实景三维中国建设是面向新时期测绘地理信息事业服务经济社会发展和生态文明建设的新定位、新需求，是对传统基础测绘业务的转型升级。实景三维以其真实、立体、直观的优势在城市规划、智能交通、环境监测、自然灾害预警、公共安全、国防建设、精准农业、现代医疗等领域提供强大的数据支撑，促进经济社会绿色低碳发展。
随着时代发展和技术突破，地图产品不断更新，采用了新技术，融入了新场景、新应用。如今，二维平面地图已经向三维方向发展，出现了真实、立体、直观的实景三维地图，有效推动地图数据作为新型生产要素全面支撑和促进数字经济发展。
实景三维作为真实、立体、时序化反映人类生产、生活和生态空间的时空信息，是国家重要的新型基础设施，通过“人机兼容、物联感知、泛在服务”实现数字空间与现实空间的实时关联互通，为数字中国提供统一的空间定位框架和分析基础，是数字政府、数字经济重要的战略性数据资源和生产要素。区别于二维平面的有限表达，实景三维可以如实呈现物理世界的空间分布和构造场景，并可对空间分布形态进行虚拟调整、重组或扩展，完成科学规划、管理、预测、防范、应对等目标任务。因此，实景三维在城市规划、智能交通、环境监测、自然灾害预警、公共安全、国防建设、精准农业、现代医疗等领域都能够发挥重要作用，具有十分广阔的应用前景。
从内部组成或构造上来看，实景三维通过在三维地理场景上承载结构化、语义化、支持人机兼容理解和物联实时感知的地理实体进行构建，由空间数据体、物联感知数据和支撑环境三部分构成，按照表达内容通常分为地形级、城市级和部件级。
地形级的实景三维建模效果图 图/陕西天润科技股份有限公司
空间数据体包括地理场景和地理实体。地理场景包括数字高程模型（DEM）、数字表面模型（DSM）、数字正射影像（DOM）、真正射影像（TDOM）、倾斜摄影三维模型、激光点云等；地理实体包括基础地理实体、部件三维模型以及其他实体等。基础地理实体包括地物实体和地理单元，可通过二、三维形式进行表达；部件三维模型包括建（构）筑物结构部件、建筑室内部件、道路设施部件、地下空间部件等；其他实体包括其他行业部门生产的专业类实体。物联感知数据包括自然资源实时感知数据、城市物联网感知数据、互联网在线抓取数据等。自然资源实时感知数据包括通过自然资源管理业务获得的实时视频、图像，以及自动化监测设备所获得的实时信息等；城市物联网感知数据包括城市监控视频、车载导航、移动基站、手机信令等实时视频及图像等；互联网在线抓取数据包括在线获取的地理位置、文本、表格等。支撑环境包括数据获取处理系统、建库管理系统和应用服务系统，以及支撑上述系统运行的软、硬件基础设施等。数据获取处理系统指对空间数据体和物联感知数据进行获取、处理、融合的各系统；建库管理系统指对数据集成建库和数据库管理的各系统；应用服务系统是面向应用的服务系统；软、硬件基础设施指自主可控的网络、安全、存储、计算显示设备，以及支撑软件等。
北京雁栖湖部分场景实景三维建模效果图 图/武汉华正空间软件技术有限公司
早在20世纪90年代，为了更好地保障我国经济建设、社会发展、国防建设需要，充分发挥测绘对国民经济和社会发展的基础性、战略性支撑作用，解决全国范围大地测量、基本比例尺地形图测制等测绘任务推进相对缓慢、投入相对不稳定等问题，1992年12月28日第七届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议审议通过了《中华人民共和国测绘法》，首次以法律文件的形式将这一类测绘任务统称为“基础测绘”。1995年印发的《关于对全国基础测绘实行分级管理的通知》中这样定义：“全国性的基础测绘，包括全国统一的大地基准、高程基准、深度基准和重力基准的建立和更新，全国统一的大地坐标系统、平面坐标系统、高程系统、地心坐标系统和重力测量系统的建立和更新，国家一、二等大地测量控制网的建立和复测，全国1∶100万、1∶50万、1∶25万、1∶10万、1∶5万和1∶2.5万系列比例尺地形图的测制和更新，国家基础地理信息系统的建立和更新等”“省一级行政区划内的基础测绘，主要包括三、四等平面控制网，三、四等高程控制网的建立和复测，1∶1万及更大比例尺地形图的测制和更新，区域性基础地理信息系统的建立和更新等”。1997年，基础测绘作为重要的政府职能，正式纳入国家的国民经济和社会发展年度计划，并在2002年首次修订的《中华人民共和国测绘法》中单独设置“基础测绘”一章，给出了“基础测绘”更为明确的定义：“建立全国统一的测绘基准和测绘系统，进行基础航空摄影，获取基础地理信息的遥感资料，测制和更新国家基本比例尺地图、影像图和数字化产品，建立、更新基础地理信息系统。”随后，基础测绘的法制化、制度化进程不断加快，《基础测绘计划管理办法》《基础测绘条例》相继印发，有力推动了“十三五”之前我国大规模基础测绘任务的进行，保障其基本完成。
