上海市測(cè)繪院首席專家顧建祥：實(shí)景三維要好看，更要好用、管用 | 實(shí)景三維觀察

實(shí)景三維有助于打通基層服務(wù)的最后一公里甚至最后10米。

編輯 | 鹿野

隨著新型基礎(chǔ)測(cè)繪試點(diǎn)工作的推進(jìn)，部分實(shí)景三維試點(diǎn)城市建設(shè)已經(jīng)完成驗(yàn)收。在新型基礎(chǔ)測(cè)繪方面，上海是第一個(gè)“吃螃蟹的人”，也是第一個(gè)通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收的城市。

5年前，上海率先著手基于地理實(shí)體的全息要素采集與建庫(kù)試點(diǎn)，在測(cè)繪數(shù)據(jù)采集的智能化技術(shù)，以及地理實(shí)體的建庫(kù)、應(yīng)用等方面，實(shí)景三維上海都進(jìn)行了諸多嘗試，也產(chǎn)生了不少創(chuàng)新成果，為超大城市實(shí)景三維的建設(shè)和應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)和參考，也為科學(xué)、精細(xì)、智能的城市治理提供了空間底座。

“從幾年前我們講的全要素實(shí)景模型到如今的實(shí)景三維，都是要實(shí)現(xiàn)物理空間在數(shù)字世界的精準(zhǔn)映射、空間數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理和運(yùn)行數(shù)據(jù)的深度融合，都是面向于城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型，服務(wù)于經(jīng)濟(jì)、生活、治理的數(shù)字化需求，為城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供空間定位框架和分析基礎(chǔ)，是重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施。”

上海市測(cè)繪院首席專家顧建祥全程深度參與實(shí)景三維上海的建設(shè)過(guò)程。同時(shí)，作為行業(yè)資深專家，顧建祥對(duì)實(shí)景三維的規(guī)劃建設(shè)、成果應(yīng)用及發(fā)展前景，都有自己的獨(dú)到思考，本次他也向泰伯網(wǎng)分享了自身對(duì)實(shí)景三維建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。

顧建祥：

各地實(shí)景三維建設(shè)正在逐漸鋪開(kāi)，從現(xiàn)階段試點(diǎn)城市的建設(shè)情況來(lái)看，我認(rèn)為仍然存在三方面的不足。

其一，重模型，輕實(shí)體，這也是最需要重視和厘清的問(wèn)題。官方定義中，實(shí)景三維是對(duì)一定范圍內(nèi)人類(lèi)生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間進(jìn)行真實(shí)、立體、時(shí)序化反映和表達(dá)的數(shù)字空間，是新型基礎(chǔ)測(cè)繪的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，是國(guó)家重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和各部門(mén)信息化提供統(tǒng)一的空間基底。

盡管目前對(duì)實(shí)景三維的定義大家還在探索之中，但它具有三實(shí)特性，即實(shí)時(shí)、實(shí)體、真實(shí)是業(yè)界公認(rèn)的。實(shí)時(shí)鏡像確保了實(shí)景三維數(shù)據(jù)在時(shí)態(tài)上的實(shí)時(shí)，實(shí)體化確保機(jī)器可讀，精準(zhǔn)映射實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維準(zhǔn)確反映現(xiàn)實(shí)世界，從而推動(dòng)城市形態(tài)向數(shù)字孿生演進(jìn)。

但從目前公開(kāi)出來(lái)的建設(shè)成果和應(yīng)用情況來(lái)看，部分地區(qū)更重視展示模型，甚至簡(jiǎn)單地將以往用航測(cè)方法生產(chǎn)的城市三維模型或者傾斜攝影的Mesh模型等同于實(shí)景三維，對(duì)實(shí)體化這一實(shí)景三維最重要的特征不夠重視。

地理實(shí)體主要解決兩大基本問(wèn)題，其一是解決了地理信息的唯一性問(wèn)題，其二是解決了信息關(guān)聯(lián)承載體的問(wèn)題，讓各類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)感知數(shù)據(jù)能夠通過(guò)地理實(shí)體相關(guān)聯(lián)，并融入實(shí)景三維當(dāng)中。這兩大基本問(wèn)題，也關(guān)系到實(shí)景三維怎樣得到更好的應(yīng)用。

