实景三维山东建设总体实施方案（20232025年）.docx

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1、实景三维山东建设总体实施方案(2023-2025年)山东省自然资源厅二O二三年五月目录一、概述-I1.-（一）编制背景-11-（Z1.）编制依据-12-（三）建设原则-12-（四）已有基础-13-二、建设目标-14-三、建设任务-15-（一）地形级数据生产-15-（二）城市级数据生产-18-（三）部件级数据生产-20-（四）物联感知数据接入与融合能力建设-21-（五）数据库系统与应用环境建设-22-四、技术流程与方法-26-（一）技术流程-26-（二）实景三维数据制作-27-（三）物联感知数据接入与融合-34-（四）数据库系统与应用环境建设-37-（）数据成果-44-（二）数据库成果-44-（

2、三）系统成果-44-（四）文档成果-44-（五）标准规范成果-45-六、成果汇集与共享-45-（一）汇集共享内容-45-（二）汇集共享方式-46-七、组织实施-46-（一）职责分工-46-（二）进度安排-47-数据管理数据传询浏览、数据资源管理、数据提取、数据更新、制图输出实景三维数据的综合管理、数据浏览展示：实体对象查询和图属联动查询;按范围、类型、时态等提取符合条件的地理实体与地理场景：地理实体和地理场珏时序化管理：市县标准地形图输出：与省级数据库的衔接，实现实珏三维数据的协同更新.任务分工省级配发三维量算、三维分析等：对多期地理实体数据进行三维空间分析、对比分析，形成分析结果；分析与目标

3、实体（或集时空变化发现分析,合）关联的地理实体，以图谱形式进行地理实体的应用图谱关联分析、管理与展示表达：基F地理实体编码与多期数据，时空演变分析对地理实体进行历史变化分析，实现地理实体和地理场景时序化管理。服务发布一iftwu匆那么提供数据服务与分析处理服务能力，并提供系统比黑葭、访接口，支持以服务协议形式对各类数据的实时请需葭、求与在线调用。数据服务包括图层形式的二维地图主*小见服务和实景三维服务以及以地理实体为基本单元的版实体对象。分析处理服务包括三维量算、三维分析分和空间分析等服务内容。市按开县需发实景三维产品制按需抽取各类地理场景数据，组装制作地形级、城作、组合聚合实市级和部件级实景

4、三维产品；通过数据抽取、冲突体集制作、无级处理实现组合聚合实体集制作：基于实景：.维数据化地图表达产品库自动生成任意范围、任意尺度的无级化地图表达制作产品：通过地理实体、地理场原制作4D产品。3 .实景三维服务系统建设省、市及有能力的县级自然资源主管部门应充分整合利用现有平台资源，开展实景三维服务系统建设，鼓励建设市县体化的服务系统。实景三维服务系统提供通用性、标准化服务接口，实现系统间的互联互通与协同共享。兼容市场上主流软件数据格式，如三维模型以3DTi1.esXS3M、I3S等格式提供服务，地理实体以WFS、WMS等OGC标准提供服务，同时具备扩展能力。提供三维海量数据的管理、三维场景浏览

5、综合空间叠加、布线统计分析功能以及支持多源物联网感知数据实时接入、调用与立体展示。表3-12：实景三维服务系统建设内容与要求功能内容描述服务发布数据服务发布地理实体数据、三维模型数据、地形数据、影像数据、矢量数据、矢量瓦片数据、专题数据等服务发布在线应用数据展示、查询统计与空间分析地理实体、地理场景、物联网感知数据、多媒体数据等展示，PO1.查询、实体对象查询、空间查询、统计分析、空间量算、视域分析、日照分析、淹没分析、土方分析、剖面分析、坡度分析、天际线分析、路径分析、叠困分析、拓扑关系分析等运维监管系统与服务运维监管硬件资源监控、软件运行监控、网络链路监控、系统安全监控、服务资源管理、服

6、务状态监控、服务访问统计、眼务异常预警、目录管理、权限管理、日志管理4 .支撑环境建设省市县按照自主可控的原则，充分利用现有局域网、政务云等基础设施环境，关键信息基础设施应采购安全可信的网络产品和服务。合理配置软硬件资源，满足数据获取、传输、处理、管理和应用需求。在核心基础软硬件方面，应选用国产化自主创新品牌，同时适配国产操作系统及数据库软件，保障实景三维数据库系统建设应用等工作需求。5 .示范应用坚持需求牵引、边建边用，各级自然资源主管部门切实推动实景三维数据与自然资源业务深度融合，满足自然资源和国土空间治理科学化、精准化、三维化等方面的需求；同时发挥实景三维山东作为“统底图”的作用，结合政

