廣東省深圳市作為改革開(kāi)放的“試驗(yàn)田”和“排頭兵”,近年來(lái)持續(xù)探索數(shù)字城市建設(shè),在國(guó)內(nèi)較早開(kāi)始了三維城市建設(shè),營(yíng)造三維技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。面向新時(shí)期測(cè)繪地理信息事業(yè)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)新定位、新需求,深圳市轉(zhuǎn)型升級(jí)傳統(tǒng)基礎(chǔ)測(cè)繪業(yè)務(wù),全面推進(jìn)實(shí)景三維和智慧深圳時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),培育數(shù)字政府和智慧城市三維應(yīng)用生態(tài)。
實(shí)現(xiàn)城市級(jí)實(shí)景三維模型全市域覆蓋
早在1998年,深圳市規(guī)劃和自然資源部門(mén)就開(kāi)始了城市三維模型建設(shè)探索,2007年自主研發(fā)深圳市三維仿真系統(tǒng),2013年實(shí)現(xiàn)深圳市手工三維模型的全市域覆蓋,2016年探索實(shí)景三維建設(shè)試點(diǎn),2018年10月開(kāi)展了全市域傾斜攝影實(shí)景三維的建設(shè)工作,2020年4月實(shí)現(xiàn)城市級(jí)實(shí)景三維(Mesh)模型全市域覆蓋,在試點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展全要素單體三維模型和部件級(jí)實(shí)景三維建設(shè)。
在生產(chǎn)模式上,深圳市實(shí)景三維建設(shè)針對(duì)城市建筑超高、超密,空域限飛、禁飛,天氣多云、多霾等特點(diǎn),使用固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)、移動(dòng)車(chē)等平臺(tái),搭載多角度傾斜攝影航攝儀、機(jī)載激光掃描儀、全景相機(jī)等多套采集設(shè)備,采用了跨平臺(tái)、多設(shè)備的城市空間信息數(shù)據(jù)全方位感知工作方案,采集了覆蓋全市2100平方千米的高精度傾斜攝影測(cè)量影像和激光掃描數(shù)據(jù)以及重點(diǎn)片區(qū)的街景影像,制定了多時(shí)序、多源數(shù)據(jù)集成融合與定制化數(shù)據(jù)處理的技術(shù)路線,實(shí)現(xiàn)城市級(jí)實(shí)景三維數(shù)據(jù)的快速生產(chǎn)。
城市級(jí)實(shí)景三維瀏覽
在產(chǎn)品特征上,地形級(jí)和城市級(jí)實(shí)景三維建設(shè)定位為新型基礎(chǔ)測(cè)繪的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,部件級(jí)實(shí)景三維充分兼容BIM(建筑信息模型)特性。在城市級(jí)實(shí)景三維模型基礎(chǔ)上,深圳實(shí)景三維建設(shè)通過(guò)整合不同層級(jí)、不同類(lèi)型、不同來(lái)源的三維模型,試點(diǎn)構(gòu)建地上地下、室內(nèi)室外、海陸一體的城市信息模型。三維模型具備全空間、全要素、實(shí)體化和語(yǔ)義化等特性,通過(guò)編制《深圳市城市級(jí)實(shí)景三維數(shù)據(jù)產(chǎn)品》標(biāo)準(zhǔn),深圳實(shí)景三維建設(shè)形成顧及語(yǔ)義、幾何、紋理和拓?fù)涞忍匦缘某鞘屑?jí)、高精度、結(jié)構(gòu)化和全要素的三維模型標(biāo)準(zhǔn)及分層和分類(lèi)體系。
部件級(jí)實(shí)景三維瀏覽
在數(shù)據(jù)更新方面,深圳探索全市域批量更新與局部動(dòng)態(tài)更新相結(jié)合的實(shí)景三維數(shù)據(jù)更新模式。通過(guò)基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目,2022年深圳完成全市域500平方千米三維更新,通過(guò)市區(qū)共建實(shí)現(xiàn)了鹽田、龍華、坪山和光明等區(qū)的三維局部更新和市區(qū)實(shí)景三維數(shù)據(jù)共建。
