实景三维在自然资源调查成果可视化中的应用

实景三维在自然资源调查成果可视化中的应用

李晨

新疆疆海测绘科技有限公司   新疆乌鲁木齐市  830000

摘要：实景三维在自然资源管理中的应用研究，重点解决自然资源数据无法准确表达各类要素的真实分布情况、空间位置关系及实际属性状态的问题。研究人员通过创建自然资源三维立体时空数据模型，精准描绘地上、地表、地下各种类型自然资源的地理空间信息，全方位、立体化地反映所有自然资源要素现状和变化情况，实现各类自然资源调查监测数据的一体化监测、真实化展示和多维度分析。综上，现阶段研究集中在实景三维概念模型对自然资源的表达上，未从自然资源管理的本质需求出发，研究实景三维的价值和作用。本文围绕自然资源监测数据管理和应用需求，探索实景三维基底上的自然资源监测数据实时应用，以期为自然资源管理业务系统高效运行提供新思路。

关键词：实景三维；自然资源调查；可视化；应用

引言

现阶段，城市经济社会发展和生态文明建设对地理信息产品提出了新的要求，现有的二维数据已无法满足新业务发展和应用的需要。随着智慧城市深入发展，实景三维、数字孪生、CIM等已经成为城市治理不可缺少的内容，基于实景三维打造“地上地下一体、二三维一体”全空间的一体化空间治理平台，可服务城市治理，促进行业高质量发展。本研究以“GIS引擎+虚幻引擎”双引擎架为基础，融合影像、人口、房屋、土地、管线等二、三维数据，构建二、三维一体的城市空间数据底板，进行平台总体框架及功能设计，为番禺区城市精细化管理提供新的应用支撑。

1概念与优势

实景三维是对一定范围内人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字空间，可为社会经济发展和各部门信息化提供统一的空间基底，一般由在线系统和支撑环境两部分构成。实景三维依据表达内容的类型和不同的精细程度，可分为地形级、城市级、部件级。地形级实景三维场景反映地形起伏和地面纹理特征，可用于自然资源现状和自然资源地理格局大场景、三维可视化表达。城市级实景三维场景反映城市地表真实情况，可用于自然资源精细化表达。部件级实景三维场景反映实体要素在立体空间位置、几何形态、空间关系及属性，以建筑信息模型数据（BIM）为主，可用于个性化应用。相比传统测绘地理信息产品，实景三维具有以下六个方面的优势。一是真实。通过形状和色彩对被测对象进行真实描述，可实现实景虚拟空间展现，给用户带来便利的沉浸式感官。二是立体。三维立体相较二维平面空间感强，可以更加直观地体验、记录和表达现实世界。三是动态。它不仅能反映现实世界某一时点的当前状态，还可反映多个连续时点状态，时序化、动态化地展示现实世界发展和变化。四是按实体分精度。其按照实体为粒度描述地物对象，根据不同的实体表达内容，分级进行空间精度设计。五是人机兼容理解。它对实体框架进行统一设计，用统一的实体编码并赋予语义信息，人机兼容性好。六是全空间。实景三维将传统地理信息产品由陆地向海洋、地下、水下延伸，可实现更广阔和更丰富的内涵表达。

2实景三维智能可视化系统设计

2.1生态修复模拟和成效检验

生态修复是一个多学科交叉的系统工程，其影响因素较多且复杂。管理者只有充分了解待修复的生态系统，才能明确生态修复目标，确定合适的生态修复方式。基于元宇宙的自然资源仿真交互平台可以为生态修复提供虚拟的实验平台，在虚拟环境中呈现修复对象不同时期的生态系统，通过脑机接口将人的思维和知识融入虚拟环境，帮助管理者更好地了解修复对象的生物多样性和生态系统的特征与功能；基于仿真交互平台模拟国土综合整治、矿山生态修复、海洋生态修复等方面的保护措施和管理策略，预测其可能的影响，评估其可行性和修复效果，对保护措施和管理策略进行调整和优化，提高生态环境修复的效果和效率。当前，生态价值研究包括生态产品价值核算、生态系统生产总值等方面，但社会公众对生态价值仍缺乏深切的感受。仿真交互平台让人们切身感受不同的生态环境及其未来影响，可让人们更好地理解生态价值，从而有助于生态价值的定量表达。

