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2022年2月24日，自然資源部辦公廳發(fā)文《關(guān)于全面推進實景三維中國建設(shè)的通知》(自然資辦發(fā)〔2022〕7號)，提出了“實景三維作為真實、立體、時序化反映人類生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間的時空信息，是國家重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，通過“人機兼容、物聯(lián)感知、泛在服務(wù)”實現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實空間的實時關(guān)聯(lián)互通，為數(shù)字中國提供統(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)濟重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素。實景三維中國建設(shè)是面向新時期測繪地理信息事業(yè)服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)新定位、新需求，對傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級，是測繪地理信息服務(wù)的發(fā)展方向和基本模式，已經(jīng)納入“十四五”自然資源保護和利用規(guī)劃。”

并明確了以下建設(shè)目標：“到2025年，5米格網(wǎng)的地形級實景三維實現(xiàn)對全國陸地及主要島嶼覆蓋，5厘米分辨率的城市級實景三維初步實現(xiàn)對地級以上城市覆蓋，國家和省市縣多級實景三維在線與離線相結(jié)合的服務(wù)系統(tǒng)初步建成，地級以上城市初步形成數(shù)字空間與現(xiàn)實空間實時關(guān)聯(lián)互通能力，為數(shù)字中國、數(shù)字政府和數(shù)字經(jīng)濟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)劃可通過線上實景三維空間完成。

到2035年，優(yōu)于2米格網(wǎng)的地形級實景三維實現(xiàn)對全國陸地及主要島嶼必要覆蓋，優(yōu)于5厘米分辨率的城市級實景三維實現(xiàn)對地級以上城市和有條件的縣級城市覆蓋，國家和省市縣多級實景三維在線系統(tǒng)實現(xiàn)泛在服務(wù)，地級以上城市和有條件的縣級城市實現(xiàn)數(shù)字空間與現(xiàn)實空間實時關(guān)聯(lián)互通，服務(wù)數(shù)字中國、數(shù)字政府和數(shù)字經(jīng)濟的能力進一步增強，80%以上的政府決策、生產(chǎn)調(diào)度和生活規(guī)劃可通過線上實景三維空間完成?！?/span>

1.技術(shù)發(fā)展

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

2.基本概念

DEM，即數(shù)字高程模型。是通過有限的地形高程數(shù)據(jù)實現(xiàn)對地面地形的數(shù)字化模擬（即地形表面形態(tài)的數(shù)字化表達），它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。常見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。是對航空（或航天）相片進行數(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。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。常見三調(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、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。是對經(jīng)過掃描，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)是國際攝影測量領(lǐng)域近十幾年發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，該技術(shù)通過從一個垂直、四個傾斜、五個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。它不僅能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，還可通過先進的定位、融合、建模等技術(shù)，生成真實的三維城市模型。

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無人機，可依據(jù)測區(qū)實際需求靈活選擇設(shè)備。經(jīng)緯M600 pro具有載重能力強、抗風(fēng)能力強、作業(yè)效率高等特點，適合1平方千米左右的項目使用。一般飛行高度為80-120米，進行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，適宜0.25平方千米左右小范圍項目使用，同時可進行低空近地飛行以及對塔狀建筑環(huán)繞飛行，可滿足高精度建模需求。

4.分區(qū)劃分

根據(jù)項目區(qū)實際地形及建筑物高度情況，可設(shè)置不同參數(shù)對測區(qū)進行分區(qū)飛行。

 5.航飛方案確定

對設(shè)備、飛行高度、重疊率、飛行速度、外擴距離等參數(shù)進行確定，劃定航線。

6.像控點布設(shè)

根據(jù)項目實際需求，需在飛行前進行像控點的布設(shè)和坐標采集。

7.傾斜攝影技術(shù)短板

1）遠看逼真、近地模糊

無人機在低空影像采集過程中，由于存在相機盲區(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、相機等在地面對建筑沿下進行補充拍攝。同時由于地面存在車輛、人員走動，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，無法對樹木等不規(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行建模，實際項目中，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，計算機無法進行空中三角形測量計算，這樣就會導(dǎo)致生成的模型在大水面、連續(xù)農(nóng)田、樹林等情況時會出現(xiàn)模型破洞的情況。

圖為基于45張手機拍攝照片生成的我院城鄉(xiāng)發(fā)展研究中心小會議室模型，由于會議桌、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、頂棚因為紋理信息豐富，模型進行了很好的構(gòu)建。

在國土空間規(guī)劃“五級三類四體系”的框架下，全國、省、市級總體規(guī)劃主要依托DEM、DOM等進行工作。而在市級、縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級總體規(guī)劃、面向建成區(qū)內(nèi)部的存量規(guī)劃、各類詳細規(guī)劃以及專項規(guī)劃中，都可進行傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，為規(guī)劃工作提供真實、準確的規(guī)劃底圖。同時，在編制審批體系和實施監(jiān)督體系方面，也可運用傾斜攝影技術(shù)對政府治理能力現(xiàn)代化提供技術(shù)支撐。

 我院城鄉(xiāng)發(fā)展研究中心自2018年配備無人機以來，傾斜攝影技術(shù)在各類型項目進行了廣泛的應(yīng)用。2018年，平遙田園綜合體項目中，運用傾斜攝影技術(shù)對規(guī)劃范圍內(nèi)所有村莊進行了歷史文化資源的普查；在六河村人居環(huán)境整治以及實用性村莊規(guī)劃項目中，運用傾斜攝影技術(shù)對村莊及周邊環(huán)境進行了三維重建，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；在大陽泉村保護實施規(guī)劃、景觀設(shè)計項目中，運用傾斜攝影技術(shù)對村莊核心區(qū)進行了三維重建，為各類要素保護、景觀設(shè)計提供了分析底圖。2019年，在平遙國際工作坊 縣衙街區(qū)城市更新工作中，運用傾斜攝影技術(shù)對平遙古城縣衙街區(qū)進行了三維重建，為歷史建筑三維建檔、國際團隊交流溝通提供了極大的便捷。2021年，經(jīng)緯M600 pro無人機的配備，飛行能力得到極大的提升。在介休歷史建筑普查中，運用傾斜攝影技術(shù)對整個介休古城進行了三維重建，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)劃等項目中也進行了廣泛應(yīng)用。于此同時，2021年5月，我院成功申報住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科研開發(fā)項目“基于傾斜攝影技術(shù)的歷史文化名城街區(qū)動態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究——以平遙古城為例”，標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)劃實施與管理層面的跨越。