7、务管理和社会应用需求，面向生态环境、交通、水利、应急等领域，开展示范应用建设。各市开展自然货源和3个以上其他领域示范应用建设。四、技术流程与方法（一）技术流程实景三维山东建设依托卫星遥感、激光雷达、倾斜摄影等测绘技术，融合云计算、物联网以及人工智能等新兴技术，充分利用已有数据成果，生产实景三维数据，构建实景三维数据库系统。主要技术流程包括多源数据获取、数据产品制作、成果建库与管理、应用与服务等四个环节。WVrCCMf1.BfiIwII忖*WWIItwI生产曾9修系图47：实景三维山东建设总体技术流程图1 .多源数据获取。利用航天航空、地面采集、船载测量等各类获取手段，收集基础测绘、自然资源调查

8、监测、国土空间规划、不动产登记以及其他行业专题数据等，获取各类数据资料。2 .数据产品制作。基于获取的各类数据资料，采用计算机自动化处理和人工辅助相结合的方式，按照省市县分工，分类开展地理场景和基础地理实体数据生产。3 .成果建库管理。通过数据纵向汇聚共享，省市县建立数据统的数据库，建立完善数据库管理系统，实现实景三维数据成果的一体化管理。4 .应用与服务。按照测绘地理信息管理的相关规定，依托不同网络环境，为智慧城市时空大数据平台、地理信息公共服务平台、国土空间基础信息平台及山东省一体化大数据平台等提供适用版本的实景三维数据支撑，为自然资源三维立体“一张图”、国土空间规划“一张图”、数字字生、

9、城市信息模型（CIM）等应用提供统的数字空间底座，实现实景三维山东的泛在服务。（二）实景三维数据制作1 .数字高程模型/数字表面模型数据陆域DEM/DSM数据基于1.iDAR点云数据生产，小区域更新可采用航空立体影像匹配点云方式生产。（I）基于1.iDAR数据的DEM/DSM生产进行轨迹线解算、激光点云解算、航带匹配等预处理操作。滤除噪声点，输出DSM,再次进行自动滤波、人工编辑等点云分类处理，对地面点云进行高程转化、构TIN、内插生成DEM,并制作元数据。叙闾K鬣图4-2：基于1.iDAR数据的DEM/DSM生产流程图（2）基于航空立体影像的DEM/DSM生产基于航空立体影像和区域网平差成果

10、及其他相关资料，经立体模型恢复、影像匹配等步骤生成密集匹配点云。对点云进行滤噪处理，输出DSM数据。对非地面区域点云进行滤波处理和人工编辑分类，将地表高程降至地面高程,构TIN,内插生成DEM,并制作元数据。二I匚I,arg,w立馀模至愎艮曲农建除Ja友爱波rw身体“kA凶出1.M三5!内生成：再1政几Mm图4-3：基于立体影像的DEM/DSM生产流程图2 .近岸海域10米以浅数字高程模型数据收集近岸海域10米以浅区域现有成果资料，经分析、处理后加以利用。对数据空白的近海区域可采用船载单波束/多波束水深测量，获取水位、声速、水深等原始数据,经并进行数据改正、噪点剔除、特征点选取等数据处理。根据

11、已有成果数据和获取的空白区域数据，利用山东省沿海高程/深度基准转换模型，完成深度基准到高程基准的转换，实现DEM成果的陆海体形成水下地形数据。结合陆地基础地理信息数据，完成数据接边处理，形成近岸海域10米以浅DEM产品。3.数字正射影像数据按照数据源可分为基于航天数据和基于航空数据的DOM生产，主要生产技术流程可包括航天/航空资料收集与准备、数据处理、DoM成果制作等环节。DoV成果制作图4-5：基于航天/航空影像的DoM生产流程图4 .MeSh三维模型数据倾斜航空摄影MCSh三维模型主要基于倾斜摄影数据、激光点云数据、实时感知数据以及地面补拍相片等数据一体化构建生成。做修茶篌ntettn蟆然

