三维模型在新型基础测绘体系建设中的研究与应用

李国柱

（徐州市勘察测绘研究院有限公司，江苏 徐州 221000）

1 引言

随着社会的发展和科技的进步， 新型基础测绘体系的建设在我国各地得到了广泛推进。 作为其中的试点城市，徐州市积极响应国家的号召，致力于推动新型基础测绘体系的建设。在这一过程中，三维模型技术被广泛运用，为徐州市的基础测绘产品生产、服务能力提升、自然资源应用等方面带来了巨大的变革和创新。

2 新型基础测绘体系建设概述

2.1 2015—2030 年全国基础测绘中长期规划纲要的目标与要求

2015—2030 年全国基础测绘中长期规划纲要旨在推动新型基础测绘体系的全面建设。 该规划强调了测绘地理信息事业的重要性，提出了具体的发展目标和要求。 到2030 年，全国将初步建成“海陆兼顾、联动更新、按需服务、开放共享”的新型基础测绘体系，将包括陆海一体的现代测绘基准体系、完善的基础测绘数据资源体系、 多样化的新型基础测绘产品体系以及健全的测绘地理信息公共服务体系。 规划中明确提出了高质量发展要求，强调了与江苏省实际情况相结合，“十四五”期间的发展目标是建成“1+4”体系。

为了响应国家号召， 徐州市积极参与新型基础测绘体系建设试点工作，并制定了相应的建设目标和任务。 该试点工作将着重研究和探索新型基础测绘产品、技术流程、管理机制和标准规范。 在自然资源管理业务和各行业领域需求的基础上，将开展地理实体数据库和实景三维建设， 建立完善的基础地理实体与自然资源调查监测数据融合、一码管理、联动更新等技术流程，以构建地理实体支撑信息化建设的新模式。 试点项目建设的重点是完成新型基础测绘产品的生产， 建立基础地理实体数据库和管理体系， 提升新型基础测绘产品的服务能力，将探索基础测绘与自然资源调查数据的融合，形成融合数据产品，构建自然资源数据基底。 此外，还将编制发放地理实体唯一标识码并将其融入自然资源业务管理系统， 以实现基础测绘与自然资源的无缝融合。徐州市的试点工作将探索城市区域内基础测绘和自然资源调查数据融合，形成城市区域内基础测绘和自然资源调查数据融合的数据产品，将地理实体唯一标识码编制发放融入自然资源业务管理系统，构建地理实体生命周期[1]。 这一工作的成果将为全国的新型基础测绘体系建设提供可借鉴、可复制、可推广的经验和成果，并为基础测绘的高质量支撑经济社会发展和自然资源管理提供有力支持。

2.2 测绘地理信息事业“十三五”规划的细化和五大业务格局

测绘地理信息事业“十三五”规划是在2016 年进一步细化全国基础测绘中长期规划纲要的基础上制定的， 旨在推进测绘地理信息事业的发展， 以满足国家经济社会发展需求和科技创新要求为目标，提出了五大业务格局的构建。 规划强调加强基础测绘和综合测绘能力建设，需要加强对基础测绘和综合测绘的投入和支持，提升基础测绘数据质量和精度，推动测绘技术创新和装备升级，以满足国家经济社会发展的需求。 推进测绘地理信息公益性生产服务能力建设，需要通过积极推动测绘地理信息的公益性服务，为国家自然资源管理、国土空间规划、环境保护等领域提供可靠的数据支撑和决策依据，提高测绘地理信息的应用价值和社会效益。 此外，规划强调发展地理信息资源共享和开放服务，这意味着要提升地理信息资源的整合和共享程度，推动数据开放和标准化，促进地理信息的跨部门、跨领域应用，提高数据资源的利用效率和社会效益。

2.3 徐州市作为试点区域的重要背景和定位

徐州市是国务院确定的淮海经济区中心城市和全国重要的综合性交通枢纽，拥有重要的区位优势和发展潜力，其地理位置和区域特点使其成为新型基础测绘体系建设的重要节点和窗口， 并积极响应国家自然资源部关于开展新型基础测绘体系建设的号召，并制订了试点工作计划，在测绘地理信息事业发展方面具有积极性和责任感， 并愿意承担推动新型基础测绘体系建设的重要角色。 此外，徐州市在测绘地理信息领域的工作经验和成绩也为其作为试点区域提供了有力支持。 通过开展“全景江苏”三维地理场景、地理实体编码、地下管线和地下空间等新型基础测绘项目，已取得了令人瞩目的成绩，为徐州市在新型基础测绘体系建设中提供了宝贵的实践经验，也为其他地区提供了可借鉴的模式和方法。 在新型基础测绘体系建设中，徐州市的定位是加快基础测绘转型升级，增强测绘地理信息公共服务能力，并逐步推进建立一套按需组装、智能服务、具备系统性、长期性、针对性的测绘地理信息专业标准技术服务和培训体系。 这一定位突出了徐州市在提供高质量测绘服务和支撑经济社会发展方面的重要使命和责任。

2.4 徐州市新型基础测绘体系建设的目标与重点任务

徐州市在新型基础测绘体系建设中确定了明确的目标，围绕徐州作为淮海经济区中心城市和全国重要综合性交通枢纽的要求，准确把握新时期测绘地理信息事业“两支撑、一提升”的定位，研究探索新型基础测绘产品、技术流程、管理机制及标准规范；面向自然资源管理业务和各行业领域需求，开展试点区域地理实体数据库和实景三维建设， 建立完善基础地理实体与自然资源调查监测数据融合、“一码”管理、联动更新等技术流程，构建地理实体支撑信息化建设的新模式，为基础测绘高质量支撑经济社会发展和自然资源管理提供可借鉴、可复制、可推广的经验和成果。

