实景三维技术助力数字福建建设

厦门自然资源部门工作人员正在操作先进仪器进行测绘。

东南网10月28日报道（福建日报记者 张颖 陈旻 文／图）

核心提示

国产游戏《黑神话：悟空》引爆了全球游戏市场，也引爆了对实景三维技术的关注。

游戏中，重庆大足石刻、山西晋城玉皇庙、天津蓟县独乐寺……一个个名胜古迹被实景三维技术“搬”进了数字世界，大到地理地貌、建筑外观结构，小到纹理装饰，都能与现实世界媲美，让玩家尽享视觉盛宴。

其实，这样逼真的实景三维图景，已走进福建居民的日常生活。

打开元宇宙鼓浪屿，鼓浪屿世界文化遗产核心要素之一、地标性建筑八卦楼的部件级实景三维，建筑外观、结构、材料，到门、窗、柱、顶、线脚，都被真实还原，让人通过屏幕“身临其境”；在水系密布的福州城区，107条内河的地形级实景三维、30余座排涝闸站的部件级实景三维建模，构建出水系治理数字孪生数字场景，实现“多水合一，厂网河一体化”管理；在厦门集装箱码头，基于厦门实景三维建设的集装箱码头数字孪生平台，让码头作业实现透明可视、智能推演……

从娱乐到文旅，从国土空间管控到社会“智”理，从行业运用到生活服务，飞速发展的实景三维技术，正以更丰富的数据内容、更精细的表达尺度、更实时的更新速度和更便捷的应用服务，悄然改变着我们的生活。

去年起，“实景三维福建”建设工作全面开启，根据《实景三维福建建设实施方案（2023—2025年）》，至2025年，初步实现地级以上城市数字空间与现实空间实时关联互通能力，为数字福建、数字政府和数字经济提供三维空间定位框架和分析基础。

一年多来，我省“边建边用”，实景三维标准体系逐步构建、数据资源日益丰富、应用领域持续拓展，已初步建成实景三维数据管理系统，在规划建设审批、自然灾害管理、水系治理、资源监测、古厝保护……多个行业领域探索应用。实景三维，正为数字世界的美丽福建夯基垒台。

夯实底座

用数字“复刻”国土空间

何为实景三维？

“它是对一定范围内人类生产、生活、生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字空间。”省自然资源厅国土测绘处负责人介绍说，简而言之，就是通过三维模型的方式，对真实世界在电脑上进行数字化展现。

为什么要构建三维、真实的数字世界？不仅仅是高仿真、可视化的“酷炫”效果，它更是数字孪生时代的必然要求。

随着社会发展，城市从原来以低矮平房为主，发展为现在的高密度城市，在纵向立体空间上不断“生长”，并向地下空间不断延伸。这就导致我国原本以平面二维数据为基础的空间信息数据体系，已无法满足现代城市管理的需求。

“现代城市管理需要三维的城市空间信息，从侧重陆地表层的描述，转向‘地上下、室内外、水上下’全空间的一体化描述；需要按照高度，将空间分解成各个楼层、地上地下空间等多种实体和单元，从而实现精细化管理。”厦门市自然资源和规划局科技测绘与信息化处处长郭荣芳告诉记者，技术的关键，一是立体——在空间信息数据中，对现实世界的表达从平面变为立体；二是真实——对现实世界的描述从抽象数据转为真实画面。

“有了这些基础，计算机就能识别出哪些数据是平面，哪些是建筑、山峦、地下空间，从‘机器难懂’转变为‘机器易懂’，从‘人理解’到‘人机兼容理解’。”他说，让计算机在“读懂”数据后，自动计算、生成各类数据产品。

同时，随着技术发展，社会进入“万物互联”时代，我国城市治理也迈入了智能社会治理阶段，需要以“数字孪生城市”为底座，构建社会有机体。实景三维，正是数字孪生城市的基础。

“与传统三维模型不同，实景三维承载着二维、三维、空间与非空间的属性信息。”省自然资源厅国土测绘处负责人说，不仅为数字孪生城市构筑出数字底座，更为新基建提供完整、高精准的时空数据，让数字空间与现实空间实时关联互通，助推数字产业化、产业数字化和数字经济的发展。

