近日，在四川省某地，隸屬于天津市勘察院的天津市星際空間地理信息工程有限公司(簡(jiǎn)稱“星際空間公司”)的技術(shù)人員正在有序?qū)嵤�機(jī)載激光雷達(dá)航攝作業(yè)。

　　“機(jī)載激光雷達(dá)航攝可以采集到人工和其他航攝工具無法比擬的信息數(shù)據(jù)。”該公司航測(cè)事業(yè)部總經(jīng)理劉永強(qiáng)說。據(jù)劉永強(qiáng)介紹，機(jī)載激光雷達(dá)航攝可以實(shí)現(xiàn)有人機(jī)、無人機(jī)、地面基站技術(shù)相互融合。項(xiàng)目完成后可提供高精度的三維基礎(chǔ)地理信息，為該區(qū)域內(nèi)三維數(shù)字城市建設(shè)、規(guī)劃、國(guó)土等領(lǐng)域提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

　　“機(jī)載激光雷達(dá)航攝技術(shù)只是該公司的核心技術(shù)之一。”天津市勘察院副院長(zhǎng)田春來告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，近年來星際空間公司立足于國(guó)際前沿研究技術(shù)，對(duì)三維空間數(shù)據(jù)獲取、處理、建模、存貯、集成等關(guān)鍵技術(shù)展開研究，成功突破了特大城市三維數(shù)字城市快速構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，為建設(shè)智慧城市提供了有力的空間支撐。

　　已成基礎(chǔ)性課題

　　智慧城市是數(shù)字城市與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在城市全面數(shù)字化基礎(chǔ)之上建立的可視化和可量測(cè)的智能化城市管理和運(yùn)營(yíng)，包括城市的信息、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施以及在此基礎(chǔ)上建立網(wǎng)絡(luò)化的城市信息管理平臺(tái)與綜合決策支撐平臺(tái)。

　　“智慧城市的空間支撐是數(shù)字城市，數(shù)字城市與智慧城市具有承前啟后的緊密聯(lián)系。”天津市勘察院副總工程師、星際空間公司總經(jīng)理黃恩興說。

　　黃恩興進(jìn)一步指出，“三維數(shù)字城市”是在“二維數(shù)字城市”概念的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是三維地理信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)手段的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了用三維數(shù)字場(chǎng)景來表現(xiàn)真實(shí)空間地理要素的目的，具有直觀、可視、精細(xì)表達(dá)三維空間的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，也是城市信息化的基礎(chǔ)，以及政府提升城市管理水平的手段。

　　“三維數(shù)字城市建設(shè)已成為當(dāng)今城市信息化研究和應(yīng)用中的一個(gè)基礎(chǔ)性課題。”黃恩興說。

　　據(jù)黃恩興介紹，國(guó)內(nèi)較發(fā)達(dá)的大中型城市，如上海、深圳、廣州、武漢、重慶等，在城市規(guī)劃管理、規(guī)劃展示、城市建設(shè)等領(lǐng)域均積極推行三維數(shù)字化城市建設(shè)技術(shù)，并逐步得到了一定應(yīng)用。國(guó)際上，美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也已展開相關(guān)研究，其整體研究水平和應(yīng)用狀況目前同國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)地區(qū)相當(dāng)。

　　需求難滿足

　　據(jù)記者了解，由于三維數(shù)字城市建設(shè)是一項(xiàng)周期長(zhǎng)、投資大、技術(shù)難度很高的應(yīng)用性課題，同時(shí)，三維數(shù)據(jù)制作效率低、精度低、老化快，數(shù)據(jù)更新和系統(tǒng)維護(hù)困難，后續(xù)投資不足，因此，難以滿足我國(guó)城市建設(shè)快速發(fā)展的需要。

　　“一些三維數(shù)字城市建設(shè)存在內(nèi)容單調(diào)、區(qū)域較小、功能較少、投資不足和重復(fù)投資等問題，難以適應(yīng)現(xiàn)代城市建設(shè)和管理對(duì)多元信息的需求，大大限制了三維數(shù)字城市功能、作用和效益的發(fā)揮。”星際空間公司技術(shù)總監(jiān)江貽芳坦言。

　　在江貽芳看來，受現(xiàn)有軟硬件環(huán)境限制，目前三維數(shù)字城市的應(yīng)用主要存在以下方面的困難：首先，大城市特別是特大城市海量高精細(xì)三維數(shù)據(jù)組織應(yīng)用困難，難以實(shí)現(xiàn)多元信息集成應(yīng)用，制約了三維數(shù)字城市的實(shí)用價(jià)值;其次，海量三維空間數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)維護(hù)管理問題沒有得到有效解決;最后，三維數(shù)字城市主要應(yīng)用在虛擬展示和輔助規(guī)劃管理方面，應(yīng)用廣度和深度則比較有限。

　　如何突破

　　那么，上述應(yīng)用難題應(yīng)如何突破?

　　星際空間公司航測(cè)事業(yè)部總工程師王國(guó)飛告訴記者，機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量主要采用基于單體建筑物和單向道路的設(shè)備檢校方案。由于檢校飛行過程中誤差模型的復(fù)雜性，現(xiàn)有設(shè)備檢校方案存在參數(shù)的檢校效果不佳、不能有效檢核檢校成果的可靠性等一系列局限性。

　　針對(duì)這一問題，星際空間公司提出了融合檢核功能的機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量設(shè)備檢校方法，通過檢校場(chǎng)特征地物的選取和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)，提高了設(shè)備檢校精度和可靠性，并加強(qiáng)了測(cè)區(qū)航測(cè)數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量控制能力。

　　目前，該公司在技術(shù)方面的努力已經(jīng)取得了收獲。據(jù)了解，該公司承擔(dān)了天津市三維數(shù)字城市建設(shè)，累計(jì)完成11919平方公里的三維數(shù)字地形模型、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型及1400平方公里建筑物三維數(shù)字體框模型、近500平方公里三維數(shù)字精細(xì)模型的制作，同時(shí)，還開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維數(shù)字城市GIS管理平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)字規(guī)劃方案輔助審批、二三維一體化的城市規(guī)劃管理。

　　“目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于規(guī)劃、國(guó)土、應(yīng)急、交通、經(jīng)濟(jì)、城市建設(shè)、數(shù)字測(cè)繪等領(lǐng)域。”黃恩興說。