实景三维在自然资源管理中的应用

摘要：实景三维技术是在现代信息技术和资源管理需求不断提升的形势下衍生的一种新型三维建模技术，支持各个视角的切换，可以更加细致地了解地物分布状况和地势地貌信息等，这为自然资源管理工作创造了良好的条件。在分析实景三维技术的特点和关键应用模式后，针对其在自然资源管理中的具体应用展开研究，以期有效挖掘实景三维的自然资源管理价值，使其在该领域中得到更为广泛的应用。

关键词：实景三维自然资源管理国土空间数据建设

中图分类号：P27

ApplicationofRealistic3DinNaturalResourceManagement

YAOShuang

PingxiangCityLandandSpaceSurveyandPlanningInstitute，Pingxiang，JiangxiProvince，337000China

Abstract：Realistic3Dtechnologyisanewtypeof3Dmodelingtechnologyderivedfromtheincreasingdemandformoderninformationtechnologyandresourcemanagement.Itsupportstheswitchingofvariousperspectivesandcanprovideamoredetailedunderstandingofthedistributionoflandfeaturesandgeomorphicinformation，creatingfavorableconditionsfornatural ;resourcemanagementwork.Afteranalyzingthecharacteristicsandkeyapplicationmodesofrealistic3Dtechnology，researchisconductedonitsspecificapplicationinnaturalresourcemanagement，inordertoeffectivelyexplorethevalueofrealistic3Dinnaturalresourcemanagementandmakeitmorewidelyusedinthisfield.

KeyWords：Realistic3D;Naturalresourcemanagement;Nationallandspace;Dataconstruction

自然资源的类型复杂，且分布较为分散，致使在实际管理时的资源调查难度较大，二维数据仅能确定基本的位置信息，无法反馈更多自然资源信息，因此已经不再适用。而实景三维可以最大程度上地还原真实的实景事物，且能够利用三维建模的方式对地物信息进行无死角还原，帮助相关自然资源管理者掌握更加全面的自然资源信息，这可全面提升自然资源管理成效，因此，对实景三维技术的应用展开研究具有重要意义。

1实景三维技术的特点

实景三维技术是基于三维模拟技术对地上构筑物进行模拟的技术过程，主要涉及对车辆、土地、道路和人物等大量实景元素的模拟，且能够利用相关软件将模拟后的信息与数据直观地展现出来。因其支持将各种实景元素还原至计算机空间内，且能实现对各类模拟元素的有效检测，明确相关元素的变化规律，这为实际管理工作带来了较大的便利。现阶段，在自然资源管理和土地空间管理等领域表现出了良好的应用成果[1]。结合早期的应用状况来看，可将其技术特点总结如下。

1.1较强的交互性

通常情况下在建模之后便需利用相关技术进行三维场景交换，在场景交换的情况下，相关管理人员可以基于管理需求从多个角度随意浏览场景信息，实现了与数据信息的有效交互。

1.2场景信息的真实性

采用实景三维技术建设的模型具备高度还原性，在建模期间便会关注对建模场景的真实还原，并且着重做好细节处理，使其与真实场景无限接近。因此，在实景三维模型中往往能够较为准确地反馈出土地资源的实际利用状况，基于实景三维技术获取的模型信息可以为自然资源管理工作提供十分可靠的参考。

1.3支持重复利用

实景三维技术支持对绝大部分场景的建模操作，且建设好的模型可以随意搭配和重复使用，这便为后期管理提供了一定的便利。

2实景三维在自然资源管理中的关键应用模式

2.1DOM+DSM模式的应用

现阶段，利用多源数据建设三维模型已经成为现代三维重建的关键研究方向，这主要是由于大量的研究和实践显示，不同数据源形式下的建模质量和效果各不相同，如果采取单一的数据源建设三维模型，很可能影响模型质量与三维建模的精度。因此，现行的大部分资源管理工作中，均会采取多种数据源融合的方式来建设三维模型，以取得更加精准的数据信息，为自然资源管理创造良好的条件。在航测技术以及遥感技术应用深度不断加大的形势下，数字正射影像（DigitalOrthophotoMap，DOM）以及数字表面模型（DigitalSurfaceModel，DSM）等技术的应用也取得了较大的进展。其中的DOM能够提供大量建筑、桥梁、道路和植被等的影像信息，而DSM则可在各类影像信息叠加的基础上形成数字表面模型，可以说二者的融合能够表达出更加精准的三维模型效果。在进行自然资源调查中，是借助航测技术获取区域范围内大量的高分辨率正射影像，并采取激光雷达手段获取部分高程信息作为信息补充，此举能够更好地还原实景，形成准确的实景三维模型[2]。

