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2022年2月24日，自然資源部辦公廳發(fā)文《關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的通知》(自然資辦發(fā)〔2022〕7號(hào))，提出了“實(shí)景三維作為真實(shí)、立體、時(shí)序化反映人類生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間的時(shí)空信息，是國(guó)家重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)“人機(jī)兼容、物聯(lián)感知、泛在服務(wù)”實(shí)現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)互通，為數(shù)字中國(guó)提供統(tǒng)一的空間定位框架和分析基礎(chǔ)，是數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟(jì)重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素。實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)是面向新時(shí)期測(cè)繪地理信息事業(yè)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)新定位、新需求，對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)測(cè)繪業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，是測(cè)繪地理信息服務(wù)的發(fā)展方向和基本模式，已經(jīng)納入“十四五”自然資源保護(hù)和利用規(guī)劃?！?/span>

并明確了以下建設(shè)目標(biāo)：“到2025年，5米格網(wǎng)的地形級(jí)實(shí)景三維實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)陸地及主要島嶼覆蓋，5厘米分辨率的城市級(jí)實(shí)景三維初步實(shí)現(xiàn)對(duì)地級(jí)以上城市覆蓋，國(guó)家和省市縣多級(jí)實(shí)景三維在線與離線相結(jié)合的服務(wù)系統(tǒng)初步建成，地級(jí)以上城市初步形成數(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)字中國(guó)、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)，50%以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度和生活規(guī)劃可通過(guò)線上實(shí)景三維空間完成。

到2035年，優(yōu)于2米格網(wǎng)的地形級(jí)實(shí)景三維實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)陸地及主要島嶼必要覆蓋，優(yōu)于5厘米分辨率的城市級(jí)實(shí)景三維實(shí)現(xiàn)對(duì)地級(jí)以上城市和有條件的縣級(jí)城市覆蓋，國(guó)家和省市縣多級(jí)實(shí)景三維在線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泛在服務(wù)，地級(jí)以上城市和有條件的縣級(jí)城市實(shí)現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)互通，服務(wù)數(shù)字中國(guó)、數(shù)字政府和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，80%以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度和生活規(guī)劃可通過(guò)線上實(shí)景三維空間完成?！?/span>

1.技術(shù)發(fā)展

從古至今，地圖的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。古代，使用古地圖和書畫來(lái)表現(xiàn)，如以俯視和側(cè)視相結(jié)合繪制的平遙縣城邑圖和以“散點(diǎn)透視法”攝取繪制的清明上河圖等。進(jìn)入到上個(gè)世紀(jì)，地圖繪制從傳統(tǒng)古老的計(jì)里畫方制圖法向現(xiàn)代的經(jīng)緯網(wǎng)制圖法轉(zhuǎn)變，同時(shí)航天遙感制圖技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，常見(jiàn)的有各類軍事地圖、70年代衛(wèi)星影像等。現(xiàn)如今，隨著低空無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用，傾斜攝影技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即現(xiàn)在最常見(jiàn)的數(shù)字劃線圖和傾斜攝影模型。地圖從二維走向三維，同時(shí)全面真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界。

2.基本概念

DEM，即數(shù)字高程模型。是通過(guò)有限的地形高程數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地面地形的數(shù)字化模擬（即地形表面形態(tài)的數(shù)字化表達(dá)），它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型。常見(jiàn)12米/30米DEM。數(shù)據(jù)精度一般、數(shù)據(jù)維度為三維、可視化較差、文件大小較小。

DOM，即數(shù)字正射影像圖。是對(duì)航空（或航天）相片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。常見(jiàn)三調(diào)影像等。數(shù)據(jù)精度較高，如三調(diào)影像為1M分辨率；數(shù)據(jù)維度為二維影像、可視化較強(qiáng)、文件大小較大。

DSM，即數(shù)字地表模型。是指包含了地表建筑物、橋梁和樹木等高度的地面高程模型。和DEM相比，DEM只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步涵蓋了除地面以外的其它地表信息的高程。數(shù)據(jù)精度較高，數(shù)據(jù)維度為三維、可視化較差，不具有紋理信息；文件大小適中。

DLG，即數(shù)字線劃地圖。是對(duì)經(jīng)過(guò)掃描，幾何糾正后的每幅圖中，將其中一種或多種地圖要素進(jìn)行矢量化而形成的一種矢量化數(shù)據(jù)文件。其數(shù)據(jù)量小，便于分層，能快速生成專題地圖，所以也稱作數(shù)字矢量專題信息。是目前規(guī)劃工作中應(yīng)用最廣泛的地圖底圖。數(shù)據(jù)精度較高、數(shù)據(jù)維度一般為二維地圖、可視化較差、文件大小很小。

傾斜攝影技術(shù)是國(guó)際攝影測(cè)量領(lǐng)域近十幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜、五個(gè)不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的建筑物頂面及側(cè)視的高分辨率紋理。它不僅能夠真實(shí)地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，還可通過(guò)先進(jìn)的定位、融合、建模等技術(shù)，生成真實(shí)的三維城市模型。

1.數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

2.勘察階段

目前，我院配備了經(jīng)緯M600 pro及精靈4 pro無(wú)人機(jī)，可依據(jù)測(cè)區(qū)實(shí)際需求靈活選擇設(shè)備。經(jīng)緯M600 pro具有載重能力強(qiáng)、抗風(fēng)能力強(qiáng)、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，適合1平方千米左右的項(xiàng)目使用。一般飛行高度為80-120米，進(jìn)行1-1.5cm分辨率圖像獲取。精靈4 pro具有自重輕、靈活性好等特點(diǎn)，適宜0.25平方千米左右小范圍項(xiàng)目使用，同時(shí)可進(jìn)行低空近地飛行以及對(duì)塔狀建筑環(huán)繞飛行，可滿足高精度建模需求。

