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贵州实景三维典型案例①| 贵州省实景三维信息管理系统介绍

发布时间:2024-12-18 17:05

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一、总体情况

贵州省是全国唯一没有平原支撑的省份,92.5%的国土面积是山地和丘陵。传统的二维平面地图虽然能够基本满足管理部门在行政管理、项目选址、国土监测、执法监察等方面的工作需要,但因缺少立体高程数据,在很多以高精度地图为基础载体的管理工作中,凸显出底图不形象、不准确、缺维度的问题,工作难以高质量推进。

贵州省自然资源厅按照省委、省政府安排部署,在自然资源部的工作指导下,自2022年开始,统筹利用已有资金和历史测绘地理信息数据资源,按照“重点先行、旧衣新穿、应用为王”的工作思路,由贵州省测绘资料档案馆会同省第一测绘院、省第二测绘院、省第三测绘院等单位作为承担单位,构建了全省统一的三维立体“贵州省实景三维信息管理系统”。内容包括全省17.6万平方公里地形级实景三维模型、9个市(州)政府所在地城市城镇开发边界范围内2000余平方公里的城市级实景三维模型、部分景区、部分重点产业工业园区城市级实景三维模型、实景三维标注及电子地图等。初步形成了全省统一、反映真实地形地貌和城市风貌的实景三维数据底座。为了便于使用者理解和管理,研发了各种三维空间分析工具,可以帮助政府和相关部门更高效的进行行政管理、规划设计、调查研究,更能够通过对比2019年至今的多期影像数据,进行执法监察、调查监测等工作。目前,该平台已在省级自然资源部门内部予以应用,提高省级自然资源主管部门工作质效。

二、工作创新

(一)三维地形构建技术

对数字高程模型和卫星影像数据进行处理,生成带影像纹理信息和高程起伏信息的三维地形数据。成果三维地形数据为源数据创建新的金字塔文件,实现后期TB级地形数据高效率的地形浏览,同时在不压缩数据分辨率的前提下对原始数据进行轻量化处理,压缩比一般大于3:1。

(二)多源数据融合技术

项目中涉及省级三维地形数据、倾斜模型数据、省级矢量数据和电子地图服务,具有数据量大、多源、多尺度、多时相、多维的特点,为了呈现出内容丰富的地理空间底图,本项目基于三维地理信息基础平台提供的三维引擎服务,采用多源数据融合技术,解决数据综合展示、深入行业应用和互联共享的问题。

(三)重建模型顶层技术

顶层重建技术是基于图层的创建、叠加和渲染,通过合理地组织和调整图层,可以实现精细和真实的地理可视化效果。本项目对倾斜摄影数据轻量化处理,重建顶层后请求数大量减少,加速了渲染过程。

(四)基于“流”方式的网络3D GIS技术

三维GIS是一种直观的空间信息可视化表现手段,目前在各种场合下的应用越来越多。同时三维GIS也面临着诸多的技术难题,比如海量地形、模型数据、矢量图层的快速存取,如何在普通PC端上提高三维场景的浏览速度和显示效果。采用基于“流”(Stream)方式3D GIS技术能够较好地解决海量地形、模型数据、矢量数据的快速存取,提高了三维场景的浏览速度和显示效果,快速发布和访问三维数据等,保障省级实景三维数据浏览。本项目最终成果20+TB数据全部上图。

(五)无插件版WebGIS技术

提供无插件版网页端,前端三维地图浏览无需安装GIS软件相关控件。使用WebGL进行硬件图形加速,并且跨平台、跨浏览器,适合用来进行动态数据可视化。能够在Web浏览器中查看和分析高分辨率、极其逼真的三维地图数据。无插件版Web端地图数据的符号样式、高程模式、注记样式等与桌面端一致,同时,发挥系统高承载、高稳定、高兼容性的优势,保障海量数据承载和高效浏览。

三、应用成效

(一)弥补长期以来三维地理信息不足

贵州省自然资源厅长期以来注重对地形级实景三维数据的建设,积累了历年的三维地形数据,但城市级实景三维数据基本在国家要求推进实景三维建设后才陆续开展,并未将数据全面共享、上图和应用起来,而在矢量数据可视化层面更多是使用二维地图软件来完成。本次项目在完善二维电子地图制图的基础上,强化了三维数据的生产和应用,使地理信息服务从二维走向三维,支持各类空间分析与决策。

(二)贵州省实景三维数据底板框架基本形成

基于统一的空间参考将地形级实景三维数据、城市级实景三维数据、实际三维标注、电子地图等数据融合到三维工程中,搭建全省统一的地理空间底板。基于该底板用户可根据需求应用到不同网络和业务场景中,可不断叠加国土空间规划、耕地、林地、矿产资源、生态保护、社会经济等数据,夯实实景三维贵州前期基础。

(三)完善优化丰富了贵州省电子地图

项目参照相关的规范和标准,对贵州省的天地图数据进行了全面的整理和分析,根据数据的特性和应用需求,进行了分层次、分等级的选取,并对图层进行了符号化的处理,以不断完善图面效果。项目完成贵州省的矢量配图工作,包括电子地图的浅色版和暗色版等多种形式,以及影像注记。优化并丰富了贵州省电子地图的内容和显示效果,使得地图更加直观、生动,项目形成的电子地图成果可为政府决策、公共交通规划、环境保护监测等多个领域提供了重要的支持和参考,同时,也提供了更加直观、便捷的地图服务体验。

(四)解决了用户对无插件三维GIS地图的应用需求

采用无插件版WebGIS关键技术,解决了用户对无插件三维GIS地图应用需求,适配当前主流浏览器,如:Google Chrome,Microsoft Edge,Mozilla Firefox等。提供基础的Web端地图功能,用户无需安装任何GIS相关插件,通过URL即可在浏览器中使用三维地图,降低了用户对三维地图的使用门槛。