12、撮彩一科博q0修击公构11IJMKtta4na5”*图4-6：倾斜航空摄影MeSh三维模型生产流程图5 .基础地理实体数据基础地理实体数据生产采用基于已有基础地理信息要素转换生产和基于地理场景采集生产等生产方式。具体参照山东省新型基础测绘技术文件基础地理实体分类与空间身份编码地形级基础地理实体数据生产技术规程城市级基础地理实体数据生产技术规程执行。图4-7：基础地理实体生产总体流程图(I)基于基础地理信息要素数据转换生产基于现有基础地理信息要素数据、自然资源调查监测等业务数据及相关专题数据，通过数据预处理、转换方案配置、数据转换、语义化处理等流程，生产基础地理实体图4-8：基于现有数据转换生产

13、基础地理实体流程图(2)基于地理场景数据采集生产利用遥感影像、全景影像、点云数据、MeSh三维模型、数字高程模型、数字正射影像等数据源进行二三维形式的基础地理实体数据生产。其中三维形式表达地理实体生产可基于MeSh三维模型进行实体几何重构或裁切等方式生产。主要技术流程包括：数据准备、实体几何数据与基本属性信息采集、实体构建、质量控制等。具体技术方法与流程参照新型基础测绘与实景三维中国技术文件基础地理实体数据采集生产技术规程。图4-9：基于地理场景数据生产基础地理实体流程图6 .部件级地理实体数据部件级地理实体按需制作，可基于倾斜航空摄影Mesh三维模型进行精细化重构、基于激光点云数据和基于调查

14、数据生产等多种方式进行制作。（1）基于倾斜航空摄影MCSh三维模型精细化重构利用高分辨率倾斜摄影、近景摄影数据进行自动化建模，结合需求对自动化建模的三维模型进行精细化处理。采用半自动化提取与人工勾画结合的方式，进行实体面构,生成精细的部件模型结构，通过纹理映射、人工贴模等方式，优化模型表达效果。数据柔集2ItIHM1.Ig中三角黑目在中三角vw修斜摄能IW*.结构币种白模尚独双民重映射这员喷射If1.Vffttb图470：基于倾斜摄影MeSh三维模型精细化重构流程图2）基于激光点云部件级实景三维模型的构建由激光点云采集平台（汽车、摩托车、背包、单站等）搭我扫描仪获取多源数据，经点云处理、白模构

15、建、纹理映射等工序构建生成。用找设计故第伏Ik一1.也公数幅决取理骷像聚集I原始箴堀*w点女的正0*注液,分类欢心A片I点云佑交提取模型特Ii线尺东门模构建tti,ire图4-11：基于激光点云数据生产部件级地理实体流程图（3）基于已有资料或调查数据的构建对已有数据进行信息提取，结合外业实测等技术手段，调查获取建（构）筑物的内部结构和外部轮廓、地下管线等信息，或收集其他行业模型数据，通过数据整理、对比分析转换，构建部件级地理实体数据。故版也集信息树取EE,实体.推保息其他行业模T外业采篌模型内建TyI数据朴调女体结构果桀新失仪理A1.nUttHiit11ff映制模型阳*图472：基于已有资料或

16、调查数据的生产流程图7 .数据更新数据更新主要包括场景数据和地理实体数据更新。苜先确定更新范围，采用航空、航天或地面采集等手段对需要更新区域开展点云、影像数据的获取。进行数据处理，制作数字高程模型、数字表面模型、数字正射影像、MeSh三维模型等数据成果，完成场景数据的更新生产。基于场景数据进行内Ik采集和结合外业调绘生产基础地理实体数据，最后将更新后的数据与已有成果之间进行冲突处理、数据接边、属性融合等处理，完成数据更新工作。救M处再更新或奉I1.ibARZu.数第航中航天故据水F测后或燃I-iDzDa.DOi冲突处理WSMitMn数卅接边MSi建理实体懈性融图4T3:数据更新流程图（三）物联

17、感知数据接入与融合包括数据接入、数据解析、数据清洗、时空关联、数据融合等步骤。主要采用时空统计、空间分析等方法，将相关物联感知数据关联到基础地理实体上，支持空间计算、分析、模拟与可视化。流程如图所示：结合实际应用需求，综合考虑数据源提供方式、数据格式、数据时效性约束、数据采集频率等因素，选择合适的接入方式。主要接入方式包括：SOeKET通讯服务器方式、WebSCrViCe方式、UR1.地址方式、网络爬虫方式、RPC远程过程调用方式、FTP服务器共享方式。2.数据解析物联感知数据解析主要包括数据库表的数据解析，各类报表（Exce1.、CSV）的数据解析，网络服务交换格式json.Xm1.等结构化