“十二五”末期，随着我国经济发展进入新常态，以及以物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术为核心的新型基础设施的快速发展，以生产二维地图产品为主要任务、按比例尺大小对同一区域进行“重复测绘”的基础测绘发展模式已经暴露出不适应形势发展、时代发展、高质量发展的突出问题，尤其是由需求变化引起的传统基础测绘产品难以满足经济社会高质量发展的要求。
2015年6月，国务院批复同意的《全国基础测绘中长期规划纲要（2015—2030年）》中，首次提出了“加快发展基础测绘，形成新型基础测绘体系”的要求。《全国基础测绘中长期规划纲要（2015―2030年）》《测绘地理信息事业“十三五”规划》的印发，标志着我国正式进入新型基础测绘发展阶段。
2017年11月，国家测绘地理信息局批复同意“上海新型基础测绘试点项目立项并纳入我国新型基础测绘体系建设试点”。作为全国第一个新型基础测绘国家试点项目，上海新型基础测绘试点项目历时3年，于2020年顺利通过验收，在创新基础测绘理论体系、提升测绘信息采集智能化水平、丰富基础测绘成果体系、创新基础测绘服务模式、拓展应用场景等方面进行了有益探索，积累了宝贵的实践经验。随后，武汉、宁夏、西安、山东、北京、徐州、株洲等一批城市和地区陆续开展了相关试点建设。在推动这些城市、地区加快基础测绘转型升级发展的实践工作中，对新型基础测绘的内涵基本形成了统一认识：在保持公益性要求的前提下，以新的成果模式——“基础地理实体”作为核心和切入点，带动技术体系、生产组织体系和政策标准体系全面升级转型，实景三维中国建设便是其标准化产品。
上海部分地区实景三维建模效果图 图/AIRLOOK
天津部分地区实景三维建模效果图 图/AIRLOOK
广州部分地区实景三维建模效果图 图/AIRLOOK
深圳部分地区实景三维建模效果图 图/AIRLOOK
构建一个真实、立体、时序化反映人类生产、生活和生态空间并能与其实时关联互通的数字空间，是一项庞大的系统工程，不仅涉及海量的三维时空数据资源建设任务，也涵盖相应的软件装备研制、网络计算环境建设，以及各种应用场景搭建的任务。完成这些任务，需要以大地测量与导航定位、遥感、地理信息系统等技术为基础，融合传感器、大数据、人工智能、云计算、物联网、新一代通信等设备和技术，实现对机载点云数据、道路车载点云数据、街坊内部点云数据、地下空间点云数据和倾斜模型数据等三维时空数据（带有时间属性且与地理位置有关的数据）的智能化获取、处理、分析和应用，最终实现“人机兼容、物联感知、泛在服务”。
从技术特点上来说，实景三维中国建设的支撑技术已经突破了传统测绘技术的范畴，技术边界越发模糊，更加突出技术融合升级，强调数字化、智能化、智慧化，最终通过“人工智能”快速实现“地球在我家”。
从宏观层面上来说，实景三维中国建设最显著的功能与作用就是为数字中国建设打造统一的时空数字底座，有力支撑以数据为关键要素的数字经济建设，促进实体经济和数字经济融合发展。
从微观层面上来说，基于实景三维构建的时空大数据平台能够有力促进自然资源管理、城市规划、智能交通、环境监测、自然灾害预警、旅游、公共安全、金融、现代医疗、国防建设、农业等相关领域的数字化、信息化、智能化。
实景三维建模过程示意图 图/武汉华正空间软件技术有限公司
比如，在自然资源管理方面，利用时空大数据平台，融合自然资源管理相关数据，可以为国土空间规划、空间用途管制、生态修复、自然资源确权登记、自然资源资产管理等提供底图、底板服务。在城市规划领域，利用时空大数据平台，开展城市交通拥堵、人口迁徙、生产力布局、气候变化、产业布局变化等分析，能够辅助制定更加科学和精准的城市规划方案。在智能交通领域，利用时空大数据分析与交通相关的车辆行驶轨迹、路况信息、交通流量等数据变化，提供交通流量预测、交通信号优化、路径规划等服务，能够帮助相关部门、单位提高交通管理、规划和决策的智能化、科学化水平。