重点任务包括标准规范体系建设、 新型基础测绘产品生产与建库、探索新型基础测绘产品服务自然资源应用等方面。标准规范体系建设将以构建全方位、多层次、动态更新的新型地理信息产品体系为导向，规范新型基础测绘的生产、服务和管理， 探索产品形式和组织方式， 研究并确定地理实体的分类、分级、粒度和精度，准确描述地理实体对象的时间、空间、属性和关系信息； 新型基础测绘产品生产与建库将通过二维数据、 影像数据和三维数据的生产， 建设基础地理实体数据库，并重点研究地理实体数据组织与建库的优化完善；探索新型基础测绘产品服务自然资源应用将选取徐州市一个主城区进行地理实体与城市自然资源调查数据融合建设， 形成城市区域内基础测绘和自然资源调查数据融合的数据产品， 并开展地理实体支撑自然资源业务审批应用研究[2]。

徐州市的试点工作将为全国推广的经验提供重要的参考，促进新型基础测绘体系的发展，为测绘地理信息事业的高质量发展和经济社会的可持续发展做出积极贡献。

3 徐州市新型基础测绘体系建设中三维模型技术的应用

3.1 在徐州市基础测绘产品生产与建库中的应用

三维模型是通过倾斜摄影、激光扫描、模型单体化等技术手段生成的实景三维产品，具有丰富的空间信息和真实感，为基础测绘提供了更加精准、立体化的数据支持[3]。 在基础测绘产品生产中，三维模型用于丰富地理实体数据，获取建筑物、道路、地形等地理实体的精细三维模型数据，提供了更加真实的空间感知，还可以反映地理实体的几何特征和形态，为基础测绘产品的制作提供了重要的依据。 借助三维模型的数据，可以建立全空间的地理实体数据库， 包括地上和地下的实体信息，包含建筑物、道路、水体、地形等多种地理实体要素，通过地理实体唯一标识码的关联，实现数据的统一管理和组织，提供更加全面、准确的地理信息资源，为城市规划、资源管理等领域提供有力的支撑。 另外，三维模型在基础测绘产品生产与建库中还具有可视化展示的重要作用，提供直观的地理信息展示方式，还能更好地满足用户的需求，提供个性化的信息服务。基于三维模型的可视化展示可以帮助决策者、规划者和公众更好地理解和利用地理信息，促进城市管理和发展的科学决策。

3.2 在徐州市基础测绘产品服务支撑能力提升中的应用

在基础测绘产品的可视化展示方面， 通过将基础测绘数据与三维模型相结合， 可以实现更直观、 生动的地理信息展示，为决策者、规划者和公众提供更容易理解和利用的地理信息，使其能够更准确地把握城市空间布局、环境状况等重要信息，从而支持科学决策和规划。 基于三维模型的数据，可以实现对地理实体的精确定位和几何特征的准确表达， 使得基础测绘产品能够提供更准确、精细的空间信息，满足用户对精准测绘数据的需求。 例如，在城市规划和土地管理方面，三维模型的应用可以提供准确的建筑物高度、道路倾斜度等信息，为规划和管理部门提供更可靠的依据[4]。在基础测绘产品的智能化服务方面， 三维模型与智能算法相结合可以实现对地理信息的自动提取、分析和处理。 例如，基于三维模型的建筑物识别和分类算法可以自动识别不同类型的建筑物，提供更高效、自动化的数据处理服务。 这种智能化的服务能力大大提高了基础测绘产品的生产效率和数据质量。 此外，三维模型的灵活性和可塑性可以根据用户的需求定制不同类型、 不同精度的基础测绘产品，为不同行业、不同领域的用户提供了个性化的地理信息服务，满足了各行各业对测绘数据的不同需求。

3.3 在徐州市新型基础测绘产品服务自然资源应用中的应用

三维模型在自然资源调查与监测中的应用为徐州市提供了全面、准确的空间数据支撑，获取包括地貌地形、植被分布、水资源分布等自然资源信息的精细化、立体化数据，为自然资源调查和监测提供了可靠的基础，帮助决策者全面了解自然资源的分布状况、变化趋势等重要信息，为科学决策提供依据[5]。通过建立基于三维模型的资源管理系统， 徐州市可以实现对自然资源的动态监测、评估和管理。 例如，在土地利用规划中，基于三维模型的数据可以为决策者提供建筑物高度、 土地利用类型等信息，辅助制订合理的土地利用政策和规划方案。 同时，三维模型还可以支持自然资源的可视化管理，帮助决策者了解自然资源的空间布局和利用状况，从而进行科学、精准的资源管理。 在自然资源评估与保护过程中，基于三维模型的数据可以帮助决策者分析生态系统的状况、 生物多样性等关键指标，为保护决策提供科学依据，还可以用于模拟自然资源的变化过程，预测资源利用的影响和风险，从而采取相应的保护措施，确保自然资源的可持续利用。

4 结语

通过引入三维模型技术， 徐州市在新型基础测绘体系建设中取得了显著的成果。 三维模型在基础测绘产品生产与建库、服务支撑能力提升、自然资源应用等方面的应用，使得徐州市能够更准确、全面地了解和管理地理信息，为城市规划、资源管理、环境保护等领域提供了强有力的支撑。 随着技术的不断进步和应用的深入，相信徐州市在新型基础测绘体系建设中将继续发挥领先示范作用，为测绘地理信息事业的发展做出更大的贡献。