2023年，根据国家部署，“实景三维福建”建设工作全面开启，为数字福建打造统一时空基底，赋能经济社会高质量发展。

按照精细程度，实景三维划分为地形级、城市级和部件级这三种类型。

地形级实景三维，重点对生态空间实现数字映射，主要包括地形地貌、大型山脉、主要水系、交通等，服务于宏观规划和生态修复等应用场景；城市级实景三维，重点对生产和生活空间实现数字映射，主要用于支撑智慧城市精细化管理等；部件级实景三维聚焦微观层面，可以为建筑、文物等留下精细的“3D档案”。

据了解，我省的实景三维数据资源正加快生成。至目前，在省级层面已经生产3．7万平方千米地形级的基础地理实体数据，实现优于0．5米分辨率数字正射影像全省年度覆盖，完成了8．6万平方千米的优于2米数字高程模型和数字地表模型数据生产。现今，我省正在利用海上作业窗口期，对7700平方千米的近岸海域10米浅水以下地形数据进行采集。

此外，在城市级数据建设方面，全省已获取约1500平方千米优于0．05米分辨率的倾斜摄影影像，生产了300平方千米的城市级基础地理实体、100平方千米的LOD1．3级（细节层次为1．3级的3D模型）城市三维模型数据；各地也结合区域实际，构建更加精细的城市三维模型、数字高程模型、数字正射影像图等。

“预计今年内，基本完成全省九市一区LOD1．3级城市三维模型数据的采集工作。”省自然资源厅国土测绘处负责人说，全省力争2025年底全部完成数据生产。

一个更直观、更精细的福建数字空间基座，正逐步成型。

打开应用

初涉全新“考场”

如果说技术是从数据到应用的“桥梁”，应用则是实景三维建设的最终“考场”。 8月29日，自然资源部、国家数据局联合发布了实景三维数据赋能高质量发展创新应用典型案例（以下简称“典型案例”），我省有两个案例入选。

实景三维作为新型基础测绘产品，城市规划、自然资源管理等与测绘技术相关的应用，是最直接的受益者。

近日，记者来到福州新区政务服务中心，打开福州新区智慧城市管理平台（新区智脑1．0），这是此次入选典型案例的《实景三维赋能数“治”福州》的组成部分之一。

在实景三维地图中，项目技术人员轻点鼠标，带着记者线上“游览”，对86平方公里的福州新区核心区域进行一次“Citywalk”。

从空中俯瞰这片依海而兴的区域，真实还原的海岸、沙滩、农田、桥梁、楼栋、道路、公园、厂房等尽在眼前。车水马龙的街道，一处街角小店招牌，一座彩色雕塑，甚至街上熙来攘往的人群，都得到精准描绘。

刻画城市细节，正是实景三维建设的特点之一。当普通地图还是以“比例尺”来描述基础地理信息的精度，而实景三维中，则用“分辨率”来表达。拖动鼠标，城市街道的各个角度便一览无余，不仅外观，每个物体、楼层的位置、高度、面积也与现实一致，可以在电脑上精确测量得出。

不仅是地表，在系统中，地下管廊管网、市政设施、地下空间等部件级实景三维建设，让地下世界也一目了然，为城市打开立体发展空间。

平台下设有“城市设计要素管控系统”，实景三维的作用格外凸显。

基于实景三维数据基础，城市规划也得以“三维化”，在重大标志性建筑项目选址和审查中，可以更科学地对城市建筑风貌精准把控、精细化管理。

“以往，建筑设计方案只能在二维地图上进行审查。但新建筑与周边建筑是否协调？会不会影响旁边的日照？与城市整体风貌是否和谐？会不会影响城市的天际线？交通动线是否合适？诸如此类，在二维地图上都难以直观了解。”项目技术人员介绍说，现在把新建筑设计方案三维化后，直接置入到城市实景三维中，一切都一目了然。

“系统可以支撑至少三套方案比选，把新建筑的设计方案与周边建筑风格、立面色彩等进行对比，可以把控城市整体景观风貌，进行城市天际线、日照条件、视线廊道、相邻关系等各类专业分析。”他说，审查建筑与市政道路接口的合理性，甚至根据项目周边情况定制视频导览，模拟车行和人行视角感受项目建成后的情况，让方案选择更科学。

用时空信息说话，在建筑三维空间研判，凭科学事实决策。去年底，福清市依托实景三维，建设上线“二三维一体化平台”，促进审批业务由二维平面化转向三维可视化，支撑工程建设项目策划协同、立项用地规划审查、规划设计、模型报建审查、施工图模型审查、竣工验收模型备案等应用，精简审批程序、减少审批时间。截至今年9月29日，已有224个项目开展工规三维报建，每个项目从报建到项目签章再到发放证照，流转时间平均缩短了30％，以高水平规划引领高质量发展。