在數(shù)據(jù)融合方面,以實(shí)景三維為基礎(chǔ),深圳持續(xù)疊加空間規(guī)劃、土地利用、資源調(diào)查、不動(dòng)產(chǎn)權(quán)屬、城市和建筑設(shè)計(jì)等自然資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),融合人口、法人、公共設(shè)施和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等政務(wù)管理數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)接入手機(jī)信令、車(chē)輛軌跡和物聯(lián)感知等城市運(yùn)行數(shù)據(jù),試點(diǎn)探索多維度、多粒度、多類(lèi)型和多時(shí)態(tài)的數(shù)字孿生城市多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合模式。
打造“智慧城市操作系統(tǒng)”
目前,深圳市正全面建設(shè)全市域時(shí)空信息平臺(tái)(CIM平臺(tái)),旨在建成深圳市權(quán)威唯一的時(shí)空信息基準(zhǔn)平臺(tái)、完整統(tǒng)一的時(shí)空信息基礎(chǔ)平臺(tái)、互聯(lián)互通的時(shí)空信息共享平臺(tái)、泛在實(shí)時(shí)的時(shí)空信息服務(wù)平臺(tái),打造深圳的“智慧城市操作系統(tǒng)”,為數(shù)字政府和智慧城市各類(lèi)實(shí)景三維應(yīng)用提供支撐。
2020年12月,該平臺(tái)上線試運(yùn)行,目前已為32家單位提供了應(yīng)用支撐,建立了12個(gè)分節(jié)點(diǎn),提供了429個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù),支撐了不少于50個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用,初步具備多項(xiàng)基礎(chǔ)功能:
一是完成了總體設(shè)計(jì)和原型系統(tǒng)等先導(dǎo)性工作。高標(biāo)準(zhǔn)完成了總體設(shè)計(jì)及原型系統(tǒng)工作,總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容完備翔實(shí)、可操作性強(qiáng)、具有前瞻性和創(chuàng)新性。
二是初步建成全市空間數(shù)字底座。建立了涵蓋全市域的電子地(海)圖、遙感影像、實(shí)景三維、地樓房權(quán)、地名地址等全市二三維空間數(shù)字底座,以及試點(diǎn)片區(qū)單體化模型、分層分戶模型、地下空間(管線)模型、BIM模型等。數(shù)據(jù)通過(guò)保密處理、分級(jí)分類(lèi)、區(qū)分場(chǎng)景等方式,為全市提供二三維空間數(shù)據(jù)底座標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。
三是初步建成空間服務(wù)引擎。初步建立了地、樓、房要素的空間索引,初步實(shí)現(xiàn)城市管理信息按需落圖,并實(shí)現(xiàn)快速落樓、落地、落格;基本建立了城市級(jí)的空間可視化引擎,實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)的全市空間數(shù)字底座數(shù)據(jù)的空間集成,基本實(shí)現(xiàn)了地上地下、室內(nèi)室外空間數(shù)字底座場(chǎng)景的三維表達(dá)和高逼真渲染;初步建立了城市級(jí)的空間分析引擎,實(shí)現(xiàn)了城市地、樓、房、人、公共設(shè)施等管理信息的全空間綜合查詢和城市立體空間的光照模擬、可視域分析、天氣模擬等三維分析。
四是初步形成平臺(tái)建設(shè)機(jī)制和工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在城市級(jí)實(shí)景三維、全空間三維建模指引、統(tǒng)一地址地圖等方面推出了系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,制定了跨部門(mén)、跨層級(jí)、跨區(qū)域的數(shù)據(jù)共建共享規(guī)范,支持各區(qū)開(kāi)展城市級(jí)和部件級(jí)的實(shí)景三維建設(shè)工作。
