实景三维在数字城市建设中的应用

【摘要】为顺应数字化城市建设的发展方向，跟上快速发展的脚步，实景三维技术不仅解决二维平面静态和抽象的弊端，还成为数字化城市建设的重要助力。本文将以实景三维技术为立足点，探索实景三维技术在数字城市建設中的重要作用，以期为相关工程或人员提供参考与借鉴。

【关键词】实景三维技术;数字城市;应用

1引言

在当前的社会背景下，数字城市建设的优势已经全部凸显，实景三维技术相比较于传统二维数据，可以更快速的、更完整地了解整个实体城市的状况，这就使得实景三维技术在城市建设中可以一展拳脚，在数字城市建设中发挥重要作用。实景三维技术通过计算机技术、多媒体技术等多种技术混合作用，在虚拟网络中创造虚拟化城市，按照相同的比例尺寸在网络中进行复原城市，这样可以更利于为市民服务，比如市政在线办理、不动产管理和电子银行快捷转账等，也促进了更多的产业发展。

2数字城市的概念与实景三维技术的内涵

数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、信息测绘技术、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。从而使得我们可以便捷、迅速、高效的了解城市现状。

实景三维技术可以看成是一种数据库系统，也可以看成是一种多组合形式的工具，其通过测量采集现场的条件数据，将所获得数据转换为网络空间数据，这就是说实景三维技术是一种测量工具。与此同时它还可以将所获得网络空间数据进行整理汇总并储存，通过整理分类使数据搜索更加简单便捷，并一定程度上提供帮助方法，从而解决问题。

3实景三维的组成及数字城市的内容

三维技术是普遍意义上的X、Y、Z三维坐标系，区别于以往的二维坐标系X、Y，三维技术可以在空间意义上对物体进行表述。进行数据信息采集，数据信息结构化，数据信息检验，布尔操作、数据信息分析、数据系统管理等功能是实景三维技术的主要功能特点，这些三维信息的应用，都为数字城市建设提供了强大技术保障，提供了准确的数据支持。

数字城市的建设，对城市的可持续发展与社会的繁荣稳定起着巨大的推动作用，主要建设内容包括城市设施数字化、城市网络、公共服务平台建设三部分。

3.1城市设施数字化

在统一标准和规范的基础上，实现设施数字化，包括：城市基础设施——建筑设施、管道设施、环境设施;交通设施——地面交通、地下交通、空中交通;金融——银行、保险、交易所;文化、教育、卫生——教育、科研、医疗保健、博物馆、科技馆、运动场、体育馆、名胜古迹;安全——消防、公安、环保;政府管理——各级政府、海关、税务、户籍管理、房地产;城市规划与管理——背景资料（地质、地貌、气象、水文、自然灾害等）、城市监测、城市规划。

3.2城市网络

三网互联：电话网、有线电视网和互联网，三网互联;通过网络连接分布式数据库和信息系统，建立互操作平台;建立数据仓库与交换中心、数据处理平台、多种数据的融合与立体表达，虚拟技术的数据共享平台。

3.3公共服务平台建设

基于三维模拟地图、矢量电子地图数据和影像数据，实现三种类型地图数据的联动切换和有机结合，并整合城市各类兴趣点的地名地址信息，通过互联网和移动互联网，普通市民足不出户就能获得各种生活服务。包括位置搜索、公交查询、餐饮、娱乐、旅游、酒店预订等，为市民带来更丰富的地理信息服务体验。

4实景三维技术与数字城市建设

从高楼大厦到交通路线，通过倾斜摄影技术将整个城市都装进了三维实景系统里，构成了城市的数字孪生体，实现了真实世界与虚拟现实的交融和互动，通过电脑可以随时调看每一个元素的位置、坐标、建筑，还可以在三维实景画面中直接进行测绘。同时嵌入交通应用、反恐应用、治安应用、城管应用、政务应用、消防应用等部件，构建了监控、预警、诊断、分析为一体的智慧城市管控窗口，为城市管理决策层提供决策支撑，辅助管理层线上指挥。

案例分析：

1.三维不动产

三维技术在三维不动产中的应用。三维技术可以有效解决传统登记系统中一栋建筑只能登记一条权属信息的问题。使用分层入户技术可以避免在同一栋建筑中记录多个权属信息时出现的数据混乱和拓扑关系混乱的问题。在分层分户技术中，通过匹配对分层分户进行分割，然后将信息记录在相应的三维模型中，可以保证较高的准确性，完全可以满足不动产登记的需求。不动产统一登记信息平台采用三维技术后，可以保证空间定位的真实性，且空间定位的准确性高。此外，通过匹配的分级分户技术，可以大幅度提高工作效率进而提高各级相关数据信息准确率，对不动产统一登记工作有着积极的意义。三维不动产可视化管理技术将倾斜摄影技术与应用相结合，能够在大场景中反映土地与房屋的固定关系，快速消除目前困扰不动产统一登记领域的“找房难，找地慢”的痛点;有效克服“外业实地调查、权籍调查等业务费时费力、落宗难、即时业务处理滞后”等问题。同时，它可以更加直观、立体地反映物体信息，并对物体信息进行处理。三维技术的应用可以使不动产登记更加准确，效果更佳，大幅提高工作效率。