DSM与数字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）相比的应用优势表现为，其不仅可以展示地面高程信息，还支持对地面构筑物、如建筑、桥梁和树木等的高程展示，相对来说信息内容更加丰富和全面，能够更好地还原实景信息。在一些对地物高度精度要求较高的应用领域中，DSM技术能够发挥更加突出的应用优势。DSM技术应用中，需要借助三维激光扫描技术来获取关键的地物信息，实际应用中可快速准确地获取目标物体的坐标值以及反射率等，可为DSM模型的构建提供可的参考。DOM+DSM模式下建设的实景三维模型精度更高，能够为自然资源管理工作创造十分便捷的管理条件。

2.2倾斜摄影模式的应用

倾斜摄影技术是在航空摄影技术和近景测量技术的基础上发展起来的，支持高空测量的测绘遥感技术，其不仅改变了测绘工作的形式，还打破了只能从垂直角度获取正射影像的局限性，可通过在无人机上架设五镜头摄影机的方式同时获取垂直、前视、后视、左视和右视五个角度的影像信息，垂直影像可直接被制作成DRG和DEM等，而其他四个视角的拍摄角度在15°～45°之间，可以被作为三维模型建设时的补充信息，用于表现地物不同角度的纹理信息。利用高效的三维建模技术准确建立实景三维场景，不仅能够表现不同地物的空间位置关系，还能显示很多地物细节，这可为自然资源管理工作提供可靠的参考，使资源配置和管理更加贴近实际[3]。倾斜摄影技术在自然资源管理中的应用优势表现如下。

2.2.1获取影像的分辨率偏高

在无人机或者低空飞行器上架设的倾斜摄影平台具备较好的影像获取效果，能够获取厘米级分辨率的影像信息。

2.2.2丰富的纹理信息

通过多个角度获取影像信息能够更加准确地描述地物侧面的纹理信息，使地物建模效果更加真实，打造还原度较高的实景三维场景。

2.2.3三维模型建设速度快

在垂直影像和倾斜影像的联合空三加密过程中无需人工介入，便可自动化地完成纹理映射，并建设成三维模型。

2.2.4三维空间场景的还原度较高

通过建设三维场景不仅能够实现对地物地理位置和相关坐标信息的准确表达，还能精细化地刻画地物的纹理特征和细节特征，尤其是对地貌地形特征的表现较为直观。

3自然资源管理中实景三维技术的具体应用

实景三维技术由在线系统和支撑环境两个部分组成，在实际应用中根据表现内容和精度的不同，可被分为地形级、城市级和部件级，其中的地形级指的是，能够反映地形地貌和地面纹理特征的三维模型，通常被应用于自然资源格局管理中；城市级则是指能够反映城市的真实情况，且可被用于进行自然资源精细化表达的三维模型；部件级重点体现各类实体要素在空间内的地理位置、几何形体以及空间属性等，应用范围相对较广。

3.1自然资源调查监测环节的应用

从我国目前的自然资源管理现状来看，存在自然资源数据单一呈现的问题，即各类资源数据较为分散，土地、草原、矿产、湿地等资源数据表现出单维度静态管理的特征，通常由各个部门分别获取资源数据，部门管理职责相对独立，未能进行数据整合，出现各类资源因素空间位置关系不明，资源属性状态不明等问题。而实景三维技术的应用，可以通过对地物元素、地表信息等的全面获取建设实景三维模型，不仅能够详尽地表达各类资源元素的空间关系与属性，还可对资源发展动态进行监测。这里以森林资源的管理为例，基于实景三维技术能够对地表覆盖物和地质、地形特点等进行真实还原，帮助管理人员全面了解森林结构和林分特征等，使其能够在明确资源量指标的基础上，制订科学可行的资源管理计划[4-5]。

