核心提示
國產(chǎn)游戲《黑神話：悟空》引爆了全球游戲市場，也引爆了對實(shí)景三維技術(shù)的關(guān)注。
游戲中，重慶大足石刻、山西晉城玉皇廟、天津薊縣獨(dú)樂寺……一個個名勝古跡被實(shí)景三維技術(shù)“搬”進(jìn)了數(shù)字世界，大到地理地貌、建筑外觀結(jié)構(gòu)，小到紋理裝飾，都能與現(xiàn)實(shí)世界媲美，讓玩家盡享視覺盛宴。
其實(shí)，這樣逼真的實(shí)景三維圖景，已走進(jìn)福建居民的日常生活。
打開元宇宙鼓浪嶼，鼓浪嶼世界文化遺產(chǎn)核心要素之一、地標(biāo)性建筑八卦樓的部件級實(shí)景三維，建筑外觀、結(jié)構(gòu)、材料，到門、窗、柱、頂、線腳，都被真實(shí)還原，讓人通過屏幕“身臨其境”；在水系密布的福州城區(qū)，107條內(nèi)河的地形級實(shí)景三維、30余座排澇閘站的部件級實(shí)景三維建模，構(gòu)建出水系治理數(shù)字孿生數(shù)字場景，實(shí)現(xiàn)“多水合一，廠網(wǎng)河一體化”管理；在廈門集裝箱碼頭，基于廈門實(shí)景三維建設(shè)的集裝箱碼頭數(shù)字孿生平臺，讓碼頭作業(yè)實(shí)現(xiàn)透明可視、智能推演……
從娛樂到文旅，從國土空間管控到社會“智”理，從行業(yè)運(yùn)用到生活服務(wù)，飛速發(fā)展的實(shí)景三維技術(shù)，正以更豐富的數(shù)據(jù)內(nèi)容、更精細(xì)的表達(dá)尺度、更實(shí)時(shí)的更新速度和更便捷的應(yīng)用服務(wù)，悄然改變著我們的生活。
去年起，“實(shí)景三維福建”建設(shè)工作全面開啟，根據(jù)《實(shí)景三維福建建設(shè)實(shí)施方案(2023—2025年)》，至2025年，初步實(shí)現(xiàn)地級以上城市數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)互通能力，為數(shù)字福建、數(shù)字政府和數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供三維空間定位框架和分析基礎(chǔ)。
一年多來，我省“邊建邊用”，實(shí)景三維標(biāo)準(zhǔn)體系逐步構(gòu)建、數(shù)據(jù)資源日益豐富、應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展，已初步建成實(shí)景三維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在規(guī)劃建設(shè)審批、自然災(zāi)害管理、水系治理、資源監(jiān)測、古厝保護(hù)……多個行業(yè)領(lǐng)域探索應(yīng)用。實(shí)景三維，正為數(shù)字世界的美麗福建夯基壘臺。
夯實(shí)底座
用數(shù)字“復(fù)刻”國土空間
何為實(shí)景三維？
“它是對一定范圍內(nèi)人類生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間進(jìn)行真實(shí)、立體、時(shí)序化反映和表達(dá)的數(shù)字空間�！笔∽匀毁Y源廳國土測繪處負(fù)責(zé)人介紹說，簡而言之，就是通過三維模型的方式，對真實(shí)世界在電腦上進(jìn)行數(shù)字化展現(xiàn)。
為什么要構(gòu)建三維、真實(shí)的數(shù)字世界？不僅僅是高仿真、可視化的“酷炫”效果，它更是數(shù)字孿生時(shí)代的必然要求。
隨著社會發(fā)展，城市從原來以低矮平房為主，發(fā)展為現(xiàn)在的高密度城市，在縱向立體空間上不斷“生長”，并向地下空間不斷延伸。這就導(dǎo)致我國原本以平面二維數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的空間信息數(shù)據(jù)體系，已無法滿足現(xiàn)代城市管理的需求。
“現(xiàn)代城市管理需要三維的城市空間信息，從側(cè)重陸地表層的描述，轉(zhuǎn)向‘地上下、室內(nèi)外、水上下’全空間的一體化描述；需要按照高度，將空間分解成各個樓層、地上地下空間等多種實(shí)體和單元，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理�！睆B門市自然資源和規(guī)劃局科技測繪與信息化處處長郭榮芳告訴記者，技術(shù)的關(guān)鍵，一是立體——在空間信息數(shù)據(jù)中，對現(xiàn)實(shí)世界的表達(dá)從平面變?yōu)榱Ⅲw；二是真實(shí)——對現(xiàn)實(shí)世界的描述從抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為真實(shí)畫面。