五是BIM數(shù)據(jù)導(dǎo)入平臺(tái)有序推進(jìn)。開(kāi)展不同技術(shù)路線的技術(shù)驗(yàn)證工作,目前已通過(guò)模型解析、格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)配準(zhǔn)、空間索引構(gòu)建等處理,持續(xù)收集交通、水利、住建等專(zhuān)業(yè)部門(mén),以及各區(qū)既有重點(diǎn)建筑BIM模型、部件級(jí)實(shí)景三維數(shù)據(jù)并導(dǎo)入平臺(tái)。
實(shí)景三維技術(shù)成果廣泛應(yīng)用
經(jīng)過(guò)多年建設(shè),實(shí)景三維技術(shù)成果已廣泛應(yīng)用于深圳市的新冠肺炎疫情防控、自然資源管理、城市精細(xì)化管理等多個(gè)方面。
——新冠肺炎疫情精準(zhǔn)防控。本輪疫情發(fā)生以來(lái),深圳市政府快速啟用實(shí)景三維等技術(shù)力量,為疫情防控提供應(yīng)急測(cè)繪地理信息服務(wù)、制作各類(lèi)疫情專(zhuān)題地圖,緊急上線基于GIS的疫情防控專(zhuān)題、升級(jí)疫情數(shù)據(jù)落圖工具,支撐流調(diào)大數(shù)據(jù)分析高效開(kāi)展等。依托實(shí)景三維精準(zhǔn)、智慧、高效開(kāi)展疫情防控、快速流調(diào)、現(xiàn)狀調(diào)查、三區(qū)界定和統(tǒng)計(jì)分析等工作,有效支持疫情三維研判和精準(zhǔn)定位,實(shí)景三維建設(shè)成果立體多維逼真地呈現(xiàn)出全市封控區(qū)、管控區(qū)、防范區(qū)范圍以及確診病例所在位置數(shù)據(jù),將原本需要4個(gè)小時(shí)完成的流調(diào)壓縮到40~100分鐘。
——自然資源三維立體“一張圖”建設(shè)。實(shí)景三維技術(shù)成果還應(yīng)用于打造深圳市城市云圖產(chǎn)品,深度融合深圳市2000平方千米實(shí)景三維、40年測(cè)繪地理、四版城市空間規(guī)劃、三版自然資源調(diào)查,以及多類(lèi)型城市設(shè)計(jì)、建設(shè)設(shè)計(jì)、古樹(shù)名木和生態(tài)保護(hù)等規(guī)劃和資源信息,支撐城市復(fù)雜空間多維度、層次化、立體化的組織、分析、表達(dá)和呈現(xiàn)。利用實(shí)景三維和裸眼三維等技術(shù),深圳嘗試通過(guò)寫(xiě)真形象性、寫(xiě)意達(dá)情性和抽象概括性闡述城市整體風(fēng)貌。
——規(guī)劃設(shè)計(jì)三維數(shù)字化轉(zhuǎn)譯。針對(duì)城市要素地上地下關(guān)系復(fù)雜并且建設(shè)密度高、設(shè)計(jì)方案實(shí)施后在城市中的效果難以快速進(jìn)行直觀展示、決策反饋周期長(zhǎng)等問(wèn)題,深圳市研發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)字化平臺(tái),開(kāi)展城市空間三維數(shù)字化轉(zhuǎn)譯工作,實(shí)現(xiàn)面向規(guī)劃設(shè)計(jì)的各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景研發(fā)三維數(shù)字化工具,輔助設(shè)計(jì)管理和相關(guān)決策;利用三維數(shù)字化工具分析規(guī)劃設(shè)計(jì)方案對(duì)于城市空間形態(tài)和城市空間結(jié)構(gòu)的影響,輔助城市規(guī)劃、建設(shè)和管理;通過(guò)量化的城市天際線、視域通廊、剖面分析等分析工具,對(duì)城市空間風(fēng)貌保護(hù)、特色空間判定、方案適宜性評(píng)價(jià)等進(jìn)行輔助決策;通過(guò)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)字轉(zhuǎn)譯體系,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的報(bào)建審批機(jī)制、二三維一體的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo)全流程傳導(dǎo)。