对于自然资源调查数据的整合与集成能够形成动态更新的三维资源立体时空数据库，依据该数据库可对自然资源基础信息的变化进行及时了解与同步，为资源调查和监测奠定良好的基础。通过多维度分析和三维建模处理可以追溯各类资源发展和发育的演替过程，并基于已有信息判断资源的未来发展规律，为自然资源管理工作提供可靠的资料参考。例如：在进行耕地资源调查时，可以利用实景三维技术进行建模处理，对耕地类型、面积、分布特点、地形坡度等信息进行真实还原，使相关资源管理人员更加精确地评估耕地等级和资源利用效果，对资源开发利用策略进行及时调整。

3.2自然资源和不动产确权登记环节的应用

自然资源与不动产均属于立体空间中的实体组成，且存在资源类型众多和不动产权属空间分布相对复杂的特征，传统的二维载体难以准确传达资源分布信息和空间定位信息，不利于自然资源和不动产确权登记工作的准确落实。因此，需要借助三维建模技术更加准确地还原自然资源和地物信息，确保能够对自然资源的空间布局和自然资源范围进行准确划定。而在不动产确权登记中，三维不动产数据的应用也能更加真实地反映不动产的空间分布特点和自然属性，为不动产登记管理提供了可靠的资料参考。例如：在不动产登记管理中，利用实景三维技术进行不动产空间位置定位可以对地上、地下和悬空建筑物的空间位置关系进行有效还原，使得不动产的确权登记更加准确和可靠。

3.3国土空间规划环节的应用

在实景三维模型中不仅汇集了与国土空间相关的基本要素，即地形、地貌和地物信息，还能够更加直观地展现自然地理状况与自然资源分布状况。此外，利用自然资源三维立体时空数据，还能实现对天际线、日照和可视域等的可视化分析工作，且支持飞行模拟、路径动画等标绘分析功能，很大程度上满足了三维模型的应用需求。通过大量地采集地物信息构建实景三维模型可以对国土空间规划范围内的建筑、周边分布状况以及建筑密度等基本信息进行全面获取与评估，相关国土空间规划和管理人员可以基于实景三维模型提供的相关信息资料对区域的资源承载力以及国土空间的开发利用质量进行综合评价，在此基础上制定的国土空间规划方案更加贴近实际，且与自然资源的发展和利用规律相符，能够在高效开发和利用国土资源的前提下，促进国土资源的可持续发展。

3.4生态修复过程的应用

在早期的生态修复工程中，通常是基于二维数据来明确生态修复的范围，但由于区域的生态效果和环境信息缺乏了解，很难保障生态修复的效率，需要投入大量的时间和精力进行生态环境调查，且由于受到技术水平限制，不能全面掌握立面目标之间的关系，不能对西部环境特点进行明确也一定程度上影响了生态修复的效果。而实景三维技术的应用则能有效明确在二维数据中的不足，不仅能够全面还原地质、地貌和地物等基本信息，还可对自然资源现状进行明确，帮助相关人员确定区域范围内的生态修复需求，且通过深入取证的方式还能保障对生态状况的实时反馈，为生态修复项目的决策提供可靠的依据。例如：在针对矿山进行生态修复时，可以利用实景三维模型来确定生态修复治理的基本操作方案，并在工程核算、进度管理和效果评估等环节也发挥十分重要的作用。

4结语

实景三维技术应用以来，在各类资源管理和资源调查等工作中发挥了突出的应用优势，不仅获取的信息内容实现了可视化，且与实际地物特征无限接近，有效降低了资源调查和管理的误差。在自然资源管理的多个环节中，均对资源调查和属性等信息的准确性提出了较高的要求，传统的二维表述方式已经难以满足当前的自然资源管理需求。为此，需要加大对实景三维技术的研究和推广力度，使其在资源管理领域中发挥更大的价值和作用优势，进一步提升自然资源管理的质量。

参考文献

[1] 张小林.实景三维在国土空间规划中的应用探究[J].智能城市，2023，9（10）：59-61.

[2] 白杨，李永强，王英等.时空一体化实景三维建模在自然资源确权登记中的应用研究：以山东长岛国家级自然保护区为例[J].山东国土资源，2023，39（10）：67-74.

[3] 赵婷婷，高文娟，李志林等.实景三维技术在“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中的应用[J]中国地质灾害与防治学报，2023，34（3）：93-99.

[4] 许凯凯.箭穿洞3号危岩体三维地质体模型构建及长期稳定性分析[D].宜昌：三峡大学，2023.

[5] 杨在松.无人机遥感用于背斜地貌场景构建及形态特征测量分析[D].昆明：昆明理工大学，2024.