2.2自然资源和不动产确权登记领域

自然资源和不动产属于立体空间实体，二维形式缺乏有效的空间载体和精确定位，且自然资源单元和不动产权属空间分布复杂，传统的二维数据难以支撑精细化、准确化的空间信息管理。在三维场景下，可更为直观地对水域、森林、山岭、草原、荒地、滩涂等所有自然生态空间进行准确界定，明确自然资源范围。不动产三维数据可真实、全面地反映不动产立体空间分布特性和自然状况，实现不动产登记的有效衔接，以及地上、地表、地下空间的三维应用管理。例如，对不动产立体空间的位置进行精确定位，无论不动产的位置是在地上、地下还是悬空建筑，都可以形象展示土地及地上建筑物、构筑物的空间位置关系及属性状态，使不动产登记更加直观精准。

2.3地质灾害预警中的应用

在三维场景中构建地质灾害监测分析模型，依据滑坡、泥石流等监测数据与遥感影像、坡度数据、视频监控、救援物资及力量、导航数据和地形等分析数据源，在三维场景中分析并展现地质灾害受灾区域范围、重点防范对象、受灾房屋、受灾人数、撤离路线、救援力量调配等信息。

2.4人机融生虚拟政务服务平台

目前，基于Web2.0的政务服务系统能够很好为用户提供不间断的政务服务，但仍存在一些不足。例如，用户通过互联网系统提交材料和查看进度，无法与政务服务工作人员面对面交流，不能及时有效解决政务服务过程中的疑惑，这是因为很多问题通过文字表述很难全面表达，很多政务服务需要双方多次面对面交流。基于元宇宙的人机融生虚拟政务服务平台，可以通过24小时在线的虚拟工作人员为用户提供多模态交互的沉浸式政务服务。虚拟工作人员可能是随时在线的真实工作人员虚拟形象，也可能是虚拟数字工作人员。用户通过自己的虚拟角色可以使用语音甚至手语向虚拟工作人员进行业务咨询，并根据虚拟工作人员的指引进行业务办理、查询业务办理进度等。政务服务人员和办事用户都可以随时随地进入虚拟政务服务大厅并进行沟通和工作，突破了时间和空间的限制。虚拟政务服务平台利用人工智能实现数字工作人员、真实工作人员与用户之间的交互，进而提高政府工作效率和服务水平，这也是元宇宙中数字人、自然人和机器人之间人机融生的典型应用场景。元宇宙还可以为不动产登记、矿产资源管理等自然资源综合管理其他方面提供支持，为自然资源的可持续和高质量发展提供有力的支撑。

结束语

实景三维的全空间特性、地理场景特性以及地理实体特性为自然资源调查成果的多源数据融合浏览、自然资源动态查询、自然资源体模拟与分析、重叠资源的立体表达提供了新的技术思路。本文基于自然资源综合调查监测国家试点一查多用子任务成果数据,结合实景三维技术大纲中的地形级空间统一框架与基础地理实体构建思想,对自然资源调查多源成果数据的分析与表达进行了可视化应用研究。自然资源综合调查监测成果分析与展示系统为本次自然资源一查多用成果数据的有效分析和统一管理提供了良好助益,同时也为自然资源部门对于自然资源调查监测数据的进一步使用、挖掘、分析、管理、表达提供了可复制、可推广、可拓展的有益案例。

参考文献

［1］乐黎明，覃雪梅，王祥，等．实景三维模型的建设技术与应用［J］．地理空间信息，2022，20(11):96-99．

［2］张光伟，吴昊，郭震冬．实景三维多源数据场景融合［J］．测绘通报，2022(8):155-159．

［3］王芮，严立，陆文雨．融合实景三维信息的三维地籍空间模型构建与应用探索［J］．测绘通报，2021(S1):6-9．