——建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃選址和三維會(huì)商。以實(shí)景三維為底座,融合國(guó)土空間規(guī)劃管控、自然資源開(kāi)發(fā)利用、公共配套設(shè)施、土地利用權(quán)屬等規(guī)劃和自然資源部門(mén)積累的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),人口、法人等政務(wù)管理數(shù)據(jù),手機(jī)信令和移動(dòng)軌跡等物聯(lián)感知數(shù)據(jù),建設(shè)全市性的多規(guī)合一平臺(tái)、規(guī)劃選址和項(xiàng)目會(huì)商等系統(tǒng)。通過(guò)二三維一體、圖文一體化和時(shí)空大數(shù)據(jù)分析,開(kāi)展空間論證、輔助選址、地塊篩選、方案比對(duì)和會(huì)商會(huì)審等業(yè)務(wù)。通過(guò)三維立體、多元協(xié)同、時(shí)空推演和監(jiān)測(cè)評(píng)估等手段,提升規(guī)劃方案的合規(guī)性和合理性,提高政府決策的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和直觀性。
——精細(xì)化社會(huì)治理?;诳臻g數(shù)字底座及統(tǒng)一空間索引,利用房屋編碼、統(tǒng)一地址和電子地圖,深圳建立基于實(shí)景三維的全市統(tǒng)一地址庫(kù)和統(tǒng)一地址地圖,打造融合人口、法人、房屋、事件、通信等社會(huì)治理要素的一基五柱“塊數(shù)據(jù)”智能底板,推廣“塊數(shù)據(jù)+”應(yīng)用,為各區(qū)各部門(mén)開(kāi)展精細(xì)化社會(huì)治理提供了基礎(chǔ)支撐。
——科學(xué)化不動(dòng)產(chǎn)評(píng)估。運(yùn)用三維技術(shù),可以探索噪音、景觀等立體指標(biāo)的分析方法,提供更加豐富多樣的價(jià)格評(píng)估服務(wù),提升評(píng)估精細(xì)化水平,為價(jià)格解釋提供了全新的實(shí)景三維模擬視角,提升了不動(dòng)產(chǎn)價(jià)值評(píng)估的科學(xué)性和效率。
——建設(shè)項(xiàng)目全周期管理。整合建設(shè)項(xiàng)目全生命周期中所有業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),包括立項(xiàng)用地規(guī)劃許可階段、工程建設(shè)許可階段、施工許可階段、竣工驗(yàn)收階段、房屋市場(chǎng)管理階段、確權(quán)登記階段、使用維護(hù)階段、滅失注銷(xiāo)等各類(lèi)工程檔案數(shù)據(jù)信息。融合實(shí)景三維和BIM模型,立體化和形象化呈現(xiàn)項(xiàng)目信息,有效解決項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)分散在各業(yè)務(wù)系統(tǒng),無(wú)法實(shí)時(shí)、全面、清晰查詢和掌握的問(wèn)題。
如今,深圳市實(shí)景三維建設(shè)被納入深圳市基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展試點(diǎn)、數(shù)字政府和智慧城市建設(shè)、深圳市測(cè)繪地理信息“十四五”規(guī)劃等,并加大資金投入、加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和提升服務(wù)能力。以實(shí)景三維為基礎(chǔ),深圳市正積極促進(jìn)城市全要素?cái)?shù)字化、城市感知泛在化和城市決策智能化,打造虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字孿生城市,構(gòu)建具有深度學(xué)習(xí)能力的鵬程自進(jìn)化智能體。實(shí)景三維作為數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟(jì)重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素,將為深圳市探索超大型城市治理的新路子奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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