“有了這些基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)就能識別出哪些數(shù)據(jù)是平面，哪些是建筑、山巒、地下空間，從‘機(jī)器難懂’轉(zhuǎn)變?yōu)椤畽C(jī)器易懂’，從‘人理解’到‘人機(jī)兼容理解’�！彼f，讓計(jì)算機(jī)在“讀懂”數(shù)據(jù)后，自動計(jì)算、生成各類數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
同時(shí)，隨著技術(shù)發(fā)展，社會進(jìn)入“萬物互聯(lián)”時(shí)代，我國城市治理也邁入了智能社會治理階段，需要以“數(shù)字孿生城市”為底座，構(gòu)建社會有機(jī)體。實(shí)景三維，正是數(shù)字孿生城市的基礎(chǔ)。
“與傳統(tǒng)三維模型不同，實(shí)景三維承載著二維、三維、空間與非空間的屬性信息�！笔∽匀毁Y源廳國土測繪處負(fù)責(zé)人說，不僅為數(shù)字孿生城市構(gòu)筑出數(shù)字底座，更為新基建提供完整、高精準(zhǔn)的時(shí)空數(shù)據(jù)，讓數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)互通，助推數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
2023年，根據(jù)國家部署，“實(shí)景三維福建”建設(shè)工作全面開啟，為數(shù)字福建打造統(tǒng)一時(shí)空基底，賦能經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。
按照精細(xì)程度，實(shí)景三維劃分為地形級、城市級和部件級這三種類型。
地形級實(shí)景三維，重點(diǎn)對生態(tài)空間實(shí)現(xiàn)數(shù)字映射，主要包括地形地貌、大型山脈、主要水系、交通等，服務(wù)于宏觀規(guī)劃和生態(tài)修復(fù)等應(yīng)用場景；城市級實(shí)景三維，重點(diǎn)對生產(chǎn)和生活空間實(shí)現(xiàn)數(shù)字映射，主要用于支撐智慧城市精細(xì)化管理等；部件級實(shí)景三維聚焦微觀層面，可以為建筑、文物等留下精細(xì)的“3D檔案”。
據(jù)了解，我省的實(shí)景三維數(shù)據(jù)資源正加快生成。至目前，在省級層面已經(jīng)生產(chǎn)3.7萬平方千米地形級的基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)于0.5米分辨率數(shù)字正射影像全省年度覆蓋，完成了8.6萬平方千米的優(yōu)于2米數(shù)字高程模型和數(shù)字地表模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)�，F(xiàn)今，我省正在利用海上作業(yè)窗口期，對7700平方千米的近岸海域10米淺水以下地形數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
此外，在城市級數(shù)據(jù)建設(shè)方面，全省已獲取約1500平方千米優(yōu)于0.05米分辨率的傾斜攝影影像，生產(chǎn)了300平方千米的城市級基礎(chǔ)地理實(shí)體、100平方千米的LOD1.3級(細(xì)節(jié)層次為1.3級的3D模型)城市三維模型數(shù)據(jù)；各地也結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H，構(gòu)建更加精細(xì)的城市三維模型、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖等。
“預(yù)計(jì)今年內(nèi)，基本完成全省九市一區(qū)LOD1.3級城市三維模型數(shù)據(jù)的采集工作�！笔∽匀毁Y源廳國土測繪處負(fù)責(zé)人說，全省力爭2025年底全部完成數(shù)據(jù)生產(chǎn)。
一個更直觀、更精細(xì)的福建數(shù)字空間基座，正逐步成型。
打開應(yīng)用
初涉全新“考場”
如果說技術(shù)是從數(shù)據(jù)到應(yīng)用的“橋梁”，應(yīng)用則是實(shí)景三維建設(shè)的最終“考場”。 8月29日，自然資源部、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合發(fā)布了實(shí)景三維數(shù)據(jù)賦能高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新應(yīng)用典型案例(以下簡稱“典型案例”)，我省有兩個案例入選。
實(shí)景三維作為新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品，城市規(guī)劃、自然資源管理等與測繪技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用，是最直接的受益者。
近日，記者來到福州新區(qū)政務(wù)服務(wù)中心，打開福州新區(qū)智慧城市管理平臺(新區(qū)智腦1.0)，這是此次入選典型案例的《實(shí)景三維賦能數(shù)“治”福州》的組成部分之一。
