全省地形级实景三维建设全面完成

雕琢四川数字山河

成都市青白江区城市级实景三维。四川省地质调查研究院测绘地理信息中心供图

地形级实景三维。 四川省地质调查研究院测绘地理信息中心供图

技术人员戴着3D眼镜，进行实景三维建模。 　　四川日报全媒体记者 王若晔 摄

□四川日报全媒体记者王若晔

复刻四川
　　●整合国产遥感卫星影像资源，同时结合前期建设成果，生成全省地形级实景三维模型。地形级实景三维描绘了高山、丘陵等地理形态，是数字四川的基础底座。叠加城市级实景三维，让精度更进一步

建设进度
　　●目前，四川已形成全省地形级实景三维数据库，初步构建全省三维数据底板，一套覆盖全域、精度达标、层级完整的三维数据体系基本成形。城市级实景三维建设也正在推进中

应用场景
　　●目前已广泛应用于耕地林地保护、地质灾害防控、识别城市违建、文物保护、生态修复、避险搬迁等多个领域

　　利用AI识别算法模型，实现耕地无人值守实时监测；依托高精度实景三维模型，无人机穿梭于山地河谷间，对地质灾害隐患点、水利设施开展巡检；动动鼠标就能看到违建线索、计算违建面积；站在石窟前，戴上AR眼镜便可沉浸式游览……在四川，这些科技感十足的场景，在一项名为“实景三维”的技术赋能下，正慢慢变成现实。
　　实景三维，通俗说就是在数字世界建造与现实世界一模一样的城市、乡村，是真实场景下的三维数字地图。2023年，四川启动实景三维建设工作，省市累计投入约3.4亿元。日前，四川全面完成全省地形级实景三维建设，成果已汇交至自然资源部。

给四川做一个数字“副本”
　　如果给面积达48.6万平方千米的四川做一个1∶1数字“副本”，会是什么模样？
　　点开四川实景三维平台，答案在电脑屏幕上铺展开来：高原、丘陵、江河、城镇等，现实世界的形态被“复刻”进数字空间，“胡焕庸线”斜贯省域，向西是地广人稀的川西高山，向东是人口稠密的盆地平原。
　　“我们在‘胡焕庸线’以东，即人口更密集、经济更发达、应用更多元的地区，采用格网为2米的数字高程模型，精度很高。”实景三维建设专班高级工程师李昊霖介绍，“胡焕庸线”以西，高山连绵、人口稀疏，沿用了此前已建成的5米格网数据。“搭配全省高分辨率卫星遥感影像和基础地理实体，共同构筑覆盖全省的地形级实景三维数据底板。”
　　在数字世界的四川，记者仿佛进入云端视角，山峦水系、道路城市，“全景画卷”近在眼前。跟随移动的鼠标，记者还“游览”了一圈德阳城区，绵远河像一条绿带穿城而过，错落的楼栋、宽阔的道路、河边的凉亭都清晰可见。
　　“地形级实景三维尺度更大，描绘了高山、丘陵等地理形态，是数字四川的基础底座。在此基础上，叠加城市级实景三维，让精度更进一步，分辨率可达5厘米，就是你看到的德阳城区模样。”李昊霖介绍，实景三维不只是“复刻”外观，更要记录下空间信息。在底图上叠加基础地理实体数据，房屋、道路、水系、山体等有了“数字身份证”，变成有属性、可分析的数据。
　　“项目整合了高分七号、资源三号等国产遥感卫星影像资源，前后用到近10类遥感数据，同时结合前期建设成果，生成全省地形级实景三维模型，共同构筑起数字城市底座。”李昊霖介绍，这些数据是实景三维建设的核心根基，为严把成果质量关口，四川搭建全流程质量管控体系，先后开展三轮全覆盖质量排查，实景三维成果优良品率达95%。
　　目前，四川已形成全省地形级实景三维数据库，初步构建全省三维数据底板，一套覆盖全域、精度达标、层级完整的三维数据体系基本成形。城市级实景三维建设也正在推进中。