2.柳州矿山

随着我国经济社会的高速发展，对各种资源的需求量逐步增大，矿产品产量逐年增加，导致储量变化增大，这就要求自然资源管理部门能够及时掌握各种矿产资源的储量变化情况，以便及时调整政策，加强宏观调控。应用实景三维技术后，管理者足不出户即可清晰而直观的掌握露天矿山现场的整体情况，科学而客观的对露天矿山进行监测。实景三维技术建设项目的实施，不仅可以整合和挖掘各种信息资源，建成“信息内容全面、更新维护及时、共享交换便捷”的实景三维地理信息矿山云平台，还能够为矿山管理决策等部门提供科学、准确、及时的地理空间信息服务。同时，基于实景三维技术，可扩展建立其他的应用系统，促进矿山生产开采科学化，管理智能化，提高管理和决策水平。实景三维技术的完善，支持多尺度、多类型和多时相的矿山综合信息在上面集成共享，各类应用系统利用其中的资源为政府及管理决策者提供服务。重点功能包含一下几项：

（1）支持矿山属性查询、查询结果导出;

（2）支持矿山报表录入、报表导出;

（3）支持矿山储量输入、储量自动监测;

（4）支持矿山储量监测报告生成、储量监测报告导出。

5实景三维技术应用问题及方法借鉴

不可否认的是，现阶段三维空间数据的生产效率非常低，精度也很差，有的甚至要算两遍。作为技术开发者不能依靠大量的人力和资金的投入，靠拼分辨率、堆服务器数量的笨办法来解决问题，要关注大数据、云计算、云存储、物联网等新技术。同时，业界也迫切需要从源代码开始的纯国产化软件来提高GPU利用率。現在部分地区存在“为了实体而实体，为了三维而三维”的现象。这样的单纯以‘完成实景三维建设’为目的的形式太过粗浅，更重要的是在充分调研各方需求的基础上进行顶层设计，进行稳步推进。”

现阶段多个城市正在适用实景三维技术于城市建设中，可以进行借鉴。2018年以来，桂林市自然资源局逐步推进“实景三维桂林”建设，完成1套标准（实景三维标准规范）、3大数据底图（全市域卫星遥感底图、全市域地形三维底图、重点区域高精度实景三维底图）、1个平台（国土空间基础信息平台）建设，形成独具特色的“空间基础信息底座”体系。目前，桂林统筹了全市范围内1：10000、1：50000地形三维数据，汇聚了全市优于1米分辨率的卫星遥感影像数据，达到一年一更新。“实景三维桂林”本着“边建边用”原则，积极推动成果应用，已为国土空间规划、自然资源调查监测、综合执法、不动产登记、城市建设管理、旅游等工作提供实景三维技术和数据支撑。随着桂林建设世界级旅游城市的深入推进，应用成效将逐步显现。

6未来期望

实景三维技术有三实特性。首先是实时，实时镜像确保了实景三维的实时性;第二是实体化，可以确保机器可读;第三是真实，精准影射，确保物理世界在数字世界中的真实展现。模型是形，地理实体是本底，实体编码是纽带，经济社会属性和运行数据是魂，数字底座是建设目标。实景三维是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间，是现实世界的数字化映象。当实景三维这样的地理空间底座与各行各业应用混合在一起时，我们才能够足不出户探索这个地球，才能催生更大的经济体。

7结束语

在城镇化、信息化发展趋势下，数字城市作为城市将来信息化发展走向。三维城市模型依托三维数字技术，在城市建设与发展上注入了数字化思维与设计理念，让城市的未来发展规划与管理更加快捷、方便。尤其是当今科学技术高速发展，有助于三维技术的可持续发展，其影响力也将越来越明显，其未来发展较为乐观。

参考文献：

[1]杨程.实景三维技术在数字城市建设的应用[J].智能建筑与智慧城市，2018，1.

[2]侯跃强.基础测绘在数字城市建设中的应用[J].科技风，2018，18.

[3]张国峰.测绘技术在数字城市中的应用分析[J].西部资源，2018，04.

[4]花斌，王俊刚.倾斜航空摄影技术发展及其在数字城市建设中的应用[J].珠江水运，2018，08.

作者简介：廖祥（1992-），男，汉族，广西全州人，本科，助理工程师，主要从事地理信息方面的工作。