18、数据解析，以及文本、HTM1.网页、图像和音频/视频信息等非结构化数据解析。3数据清洗通过需求分析，制定清洗方案；通过异常数据定位与筛选，进行数据检测；分析问题数据产生原因，确定质量问题性质及位置，确定问题修正方案；通过问题数据标记、不可用数据删除、重复记录合并与过滤、空值与缺失数据的估计与补全、抖动数据插值等方式进行数据修正；对修止后的数据进行清洗结果验证。4,时空关联主要指点、线、面、体物联感知数据，通过空间位置进行关联接入，如通过关联空气质量监测站点数据，实现基于三维场景的展示AQ1.（空气质量指数）信息。主要工作包括时空化处理、一致性处理、时空关联。根据物联感知数据采集地点或提取的地名

19、及地址信息，统一到相同的参照系下，其中空间信息统一转换为2000国家大地坐标系，时间信息统一转换为“公元纪年和北京时间”作为时空基准，建立物联感知数据与基础地理实体之间的关联关系。5.数据融合将真实世界中的接入数据融合到实景三维空间中，构建实时反映真实世界动态变化与表达的三维场景，主要的融合方式包括：静态数据融合、实时视频融合、模拟数据融合。如基于视频相机的空间位置，将视频图像与三维场景的同名点进行配准，将画面逐个像素的坐标从本地坐标系转变到视锥体裁剪坐标系中，将视频帧图像以投影纹理的方式与场景中实体的进行实时融合：如通过接入的局部区域气象监测站点数据，通过空间拟合或者数值模拟方法等，构建气流

20、扩散与三维实体相互作用的场模型，实现实景三维中风场的动态模拟推演。（四）数据库系统与应用环境建设1 .总体架构整体架构以标准规范体系以及运维与安全保障体系为基础，由设施层、数据层、服务层和应用层构成。Sff1.层卷卷1.hW7内总H卷卷“堂1t会GQ标准空体系注册中心实景三It或搪黑务K掘层服务居时空数援引擎运4与安全保“体系Ir11r存储支撑电子政务外网自然资源局域网互联网图4-15：实景三维山东系统架构图（1）设施层基于自然资源局域网、电子政务外网、互联网等网络环境，利用政务云提供的存储和服务资源以及现有软硬件设施升级，实现数据存储、传输、计算等能力。（2）数据层汇聚DEM、DOM、MeS

21、h模型等形成地理场景分库，汇聚山体、水系、院落、建筑物等数据形成基础地理实体分库，结合元数据分库，构成实景三维山东数据库，统一管理实景三维山东数据成果。（3）服务层将通用的业务逻辑封装成为标准化的服务AP1.或通用化工具，为接入用户提供三维场景服务、实体数据服务等基础服务和满足不同业务需求的定制服务。（4）应用层面向自然资源等政府部门、企事业单位和社会公众提供在线应用服务。2 .数据库建设实景三维数据库采用统一标准框架，物理设计遵循统一规范，便于数据的集中汇聚和使用。其中，实景三维数据库包括地理实体分库、地理场景分库及元数据分库等，各分库根据数据内容细化为不同子库，各子库根据数据内容分为若干数

22、据集。数据库总体结构如图4-16所示：实景三维山东地理实体分库地理场I1.分零元UUR分库图476：实景三维数据库总体结构地理实体分库包含自然地理实体、人工地理实体、管理地理实体以及地理实体关联信息等；地理场景分库包含地形级地理场景、城市级地理场景和部件级地理场景等；元数据分库由各类数据成果的相应元数据信息构成。3 .数据库管理系统建设实景三维数据库管理系统主要由数据建库、数据管理、空间应用、产品组装等模块构成，用于实现对实景三维数据的一体化汇聚、存储、管理、应用分析和产品组装制作。按需S1.装模块市县府南定制开发数据管网根块1,.N化.1.,1.析fts数建程教人陈图4-17：数据库管理系统功能模块图1）数据建库模块采用开放式、可定制的系统框架构建数据质检、预处理、数据入库等功能，而向运维人员和数据库管理员，提供地理实体和地理场景数据建模与存储规划、预处理与质检以及数据入库的全流程完整建库能力。（2）数据管理模块实现地理实体数据、地理场景数据以及其他相关数据等的时空一体化管