在龙岩，实景三维在提升矿山治理水平上大显身手。

基于倾斜三维、激光点云技术，龙岩构建了矿山巷道内外的三维模型，多角度展现矿山开发利用基本情况。“我们还高效整合全市矿山管理工作基础数据，以矿山监管、地灾监测、生态修复三位信息一体化方式推进数字孪生矿山建设，助力矿产资源高质量发展。”龙岩市自然资源局测绘与地理信息科科长颜燕燕介绍说。

拓展边界

赋能千行百业

应用的边界还在不断拓展。

厦门电力大数据智慧调度指挥平台，是又一入选典型案例的应用。

打开平台，基于实景三维底座与“雪亮工程”的视频空间定位等技术融合，借助精准的图像识别算法，实现了分钟级的视频自动获取、分析现场图像，能够有效识别特种车辆停留、烟气明火、设施撞击等隐患，及时推送告警信息。

“实景三维数据整合地下电力三维管线，还能快速查询电力设施资源、精确定位及状态实时监测，寻找地下电缆何处发生故障不再盲目。”厦门市规划数字技术研究中心林同舟工程师介绍说，此外，结合人口大数据和历史指标，通过人工智能算法构建出“台区负荷监测预警模型”，可以对厦门全市的用电负荷风险预警，助力电力行业迎峰度夏、风险排查，显著提升了电力供应的安全性、可靠性和智能化水平。

平台自启用以来，成功监测并预防了13起施工违规和6次大型机械作业风险，及时避免了电力事故。在“杜苏芮”台风期间，通过视频监控，平台及时发现并处理了树木倒伏等自然灾害风险，确保了电力设施的安全稳定运行。

在厦门港海天码头，以实景三维部件级模型为基础、运用数字孪生技术架构的“厦门集装箱码头元宇宙数智管理平台”中，码头的集装箱、船舶、设备、车辆、人员、堆场、设施、道路、管网……一一精细映射，在此基础上，探索更真实、更丰富的数字孪生服务。

“不仅实时展现码头作业场景，还能通过可视化分析展示作业热点区域，同时可以历史回溯、未来推演。”厦门市规划数字技术研究中心陈鹭辉工程师介绍说，大量数据支撑港区的全方位数字化改造，为港口优化作业调度、提升设备管理、加强安全监控、辅助资源配置。平台上线后，能实现集装箱码头无人驾驶导航、港区智能安防、大数据分析决策等，以及数据汇聚分析、高仿真可视化交互等。

在福州新区智慧城市管理平台中，市政道路、建设工地、河湖海等视频摄像头的信息，正在实景三维中实时显示。

数字空间与现实空间实时互联互通之下，建设工程全过程监管系统、市政桥梁管养系统、市政园林环卫综合管理系统、渣土资源综合管理系统、美丽海湾系统……都在逐步建设完善，进入试用阶段。

“在实景三维数字底座上，可以实时掌握城市运行情况，实现在线治理，它正在成为精细化管理的利器，为重构城市治理体系赋能。”项目技术人员说。

据了解，在整个福州市，依托“福州市时空信息公共服务平台”，实景三维等测绘地理信息数据已在城市规划建设管理、水系治理、古厝保护、警务、农林、综治、应急、资源监管等60多个行业或领域开展应用。

2023年，福州旅游总收入增长65％，数字文旅的助力不容忽视。其中，以部件级实景三维建模为基础的元宇宙旅游场景，成为文旅的新元素。

在盖山镇阳岐村的严复故居前，打开“福元宇宙研学”APP，就能与严复跨时空“对话”。基于倾斜摄影、激光扫描、AI等技术，严复故里完成了1万平方米部件级实景三维建模，让用户现场感受虚拟与现实结合、历史与现代交融的“诗和远方”。

“在我们生活的空间里，社会经济、生活学习、休闲娱乐……所有与现实地理空间相关的问题，都有可能在实景三维的数字空间去推演、简化。”省自然资源厅国土测绘处负责人说，“随着实景三维福建不断完善，实景三维技术与更多技术深度融合，会启发我们不断释放想象力，为更多行业提供全新视角和解决方案。”

实景三维技术呈现的鼓浪屿建筑构件

实景三维让建筑“活”起来。图为长乐东湖数字小镇中，一座外立面像地球的建筑在实景三维图中得到真实呈现。

建筑规划方案比选之人行视角

厦门岛实景三维地图呈现的整体建筑风貌