第二，就是重技術(shù)，輕體制?，F(xiàn)階段，各個(gè)試點(diǎn)在技術(shù)層面的探索比較多，對(duì)體制革新的探索還存在不足。比如，省市縣應(yīng)該怎樣協(xié)調(diào)一體，真正做到每個(gè)實(shí)體只高精度采集一次；還有省級(jí)層面與國(guó)家層面的關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)共享機(jī)制，也仍然需要進(jìn)一步探索。

第三，就是重展示，輕應(yīng)用。不少地區(qū)實(shí)景三維數(shù)據(jù)的應(yīng)用多數(shù)仍然圍繞可視化方面，在進(jìn)一步深度挖掘?qū)嵕叭S數(shù)據(jù)價(jià)值、提升服務(wù)能力方面仍有差距。真正的實(shí)景三維，應(yīng)該與政務(wù)、經(jīng)濟(jì)、民生大數(shù)據(jù)深度結(jié)合，充分發(fā)揮其在城市治理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活服務(wù)等方面的作用，做到既好看、又好用、更管用。

泰伯網(wǎng)：針對(duì)您說(shuō)的這幾個(gè)問(wèn)題，業(yè)界應(yīng)從哪些方面協(xié)同攻堅(jiān)？

顧建祥：

從數(shù)據(jù)采集方面，業(yè)界已經(jīng)形成了空天地網(wǎng)的采集體系。

硬件方面，目前我國(guó)已經(jīng)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，諸如華測(cè)導(dǎo)航等國(guó)內(nèi)企業(yè)在移動(dòng)測(cè)量、傾斜攝影、水下測(cè)量等方面推出了不少創(chuàng)新產(chǎn)品。在多源數(shù)據(jù)高精度融合方面，武漢大學(xué)楊必勝教授團(tuán)隊(duì)也推出了相對(duì)領(lǐng)先的解決方案。

但是在采集數(shù)據(jù)智能提取方面，目前雖然已有智能提取軟件，還仍然只能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化，這方面還需要進(jìn)一步攻堅(jiān)。

對(duì)于地理實(shí)體的智能構(gòu)建水平也應(yīng)該進(jìn)一步提高，這其中包括存量數(shù)據(jù)的實(shí)體化改造。在設(shè)計(jì)方面，需要重點(diǎn)突破地理實(shí)體編碼與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)屬性數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)及政務(wù)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)問(wèn)題。在語(yǔ)義化技術(shù)方面，還需要集中力量攻關(guān)，構(gòu)建知識(shí)圖譜，做到自動(dòng)識(shí)別、機(jī)器理解。

對(duì)于新型時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，也應(yīng)打破原有框架，設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)包括實(shí)景三維數(shù)據(jù)等全空間數(shù)據(jù)的新型架構(gòu)，不能舊瓶裝新酒。

針對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，我認(rèn)為應(yīng)該具備6個(gè)方面的特征：第一是要與區(qū)塊鏈融合，做到去中心化；第二，要支撐數(shù)字孿生；第三，要支持實(shí)時(shí)更新；第四，必須要面向地理實(shí)體；第五，要適合按需組裝，把數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)變成數(shù)據(jù)超市，做到自主分發(fā)；第六，要支持高效地三維可視化瀏覽。

同時(shí)，實(shí)景三維還應(yīng)該構(gòu)建面向知識(shí)服務(wù)的發(fā)布平臺(tái)，從提供地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)、信息服務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┑乩硇畔⒅R(shí)服務(wù)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行數(shù)據(jù)感知—圖像智能識(shí)別—知識(shí)圖譜構(gòu)建—數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)—智能決策的循環(huán)，通過(guò)對(duì)城市數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，推進(jìn)智慧城市的自我優(yōu)化運(yùn)行，滿足政府、企業(yè)、民生需求，基于地理知識(shí)服務(wù)構(gòu)建智能發(fā)布系統(tǒng)。

泰伯網(wǎng)：除技術(shù)問(wèn)題外，實(shí)景三維應(yīng)用和發(fā)展還需要解決哪些難題？

顧建祥：

除技術(shù)體系之外，體制機(jī)制方面的問(wèn)題也制約著現(xiàn)階段應(yīng)用的拓展，需要伴隨實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的進(jìn)程不斷摸索。

在信息安全方面，對(duì)于精細(xì)化的地理數(shù)據(jù)，能不能發(fā)布，能用到什么層面還沒(méi)有明確規(guī)定。業(yè)界也希望在政策上能夠合理平衡數(shù)據(jù)安全與技術(shù)發(fā)展之間的關(guān)系。