4.分區(qū)劃分

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際地形及建筑物高度情況，可設(shè)置不同參數(shù)對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行分區(qū)飛行。

 5.航飛方案確定

對(duì)設(shè)備、飛行高度、重疊率、飛行速度、外擴(kuò)距離等參數(shù)進(jìn)行確定，劃定航線。

6.像控點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求，需在飛行前進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)和坐標(biāo)采集。

7.傾斜攝影技術(shù)短板

1）遠(yuǎn)看逼真、近地模糊

無(wú)人機(jī)在低空影像采集過(guò)程中，由于存在相機(jī)盲區(qū)，容易造成建筑沿下模糊的現(xiàn)象，需使用帶有GPS定位功能的手機(jī)、相機(jī)等在地面對(duì)建筑沿下進(jìn)行補(bǔ)充拍攝。同時(shí)由于地面存在車輛、人員走動(dòng)，地面紋理不固定，依造成地面模糊的現(xiàn)象。傾斜攝影模型本質(zhì)為TIN模型，無(wú)法對(duì)樹木等不規(guī)則物體精確建模。綜合以上原因，使得傾斜攝影模型會(huì)出現(xiàn)近地模糊的現(xiàn)象。

2）連續(xù)肌理破洞

由于傾斜攝影模型是基于照片進(jìn)行建模，實(shí)際項(xiàng)目中，在遇到大水面、連續(xù)農(nóng)田、樹林等紋理近乎一致的情況時(shí)，計(jì)算機(jī)無(wú)法進(jìn)行空中三角形測(cè)量計(jì)算，這樣就會(huì)導(dǎo)致生成的模型在大水面、連續(xù)農(nóng)田、樹林等情況時(shí)會(huì)出現(xiàn)模型破洞的情況。

圖為基于45張手機(jī)拍攝照片生成的我院城鄉(xiāng)發(fā)展研究中心小會(huì)議室模型，由于會(huì)議桌、墻面、地面為連續(xù)近似紋理，模型出現(xiàn)了大規(guī)模破洞。而黨建墻、書架、頂棚因?yàn)榧y理信息豐富，模型進(jìn)行了很好的構(gòu)建。

在國(guó)土空間規(guī)劃“五級(jí)三類四體系”的框架下，全國(guó)、省、市級(jí)總體規(guī)劃主要依托DEM、DOM等進(jìn)行工作。而在市級(jí)、縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)總體規(guī)劃、面向建成區(qū)內(nèi)部的存量規(guī)劃、各類詳細(xì)規(guī)劃以及專項(xiàng)規(guī)劃中，都可進(jìn)行傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，為規(guī)劃工作提供真實(shí)、準(zhǔn)確的規(guī)劃底圖。同時(shí)，在編制審批體系和實(shí)施監(jiān)督體系方面，也可運(yùn)用傾斜攝影技術(shù)對(duì)政府治理能力現(xiàn)代化提供技術(shù)支撐。

 我院城鄉(xiāng)發(fā)展研究中心自2018年配備無(wú)人機(jī)以來(lái)，傾斜攝影技術(shù)在各類型項(xiàng)目進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。2018年，平遙田園綜合體項(xiàng)目中，運(yùn)用傾斜攝影技術(shù)對(duì)規(guī)劃范圍內(nèi)所有村莊進(jìn)行了歷史文化資源的普查；在六河村人居環(huán)境整治以及實(shí)用性村莊規(guī)劃項(xiàng)目中，運(yùn)用傾斜攝影技術(shù)對(duì)村莊及周邊環(huán)境進(jìn)行了三維重建，為人居環(huán)境整治效果、規(guī)劃高度管控等提供了模擬底圖；在大陽(yáng)泉村保護(hù)實(shí)施規(guī)劃、景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，運(yùn)用傾斜攝影技術(shù)對(duì)村莊核心區(qū)進(jìn)行了三維重建，為各類要素保護(hù)、景觀設(shè)計(jì)提供了分析底圖。2019年，在平遙國(guó)際工作坊 縣衙街區(qū)城市更新工作中，運(yùn)用傾斜攝影技術(shù)對(duì)平遙古城縣衙街區(qū)進(jìn)行了三維重建，為歷史建筑三維建檔、國(guó)際團(tuán)隊(duì)交流溝通提供了極大的便捷。2021年，經(jīng)緯M600 pro無(wú)人機(jī)的配備，飛行能力得到極大的提升。在介休歷史建筑普查中，運(yùn)用傾斜攝影技術(shù)對(duì)整個(gè)介休古城進(jìn)行了三維重建，為歷史建筑普查和建檔工作提供了工作基礎(chǔ)；同時(shí)在太谷區(qū)、平遙縣、榆社縣、代縣等地區(qū)村莊規(guī)劃、汾河廊帶概念規(guī)劃等項(xiàng)目中也進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。于此同時(shí)，2021年5月，我院成功申報(bào)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“基于傾斜攝影技術(shù)的歷史文化名城街區(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究——以平遙古城為例”，標(biāo)志著我院傾斜攝影技術(shù)從傳統(tǒng)規(guī)劃編制應(yīng)用走向規(guī)劃實(shí)施與管理層面的跨越。