在环境监测领域，时空大数据可以辅助开展大气污染、水质污染等环境指标的时空变化监测分析，为环保部门提供全面、准确、及时的环境信息和决策支持。在自然灾害预警领域，基于大量的气象、地质、水文等数据以及人口分布、交通状况等数控系统数据，建立自然灾害预测模型，通过分析历史数据和实时数据，可以预测灾害发生的时间、地点和规模等信息，识别和分析灾害的潜在风险和影响范围。在公共安全领域，基于大量的人口流动、交通状况等时空数据信息，建立公共安全预警系统，可以识别和分析安全隐患、犯罪行为和突发事件等，为公安部门和政府有关部门提供及时、准确的安全预警和应对建议。在现代医疗领域，通过研究疾病数据、医疗资源的时空分布特征，探讨疾病的流行区域、流行特征、流行周期和医疗资源调配预案，可以预测和预警疾病的爆发和传播趋势，帮助医疗机构和政府制定相应的防控措施和应急预案。在国防建设领域，时空大数据可以增强信息收集分析能力、战场态势准确快速感知能力、战术科学决策能力、物资合理调配能力，提高国防战斗力和决策效率，以及国家安全的保障水平。实景三维中国建设在有效提高全社会的数字化水平，促进数字中国建设快速发展方面的作用毋庸置疑。
国土空间基础信息平台，利用实景三维服务国土空间规划 图/上海市测绘院
实景三维的应用服务目前主要集中于政府治理领域，包括城市规划、智慧街道治理、智慧县域建设、自然资源管理、智慧警务、城市精细化管理、生态保护等。
例如，上海运用实景三维服务城市规划。根据上海市规划和自然资源局《关于提升黄浦江、苏州河沿岸规划建设工作方案》中对一江一河沿岸地区三维空间数据平台建设的总体要求，上海市测绘院于2018年6月至2019年6月开展了“上海市城市设计和建筑规划管理系统建设”项目研究。该项目在研究编制三维模型制作标准的基础上，明确了建设工程设计方案电子报建三维模型数据制作的要求，并已应用于沿岸19个项目。在上海现有三维数据模型的基础上，搭建了适应规划建设管理和展示需要的系统，发布了黄浦江两岸、苏州河两岸第一层面、第二层面、第三层面区域内约100个重点地块的建筑方案，对北外滩、徐汇等区域的城市设计方案进行了天际线研究，有效辅助了一江一河整体规划工作的开展。
上海城市设计和建筑规划管理系统，有效辅助一江一河沿岸地区整体规划工作 图/上海市测绘院
围绕上海市浦东新区花木街道智慧治理的现实需要，上海市测绘院与浦东新区花木街道签署了《花木街道数字孪生城市2025战略合作备忘录》，以项目推动党建和业务深度融合，搭建了花木街道数字孪生城市平台。该项目将楼宇、设施、建（构）筑物、道路、感知设备等空间实体全量映射在数字沙盘中，复刻街道内每个角落的真实场景，为街道规划和管理提供精细的可视化分析基础。以全要素地图为数据基础，结合管理工作的具体业务需求，形成针对街道多个条线部门具体工作场景的应用，为街道精细化治理提供了智能化、数字化的解决方案，使基层工作增效提质。根据花木街道社区管理需要，花木街道数字孪生城市平台开发了“管市民”“管商办”“管自己”“管服务”四大版块、20余个应用场景，为社区精细化管理提供了实时信息，极大地提高了社区管理效率。
花木街道数字孪生城市平台中的全要素地图，为社区精细化管理提供了实时信息 图/上海市测绘院
实景三维还可以助力智慧县域建设。通过搭建数字县域基础框架，以县域全要素海量空间信息为基底，构建城镇轻量化概略模型、沿街实景三维模型和市政道路设施部件精细化模型，并接入环保、住建、城管、市政、自然资源等不同部门的信息数据，形成泛在感知与智能设施管理平台，以及生态环境监测、智慧乡镇、智慧城管等一系列应用系统，为建成智慧县域、推动新型城镇化和乡村振兴奠定重要基础。
数字泾阳平台，汇总了不同部门的信息数据，实现智慧县域建设 图/陕西天润科技股份有限公司
宁夏自然资源部门组织有关单位以宁夏1∶2000基础地理信息数据成果为基础，利用三维建模等技术，开展全域实景三维地形场景、城镇实景三维模型、乡村三维框架模型数据生产，建成标准统一、关联融合、持续更新的自然资源管理实景三维数据，真实还原全区地貌特征以及地面各类地物要素的真实形态、空间分布和相互关系，实现自然资源立体化管理、可视化分析，形成宁夏自然资源实景三维一张底图，服务自然资源“两统一”职责履行，有力支撑自然资源精细化管理、国土空间精准化管控。
宁夏自然资源实景三维一张底图中的实景三维建模效果图 图/陕西天润科技股份有限公司