在應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)方面，三維地理信息相對(duì)二維地理信息仍未形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，在開(kāi)放性、安全性、高效性方面都缺乏高可用性的標(biāo)準(zhǔn)，各廠商之間的產(chǎn)品也尚未形成統(tǒng)一，與其他領(lǐng)域的多種交互可能也增加了數(shù)據(jù)不兼容等不確定因素，這些都需要進(jìn)一步解決。

實(shí)景三維作為新的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，不能用傳統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行評(píng)估，但目前尚未形成針對(duì)實(shí)景三維的完整的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系。

近期，我國(guó)已經(jīng)成立了由陳軍院士領(lǐng)銜的實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)專家組，將深入開(kāi)展需求分析，厘清實(shí)景三維的科學(xué)內(nèi)涵，明確主要的應(yīng)用場(chǎng)景，提出技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑，建立組織實(shí)施模式，形成政策保障機(jī)制。

泰伯網(wǎng)：實(shí)景三維成果目前有哪些相對(duì)明確的應(yīng)用方向？

顧建祥：

從幾年前我們談的全要素實(shí)景模型，到如今的新型基礎(chǔ)測(cè)繪、實(shí)景三維，其實(shí)背后的理念是一致的：都是要生產(chǎn)從地形級(jí)、城市級(jí)到部件級(jí)的真實(shí)地理數(shù)據(jù)，要實(shí)現(xiàn)物理空間在數(shù)字世界的精準(zhǔn)映射、空間數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理和運(yùn)行數(shù)據(jù)的深度融合，都是面向城市智能數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)數(shù)字底座，服務(wù)于經(jīng)濟(jì)、生活、治理的數(shù)字化需求。

實(shí)景三維的應(yīng)用場(chǎng)景可以分為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、服務(wù)生活數(shù)字化、服務(wù)治理數(shù)字化等幾大方面。

在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面，可以將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)納入建筑結(jié)構(gòu)、地理空間打造智慧經(jīng)濟(jì)。如華為河圖結(jié)合實(shí)景三維在上海南京路步行街提供的AR導(dǎo)覽服務(wù)，傳達(dá)人文歷史的同時(shí)兼具趣味性和便捷性，促進(jìn)消費(fèi)、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)。還有針對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的實(shí)時(shí)熱力圖能夠直觀測(cè)算出規(guī)劃上的過(guò)剩與不足，進(jìn)行合理布局。三維底座還能監(jiān)測(cè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、分析產(chǎn)業(yè)特征等。

在服務(wù)生活數(shù)字化方面，地圖應(yīng)用已經(jīng)無(wú)處不在，真實(shí)三維場(chǎng)景的疊加能夠讓用戶體驗(yàn)更加優(yōu)化。如近期提出的15分鐘生活圈涉及交通、出行、旅游、養(yǎng)老、學(xué)校等多個(gè)方面，需要三維數(shù)據(jù)為交通提供擁堵監(jiān)測(cè)、路徑規(guī)劃，為生活圈和配套設(shè)施提供精準(zhǔn)服務(wù)。同時(shí)，近幾年興起的智慧泊車(chē)也離不開(kāi)三維空間數(shù)據(jù)的輔助。

在賦能治理數(shù)字化方面，與“一網(wǎng)通辦”、“一網(wǎng)統(tǒng)管”融合，應(yīng)用范圍則更加廣泛，基本可以用4個(gè)字來(lái)概括，就是規(guī)、建、管、用。

利用全空間實(shí)景三維數(shù)據(jù)能夠有效輔助規(guī)劃、支撐決策，這在上海黃浦江、蘇州河沿線區(qū)域的規(guī)劃中已經(jīng)得到了有效應(yīng)用。三維數(shù)據(jù)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期監(jiān)管則更加直觀，疊加物聯(lián)感知數(shù)據(jù)之后，還可有效推進(jìn)流量監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警等應(yīng)用。一屏觀全域、一網(wǎng)管全城的數(shù)字化治理模式，其實(shí)也是實(shí)景三維最直接的應(yīng)用方向，在此基礎(chǔ)上，還可能延伸出針對(duì)各領(lǐng)域的應(yīng)用，就不展開(kāi)詳述了。