在實(shí)景三維地圖中，項(xiàng)目技術(shù)人員輕點(diǎn)鼠標(biāo)，帶著記者線上“游覽”，對86平方公里的福州新區(qū)核心區(qū)域進(jìn)行一次“Citywalk”。
從空中俯瞰這片依海而興的區(qū)域，真實(shí)還原的海岸、沙灘、農(nóng)田、橋梁、樓棟、道路、公園、廠房等盡在眼前。車水馬龍的街道，一處街角小店招牌，一座彩色雕塑，甚至街上熙來攘往的人群，都得到精準(zhǔn)描繪。
刻畫城市細(xì)節(jié)，正是實(shí)景三維建設(shè)的特點(diǎn)之一。當(dāng)普通地圖還是以“比例尺”來描述基礎(chǔ)地理信息的精度，而實(shí)景三維中，則用“分辨率”來表達(dá)。拖動鼠標(biāo)，城市街道的各個角度便一覽無余，不僅外觀，每個物體、樓層的位置、高度、面積也與現(xiàn)實(shí)一致，可以在電腦上精確測量得出。
不僅是地表，在系統(tǒng)中，地下管廊管網(wǎng)、市政設(shè)施、地下空間等部件級實(shí)景三維建設(shè)，讓地下世界也一目了然，為城市打開立體發(fā)展空間。
平臺下設(shè)有“城市設(shè)計(jì)要素管控系統(tǒng)”，實(shí)景三維的作用格外凸顯。
基于實(shí)景三維數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，城市規(guī)劃也得以“三維化”，在重大標(biāo)志性建筑項(xiàng)目選址和審查中，可以更科學(xué)地對城市建筑風(fēng)貌精準(zhǔn)把控、精細(xì)化管理。
“以往，建筑設(shè)計(jì)方案只能在二維地圖上進(jìn)行審查。但新建筑與周邊建筑是否協(xié)調(diào)？會不會影響旁邊的日照？與城市整體風(fēng)貌是否和諧？會不會影響城市的天際線？交通動線是否合適？諸如此類，在二維地圖上都難以直觀了解。”項(xiàng)目技術(shù)人員介紹說，現(xiàn)在把新建筑設(shè)計(jì)方案三維化后，直接置入到城市實(shí)景三維中，一切都一目了然。
“系統(tǒng)可以支撐至少三套方案比選，把新建筑的設(shè)計(jì)方案與周邊建筑風(fēng)格、立面色彩等進(jìn)行對比，可以把控城市整體景觀風(fēng)貌，進(jìn)行城市天際線、日照條件、視線廊道、相鄰關(guān)系等各類專業(yè)分析。”他說，審查建筑與市政道路接口的合理性，甚至根據(jù)項(xiàng)目周邊情況定制視頻導(dǎo)覽，模擬車行和人行視角感受項(xiàng)目建成后的情況，讓方案選擇更科學(xué)。
用時(shí)空信息說話，在建筑三維空間研判，憑科學(xué)事實(shí)決策。去年底，福清市依托實(shí)景三維，建設(shè)上線“二三維一體化平臺”，促進(jìn)審批業(yè)務(wù)由二維平面化轉(zhuǎn)向三維可視化，支撐工程建設(shè)項(xiàng)目策劃協(xié)同、立項(xiàng)用地規(guī)劃審查、規(guī)劃設(shè)計(jì)、模型報(bào)建審查、施工圖模型審查、竣工驗(yàn)收模型備案等應(yīng)用，精簡審批程序、減少審批時(shí)間。截至今年9月29日，已有224個項(xiàng)目開展工規(guī)三維報(bào)建，每個項(xiàng)目從報(bào)建到項(xiàng)目簽章再到發(fā)放證照，流轉(zhuǎn)時(shí)間平均縮短了30%，以高水平規(guī)劃引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展。
在龍巖，實(shí)景三維在提升礦山治理水平上大顯身手。
基于傾斜三維、激光點(diǎn)云技術(shù)，龍巖構(gòu)建了礦山巷道內(nèi)外的三維模型，多角度展現(xiàn)礦山開發(fā)利用基本情況�！拔覀冞�高效整合全市礦山管理工作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以礦山監(jiān)管、地災(zāi)監(jiān)測、生態(tài)修復(fù)三位信息一體化方式推進(jìn)數(shù)字孿生礦山建設(shè)，助力礦產(chǎn)資源高質(zhì)量發(fā)展�！饼垘r市自然資源局測繪與地理信息科科長顏燕燕介紹說。
拓展邊界
賦能千行百業(yè)
應(yīng)用的邊界還在不斷拓展。
廈門電力大數(shù)據(jù)智慧調(diào)度指揮平臺，是又一入選典型案例的應(yīng)用。
打開平臺，基于實(shí)景三維底座與“雪亮工程”的視頻空間定位等技術(shù)融合，借助精準(zhǔn)的圖像識別算法，實(shí)現(xiàn)了分鐘級的視頻自動獲取、分析現(xiàn)場圖像，能夠有效識別特種車輛停留、煙氣明火、設(shè)施撞擊等隱患，及時(shí)推送告警信息。