依托物联网、移动互联网、人工智能、云计算、数据挖掘及三维建模等技术，陕西陇县公安局城关派出所构建了一个集社会秩序管理和治安秩序管理于一体的智慧环境——智慧警务室，涵盖警务网格、基础人口、重点人口、重点场所、视频监控、校园安全等模块，形成警务室基础业务数据动态管理，联通上级指挥中心上传下达，提高了警务室群防群治、处置警务、矛盾化解以及社情民意服务的智能化水平。
陇县公安局城关派出所智慧警务室，涵盖警务网格、基础人口、重点人口、重点场所、视频监控、校园安全等模块 图/陕西天润科技股份有限公司
北京以单体化、高精度的真三维数据作为空间基础，以可视化的方式还原北京空间信息，以此为载体叠加多行业专业数据，构建了北京空间大数据平台。该平台能够极大地降低数据使用难度，提升数据表现力，便于各行业、多层级用户拓展思路和深化应用，并将相关企业和社会群众引入城市规划、建设、管理、运营等业务中来，能够实现多种行业业务信息的叠加融合、分层分户的信息管理等需求。
北京国贸地区区域管线等实景三维建模效果图 图/武汉华正空间软件技术有限公司
山东省自然资源厅基于实景三维建成陆海相连，二、三维一体，多源信息集成的实景三维黄河“一张图”，为黄河流域生态保护和高质量发展绘制了立体底图，打造实景三维服务黄河流域生态保护和高质量发展的典型应用场景。
2022年2月，自然资源部办公厅印发《自然资源部办公厅关于全面推进实景三维中国建设的通知》，其中明确指出：“到2025年，5米格网的地形级实景三维实现对全国陆地及主要岛屿覆盖，5厘米分辨率的城市级实景三维初步实现对地级以上城市覆盖，国家和省市县多级实景三维在线与离线相结合的服务系统初步建成，地级以上城市初步形成数字空间与现实空间实时关联互通能力，为数字中国、数字政府和数字经济提供三维空间定位框架和分析基础，50%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维空间完成。到2035年，优于2米格网的地形级实景三维实现对全国陆地及主要岛屿必要覆盖，优于5厘米分辨率的城市级实景三维实现对地级以上城市和有条件的县级城市覆盖，国家和省市县多级实景三维在线系统实现泛在服务，地级以上城市和有条件的县级城市实现数字空间与现实空间实时关联互通，服务数字中国、数字政府和数字经济的能力进一步增强，80%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维空间完成。”
为保障实景三维中国建设的顺利实施和建设目标的如期实现，2023年3月，自然资源部印发《实景三维中国建设实施方案（2023—2025年）》，对2023—2025年实景三维中国建设的建设任务、技术流程与方法、主要成果与汇集、组织实施等进行了系统安排和部署，明确了各级自然资源主管部门在实景三维中国建设中的主体责任和推动形成横向打通、纵向贯通的“全国一盘棋”格局的基本要求，以及到2025年实现“国省市县协同机制初步形成，城市三维模型对地级以上城市城镇开发边界范围覆盖，50%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维空间完成”的基本目标。
实景三维中国建设是面向新时期测绘地理信息事业服务经济社会发展和生态文明建设的新定位、新需求和对传统基础测绘业务的转型升级，是测绘地理信息服务的发展方向和基本模式。随着数字中国、数字政府、数字经济建设的持续快速推进，实景三维中国建设将成为数字中国建设整体框架构建的核心要素和重要内容，并作为新型生产要素赋能各行各业、服务千家万户、支撑社会治理。基于实景三维数据搭建统一的国家地理空间基底和数据融合平台，将为自然资源管理、生态文明建设提供统一的数字空间底座，实现资源、生态现状信息与管理信息有机融合，为履行自然资源“两统一”职责提供高效技术支撑，促进自然资源、国土空间治理体系和治理能力现代化，助力美丽中国建设。实景三维中国建设的时空大数据通过与其他生产要素的耦合协同，将实现生产、生活要素供给与需求在时空上快捷、精准、智能匹配，促进传统生产要素高效配置和国土利用空间拓展延伸，实现生产模式重构、生活方式转型、城乡智慧治理，促进经济社会绿色低碳发展，助力高质量发展。可以预见，在数字化时代，实景三维中国建设必将在经济建设、社会发展、国防建设和生态保护等方面发挥更大的作用。
※原文选自《地图》杂志2023年第5期，转载及杂志订阅、购买，均请联系后台。
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