「實(shí)景三維中國將取代傳統(tǒng)4D產(chǎn)品，成為新型基礎(chǔ)測(cè)繪的標(biāo)準(zhǔn)化成果」這是自然資源部國土測(cè)繪司司長武文忠在上周舉辦的中國地理信息產(chǎn)業(yè)大會(huì)上為實(shí)景三維中國給出的最新定義。
未來，新型基礎(chǔ)測(cè)繪的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用將全面圍繞實(shí)景三維來展開，已逐漸成為行業(yè)共識(shí)。李德仁院士此前在接受泰伯網(wǎng)采訪時(shí)就坦言，目前實(shí)景三維產(chǎn)業(yè)已具備充分的技術(shù)條件，且市場(chǎng)需求強(qiáng)烈，符合技術(shù)發(fā)展整體趨勢(shì)，應(yīng)當(dāng)盡早立項(xiàng)落地。
到2020年底，針對(duì)“經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)等普適性服務(wù)以及自然資源管理”需求，完成10米格網(wǎng)DEM全國更新和優(yōu)化。
可以看到，在國家基礎(chǔ)測(cè)繪工作全面轉(zhuǎn)型升級(jí)的節(jié)點(diǎn)，實(shí)景三維中國建設(shè)已「漸入佳境」。
說回到城市級(jí)三維，其實(shí)是源自于「實(shí)景三維中國」三個(gè)層級(jí)劃分（城市級(jí)、地形級(jí)、部件級(jí)）中的一項(xiàng)內(nèi)容，其主要目標(biāo)是對(duì)全國地級(jí)以上城市完成實(shí)景三維模型的構(gòu)建。并且根據(jù)實(shí)景三維中國建設(shè)的「兩步走戰(zhàn)略」，這項(xiàng)工作要在「十四五」期間完成。
相較于地形級(jí)三維來說，城市級(jí)三維建設(shè)要求的精度更高、展示內(nèi)容更豐富、總體工作量也要更大。此外，有賴于智慧城市建設(shè)的不斷加速，社會(huì)對(duì)城市級(jí)三維的需求和重視也將要遠(yuǎn)大于地形級(jí)三維。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前雖然有超過600個(gè)地區(qū)已經(jīng)開展了不同程度的實(shí)景三維建設(shè)，但其中針對(duì)于城市城區(qū)進(jìn)行大范圍實(shí)景三維建模的并不多。泰伯網(wǎng)認(rèn)為，造成這種情況的原因，一是由于城市級(jí)三維的數(shù)據(jù)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未明確，仍處在試點(diǎn)階段。其次是城市級(jí)三維的實(shí)施難度較大，相關(guān)企業(yè)正在探索最優(yōu)的技術(shù)路徑和產(chǎn)品方案。
今年10月，剛剛完成昆明城區(qū)實(shí)景三維無人機(jī)航測(cè)項(xiàng)目的常雨（化名）告訴泰伯網(wǎng)，目前絕大多數(shù)的測(cè)繪企業(yè)，其實(shí)都缺乏這種大規(guī)模城市級(jí)實(shí)景三維建設(shè)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。任務(wù)面積大、工期緊、安全性要求高、有高層建筑物以及電磁干擾強(qiáng)，這都是城市級(jí)三維數(shù)據(jù)采集中常見的幾個(gè)問題。從常規(guī)實(shí)景三維項(xiàng)目中積累下的工作流程和產(chǎn)品方案，往往在城市級(jí)三維中就行不通。
而巨大的挑戰(zhàn)同樣意味著巨大的機(jī)遇，誰能夠先搞清楚城市級(jí)實(shí)景三維，誰也就在新時(shí)代中掌握了主動(dòng)權(quán)。
目前開展實(shí)景三維中國建設(shè)，主要是依靠無人機(jī)航測(cè)、激光雷達(dá)、傾斜攝影及移動(dòng)測(cè)量等數(shù)據(jù)采集技術(shù)作為支撐。常雨告訴泰伯網(wǎng)，通過在幾個(gè)城市級(jí)實(shí)景三維項(xiàng)目中積累下的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，他們已經(jīng)對(duì)如何選擇無人機(jī)、如何高效完成城區(qū)三維數(shù)據(jù)采集任務(wù)有了全新的理解。