“實(shí)景三維數(shù)據(jù)整合地下電力三維管線，還能快速查詢電力設(shè)施資源、精確定位及狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測，尋找地下電纜何處發(fā)生故障不再盲目。”廈門市規(guī)劃數(shù)字技術(shù)研究中心林同舟工程師介紹說，此外，結(jié)合人口大數(shù)據(jù)和歷史指標(biāo)，通過人工智能算法構(gòu)建出“臺區(qū)負(fù)荷監(jiān)測預(yù)警模型”，可以對廈門全市的用電負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，助力電力行業(yè)迎峰度夏、風(fēng)險(xiǎn)排查，顯著提升了電力供應(yīng)的安全性、可靠性和智能化水平。
平臺自啟用以來，成功監(jiān)測并預(yù)防了13起施工違規(guī)和6次大型機(jī)械作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)避免了電力事故。在“杜蘇芮”臺風(fēng)期間，通過視頻監(jiān)控，平臺及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理了樹木倒伏等自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，確保了電力設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
在廈門港海天碼頭，以實(shí)景三維部件級模型為基礎(chǔ)、運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)的“廈門集裝箱碼頭元宇宙數(shù)智管理平臺”中，碼頭的集裝箱、船舶、設(shè)備、車輛、人員、堆場、設(shè)施、道路、管網(wǎng)……一一精細(xì)映射，在此基礎(chǔ)上，探索更真實(shí)、更豐富的數(shù)字孿生服務(wù)。
“不僅實(shí)時(shí)展現(xiàn)碼頭作業(yè)場景，還能通過可視化分析展示作業(yè)熱點(diǎn)區(qū)域，同時(shí)可以歷史回溯、未來推演。”廈門市規(guī)劃數(shù)字技術(shù)研究中心陳鷺輝工程師介紹說，大量數(shù)據(jù)支撐港區(qū)的全方位數(shù)字化改造，為港口優(yōu)化作業(yè)調(diào)度、提升設(shè)備管理、加強(qiáng)安全監(jiān)控、輔助資源配置。平臺上線后，能實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭無人駕駛導(dǎo)航、港區(qū)智能安防、大數(shù)據(jù)分析決策等，以及數(shù)據(jù)匯聚分析、高仿真可視化交互等。
在福州新區(qū)智慧城市管理平臺中，市政道路、建設(shè)工地、河湖海等視頻攝像頭的信息，正在實(shí)景三維中實(shí)時(shí)顯示。
數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間實(shí)時(shí)互聯(lián)互通之下，建設(shè)工程全過程監(jiān)管系統(tǒng)、市政橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)、市政園林環(huán)衛(wèi)綜合管理系統(tǒng)、渣土資源綜合管理系統(tǒng)、美麗海灣系統(tǒng)……都在逐步建設(shè)完善，進(jìn)入試用階段。
“在實(shí)景三維數(shù)字底座上，可以實(shí)時(shí)掌握城市運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)在線治理，它正在成為精細(xì)化管理的利器，為重構(gòu)城市治理體系賦能�！表�(xiàng)目技術(shù)人員說。
據(jù)了解，在整個福州市，依托“福州市時(shí)空信息公共服務(wù)平臺”，實(shí)景三維等測繪地理信息數(shù)據(jù)已在城市規(guī)劃建設(shè)管理、水系治理、古厝保護(hù)、警務(wù)、農(nóng)林、綜治、應(yīng)急、資源監(jiān)管等60多個行業(yè)或領(lǐng)域開展應(yīng)用。
2023年，福州旅游總收入增長65%，數(shù)字文旅的助力不容忽視。其中，以部件級實(shí)景三維建模為基礎(chǔ)的元宇宙旅游場景，成為文旅的新元素。
在蓋山鎮(zhèn)陽岐村的嚴(yán)復(fù)故居前，打開“福元宇宙研學(xué)”APP，就能與嚴(yán)復(fù)跨時(shí)空“對話”。基于傾斜攝影、激光掃描、AI等技術(shù)，嚴(yán)復(fù)故里完成了1萬平方米部件級實(shí)景三維建模，讓用戶現(xiàn)場感受虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合、歷史與現(xiàn)代交融的“詩和遠(yuǎn)方”。
“在我們生活的空間里，社會經(jīng)濟(jì)、生活學(xué)習(xí)、休閑娛樂……所有與現(xiàn)實(shí)地理空間相關(guān)的問題，都有可能在實(shí)景三維的數(shù)字空間去推演、簡化。”省自然資源廳國土測繪處負(fù)責(zé)人說，“隨著實(shí)景三維福建不斷完善，實(shí)景三維技術(shù)與更多技術(shù)深度融合，會啟發(fā)我們不斷釋放想象力，為更多行業(yè)提供全新視角和解決方案�！�(記者 張穎 陳旻)