智能化技术攻关破解“复刻”难
　　搭建数字世界的，是一支约600人的团队。他们扛着测绘设备奔赴实地，在电脑前精细建模，一点点雕琢出四川的数字山河。
　　然而，要在数字世界里完整“复刻”四川，绝非易事。四川地域广阔、地貌多元，从平原到高山，地势落差超7000米。实景三维建设体量庞大、技术难度高，项目团队粗算过，一位专业技术人员一天仅能“建设”约5平方公里的2米格网数字高程模型。
　　因此，在人工“手搓”之外，针对四川高山峡谷、植被茂密等特点，项目团队着力开展智能化技术攻关，进一步提升效率和准确率。“主要围绕五大方向，攻克影像阴影区智能提取、基础地理实体语义化处理等多项技术难题，自主研发10余款专用工具软件，建成适配西部复杂山地的实景三维智能生产体系。”李昊霖说。
　　例如“基础地理实体语义化处理”，在没有做语义化处理之前，三维场景里只有画面没有“身份信息”。语义化处理就是让计算机学会“绑定”数字世界和现实世界的名称，分清数字世界哪里是河、哪里是坝，道路和桥梁的关系，道路是否连通，等等。
　　在实景三维建设中，“造”河流湖泊也是“硬骨头”。“测区水系纵横，遥感数据中多级流动水域的高程异常处理难题，若靠人工逐段解决，不仅效率低，还易出现上下游错位、左右岸矛盾等逻辑问题。”四川省地质调查研究院测绘地理信息中心工程师王艳参与了川东北多条河流的“建设”，对此深有体会。
　　因此，技术团队通过“多级流动水域高程自适应处理”，对河流进行分级，分别布设控制点，明确整条河道的高度剖面。“普通河段交给算法自动算，堤坝、河道交汇处这些难点，由人工调整。这套模式让效率提升了3倍。”王艳介绍。
　　记者了解到，这些技术不仅有效保障省内项目落地，还形成实景三维建设“四川方案”，现已在西南山地、高原测绘项目中推广应用，行业示范效应持续扩大。

让成果应用赋能真实世界
　　数字世界如何赋能真实世界？在实景三维建设过程中，四川坚持“边建边用、以用促建”原则，积极探索成果应用的多元化路径，连续两年开展应用案例征集评选活动，累计征集67个应用案例，6个入选全国典型案例。
　　记者梳理发现，实景三维技术目前已广泛应用于耕地林地保护、地质灾害防控、识别城市违建、文物保护、生态修复、避险搬迁等多个领域。
　　以矿山生态修复为例，实景三维技术让修复和监测有了新视角。几年前，雅安市石棉县板厂沟矿山还遍布裸露的矿渣，生态“伤疤”触目惊心，如今却绿意盎然。板厂沟的“焕新”，被收录进“四川省矿山生态修复监测系统”。透过系统中的四期监测影像图，可以看到板厂沟从灰白变翠绿的修复进度。
　　“传统二维遥感影像只能看到‘平面绿’，无法判断‘立体修’。项目构建多期实景三维场景，通过对比修复前后的地形地貌、植被覆盖、工程措施，让修复进度从抽象的数字变成直观的三维画面，展现矿山生态治理真实进度。”四川省国土科学技术研究院工程师郑丹介绍。
　　四川历史遗留废弃矿山点多面广，生产矿山“边开采、边修复”常态化监管任务重，生态保护敏感区域的矿山生态修复工作面临多重痛点，如偏远高陡区域人员难以抵达现场、地形植被变化难以识别。自2023年起，四川统筹推进400余座重点矿山实景三维模型搭建工作，依托三维数字底座，开展全域高精度动态监测与闭环管理，全面提升矿山生态修复监管的精细化、智能化水平。
　　“一些重点矿区布设了视频监控、雨量、位移等各类监测传感器，还搭建了无人机智能机巢。地面监测点位与空中无人巡检相互配合，可动态摸清矿山生态修复的区域范围，实时把控项目施工推进进度。”郑丹介绍。
　　“下一步，四川将推动实景三维建设与应用向纵深拓展。”省自然资源厅相关负责人表示，一方面，深化三维底座与自然资源主业融合，围绕引大济岷等重大工程打造全周期数字化管理场景，逐步应用到低空经济、城乡治理、乡村振兴等领域，构建全要素、全时域三维空间治理体系；另一方面，持续完善数据动态更新、安全运维、共享服务等配套机制，迭代升级智能生产技术，丰富数字化应用产品与服务模式。