首先，常雨認(rèn)為，城市級(jí)實(shí)景三維需要滿足在光照條件緩慢變化過程中，連續(xù)采集最多的數(shù)據(jù)。同時(shí)測(cè)區(qū)分塊范圍越大越好，可以有效的降低縫合處的重疊數(shù)據(jù)。因此超長航時(shí)的無人機(jī)平臺(tái)會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力，而且是飛行時(shí)間越長越好。城市級(jí)實(shí)景三維項(xiàng)目的項(xiàng)目周期緊、城區(qū)環(huán)境復(fù)雜，如果無法提高單架次的作業(yè)面積，那么將大大降低整體的作業(yè)效率。面對(duì)動(dòng)輒上百平方公里的作業(yè)任務(wù)，多旋翼無人機(jī)往往有些力不從心，相比之下大型的垂直起降固定翼無人機(jī)則顯得更加實(shí)用和高效。
其次，相比于油動(dòng)無人機(jī)，純電動(dòng)無人機(jī)應(yīng)該更適用于城區(qū)環(huán)境。眾所周知，油動(dòng)無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間長、巡航速度快。但是城區(qū)的人口密集，地面建筑物和車輛集中，由于油動(dòng)無人機(jī)本身攜帶汽油，萬一出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，那么可能造成的人身財(cái)產(chǎn)損失將是不可預(yù)計(jì)的。此外，純電動(dòng)無人機(jī)低噪音、免保養(yǎng)的特性，也決定了它更適用于城區(qū)環(huán)境。
最后，城市級(jí)實(shí)景三維項(xiàng)目對(duì)無人機(jī)在穩(wěn)定性上有著更高的要求。常雨表示，因?yàn)槌菂^(qū)林立密集的超高層建筑物，改變了地表狀況，所以對(duì)該地及周圍地區(qū)、低空飛行范圍的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的影響，同時(shí)城市還是各種電磁干擾的聚集地。如果無人機(jī)無法克服這些問題，外業(yè)數(shù)據(jù)采集將難以為繼。
昆明市城市級(jí)實(shí)景三維建模效果
常雨告訴泰伯網(wǎng)，在昆明城區(qū)項(xiàng)目中他們采用的是沃飛長空傲勢(shì)XC-25無人機(jī)，它除了是一款能夠續(xù)航6小時(shí)的長航時(shí)純電無人機(jī)以外，還是一架多余度無人機(jī)，即全機(jī)多個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)額外有一套備用系統(tǒng)，如電源、GNSS、IMU、磁羅盤、舵機(jī)等）采用多余度設(shè)計(jì)，有效降低了系統(tǒng)失效概率，降低飛行風(fēng)險(xiǎn)。假設(shè)單余度系統(tǒng)的失效概率為0.1%（千分之一），那么雙余度設(shè)計(jì)就將系統(tǒng)的失效概率由千分之一降低到了百萬分之一。
在常雨眼中，長續(xù)航、純電動(dòng)、多余度已經(jīng)成為他未來考量一款無人機(jī)是否適合城市級(jí)實(shí)景三維任務(wù)的三個(gè)核心標(biāo)準(zhǔn)。
沃飛長空傲勢(shì)XC-25雙龍頭無人機(jī)
此前，就有業(yè)內(nèi)專家表示，單從目前的數(shù)據(jù)采集技術(shù)而言，無論是無人機(jī)航測(cè)還是傾斜攝影，都已經(jīng)相當(dāng)成熟。如今只是需要大家認(rèn)識(shí)到，城市級(jí)三維與傳統(tǒng)小型地塊三維建模之間，無論是在項(xiàng)目體量、城區(qū)作業(yè)環(huán)境，甚至于如何選擇合適的無人機(jī)產(chǎn)品上，都存在著不小的差異。
當(dāng)然，除了數(shù)據(jù)采集，城市級(jí)實(shí)景三維建設(shè)也必然會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)處理、三維成果應(yīng)用等方面產(chǎn)生新的變化。
從二維到三維，從鄉(xiāng)村到城市，已經(jīng)是全球科技發(fā)展和智慧地球建設(shè)的必然趨勢(shì)。隨著試點(diǎn)工作的逐步完成，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃的制定，實(shí)景三維將會(huì)對(duì)地理信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，也將幫助國家基礎(chǔ)測(cè)繪工作完成轉(zhuǎn)型升級(jí)。
沃飛長空“城市級(jí)三維實(shí)景建模”解決方案，已于10月28日-30日的第十屆中國測(cè)繪地理信息技術(shù)裝備博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)首次發(fā)布。歡迎前往沃飛長空展位：T33 了解全新解決方案，共同智“繪”未來。
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