在這里，我還想特別講一下空間數(shù)據(jù)在疫情管控方面的應(yīng)用。現(xiàn)階段，空間數(shù)據(jù)在宏觀管控方面已經(jīng)起到了一定成效，但是對(duì)于最后一公里甚至最后10米的基層服務(wù)問(wèn)題，仍然缺乏精細(xì)化的空間數(shù)據(jù)做支撐。當(dāng)數(shù)據(jù)從小區(qū)細(xì)化到每幢樓、每個(gè)門(mén)棟、每一戶，高精度的實(shí)景三維數(shù)據(jù)在基層精細(xì)化監(jiān)管的應(yīng)用中將大有可為。

泰伯網(wǎng)：未來(lái)實(shí)景三維還可能存在哪些應(yīng)用機(jī)會(huì)？

顧建祥：

元宇宙應(yīng)用可能將是實(shí)景三維未來(lái)最大的應(yīng)用場(chǎng)景之一。

清華大學(xué)新媒體研究中心的觀點(diǎn)認(rèn)為，元宇宙就是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實(shí)相融的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會(huì)形態(tài)，它基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn)，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個(gè)用戶進(jìn)行內(nèi)容生產(chǎn)和世界編輯。既然實(shí)景三維是現(xiàn)實(shí)世界的精準(zhǔn)映射，那么它就具備成為元宇宙空間基底的可能性。

同時(shí)，基于自然資源監(jiān)管的基礎(chǔ)，實(shí)景三維也將有較大潛力服務(wù)于雙碳戰(zhàn)略。在雙碳工作中，自然資源部門(mén)承擔(dān)著建立生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)核算體系，開(kāi)展森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土、巖溶等碳匯本底調(diào)查和碳儲(chǔ)量的評(píng)估，實(shí)施生態(tài)保護(hù)修復(fù)，碳匯計(jì)量與潛力評(píng)估等工作。當(dāng)?shù)乩韺?shí)體從二維走向三維，對(duì)于森林的蓄積量、碳匯的計(jì)量和估算都將更加精準(zhǔn)。

智能駕駛，也可能是實(shí)景三維的應(yīng)用方向之一?，F(xiàn)階段，智能駕駛?cè)匀浑x不開(kāi)高精地圖，離不開(kāi)三維化的空間數(shù)據(jù)，實(shí)景三維成果有可能為智能駕駛提供一定的數(shù)據(jù)支持。

泰伯網(wǎng)：參與單位應(yīng)如何適應(yīng)新型基礎(chǔ)測(cè)繪及實(shí)景三維項(xiàng)目建設(shè)需求，迎接空間信息產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)？

顧建祥：

從事測(cè)繪、空間信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)工作的人，必須要有超前眼光。

在數(shù)字化發(fā)展背景下，測(cè)繪在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性日益凸顯，傳統(tǒng)的測(cè)繪地理信息行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化。

測(cè)繪單位一定要主動(dòng)改變認(rèn)知，解放思想，從自身出發(fā)，認(rèn)知到數(shù)字化對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的重構(gòu)。只有清醒認(rèn)識(shí)到數(shù)字化的技術(shù)趨勢(shì)和市場(chǎng)的深刻變化，及時(shí)融入到新型基礎(chǔ)測(cè)繪的建設(shè)進(jìn)程當(dāng)中，在技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)方式上全面尋求突破，才能夯實(shí)參與實(shí)景三維建設(shè)及空間信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的基礎(chǔ)。

周成虎院士曾表示，測(cè)繪地理信息行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了以服務(wù)為核心的時(shí)代，我也非常認(rèn)同他這一觀點(diǎn)。近幾年會(huì)發(fā)現(xiàn)，阿里、華為、騰訊等企業(yè)都在入局，技術(shù)邊界正在消失，只有需求與服務(wù)的互相激發(fā)。

伴隨不斷更新的客戶需求，測(cè)繪地信正在向著空間信息的大概念拓展邊界，地理信息系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)空信息系統(tǒng)，從業(yè)者不要將自身局限于數(shù)據(jù)提供者或者地圖繪制者這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的層面，無(wú)論是實(shí)景三維還是其他測(cè)繪地理信息成果，都要緊跟社會(huì)發(fā)展和用戶的實(shí)際需求，向更廣闊的領(lǐng)域拓展地理信息的應(yīng)用。

但同時(shí)也要注意，業(yè)界必須合作共生，連接的意義要大于擁有。在這個(gè)快速變化的時(shí)代，實(shí)景三維的建設(shè)和應(yīng)用都不可能一家獨(dú)大，只有聚合智慧才是解決之道。

（封面、內(nèi)文圖片來(lái)源：受訪者供圖）

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