福州已在60多個行業(yè)或領域探索應用實景三維技術
在數(shù)字世界“復刻”一座立體城市
日前，自然資源部、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合發(fā)布2024年實景三維數(shù)據(jù)賦能高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新應用典型案例入選名單，全國共60個典型案例入選。其中，由福州市自然資源和規(guī)劃局、福州市大數(shù)據(jù)發(fā)展管理委員會等單位聯(lián)合申報的《實景三維賦能數(shù)“治”福州》入選賦能政府決策應用場景典型案例。
近年來，我市貫徹落實實景三維中國建設工作部署和要求，全面探索推進實景三維福州建設和應用。截至目前，全市域約1.2萬平方千米地形級三維模型實現(xiàn)全覆蓋；縣（市、區(qū)）主城區(qū)約700平方千米城市級實景三維以及中心城區(qū)400平方千米單體化城市三維模型已基本建成，同時已在海峽奧體中心等區(qū)域試點開展部件級實景三維建設。
近段時間，首款國產(chǎn)3A游戲《黑神話：悟空》爆火出圈，該游戲通過實景三維等技術應用，將現(xiàn)實中的名勝古跡“搬”進三維數(shù)字世界，讓玩家盡享視覺盛宴。這也讓實景三維再次進入公眾視野，激發(fā)了人們對于這一技術應用的無限遐想。
實景三維作為一種新型基礎測繪工具，被看作是國家重要的新型基礎設施。簡單來說，實景三維就是真實場景的三維數(shù)字地圖，可實現(xiàn)高度逼真的場景重構，就像用投影儀給真實世界“投影”。
目前，我國正加快推進實景三維建設。在這一領域，作為“數(shù)字福建”先行實踐地的福州堅持應用為本，以需求為牽引，不斷拓展實景三維建設和應用。目前，福州已探索實景三維在城市管理、水系治理、規(guī)劃建設審批、自然災害防治、礦山監(jiān)管等60多個行業(yè)或領域開展應用，逐步形成福州市實景三維應用生態(tài)，引領數(shù)“治”福州。
福州實景三維建設和應用最新進展如何，有哪些生動的應用場景？連日來，記者深入采訪，了解實景三維的實際應用情況。
走遍大街小巷
把城市“搬進”三維數(shù)字空間
日前，記者走進福州新區(qū)智慧城市管理平臺項目組，辦公室內(nèi)擺滿了數(shù)據(jù)處理設備和采集裝備，工作人員正在進行數(shù)據(jù)處理工作，鼠標、鍵盤敲擊聲此起彼伏。
“瞧！這是我們打造的新區(qū)實時實景三維地圖，區(qū)別于傳統(tǒng)的二維地圖，實景三維地圖提供了時空數(shù)據(jù)基礎底板，讓城市立體地‘站’起來，可測量距離、高度等并分析使用，像城市路面的路燈、井蓋等，都能看得清清楚楚?！表椖拷M工程師高廣亮指著大屏幕，向記者展示了實景三維模型。他拖動鼠標，讓記者線上“游覽”了一圈城市，城市樓棟、道路、湖泊等盡在眼前，每個元素的位置、坐標、高度都有精確標示。
2022年底，福州新區(qū)智慧城市管理平臺項目啟動。這項浩大工程以城市信息模型CIM平臺和智慧物聯(lián)平臺為智能中樞，打造智慧城市運營中心，并以此為基礎開展智慧+城市治理、智慧+生態(tài)綠城、智慧+民生服務等城市應用場景建設。要想讓福州新區(qū)的這顆“智慧大腦”更貼合實際運轉(zhuǎn)，實景三維技術成為進階之道。
據(jù)介紹，要將立體城市搬到三維數(shù)字空間，需要外業(yè)采集、內(nèi)業(yè)處理以及數(shù)據(jù)應用等工序通力合作才能完成，最終呈現(xiàn)逼真的三維效果和無限應用場景。福州新區(qū)智慧城市管理平臺項目一啟動，外業(yè)組成員便立即展開測繪采集工作。
“我們利用實景三維呈現(xiàn)現(xiàn)實場景1比1還原，這對于拍攝、時間和技術等要求都很高。”項目組城市三維建模工程師武可強和同事們每天駕駛采集車或操作無人機，利用點云采集、激光設備傳感等技術采集影像三維數(shù)據(jù)。
二維紋理成“皮”，三維框架作“骨”，再疊加、融合各項管理數(shù)據(jù)，就形成“有血有肉”的實景三維應用場景。在福州新區(qū)文松路，工作人員帶上采集設備，為這段5公里的市區(qū)道路拍下一張張實景三維“登記照”，數(shù)據(jù)采集傳輸完畢，后端工作人員便馬不停蹄地開始建模，搭建數(shù)字空間。
“我們后端的工作更像是‘搭積木’，將數(shù)據(jù)模型一點點建起來，最終呈現(xiàn)所見即所得的效果?！蔽淇蓮姳硎?，這項工作極其需要經(jīng)驗與耐心。以文松路為例，建造三維模型需要實地采集三維照片，還要進行精準的空間定位、三維空間結構的精細構建、模型表面紋理的處理和關聯(lián)等十余道工序，才能造出實景三維數(shù)字地圖，團隊合作需要半個月時間。
文松路實景三維建模只是福州新區(qū)實景三維建設中的冰山一角。近一年來，武可強和三四十名同事分成10個作業(yè)組攜帶裝備，踏遍福州新區(qū)大街小巷，用腳步丈量著城市的每個角落，為實景三維福州新區(qū)智腦項目的建成提供堅實的基礎數(shù)據(jù)支撐。
“目前我們這套系統(tǒng)已在福州新區(qū)城建、生態(tài)、園林等部門實現(xiàn)了應用?！备Ｖ菪聟^(qū)智慧城市管理平臺相關負責人介紹，福州新區(qū)智腦項目打造了188平方公里“全空間、全鏈條”的實景三維數(shù)據(jù)底座，一圖總覽新區(qū)地上地下、室內(nèi)室外全立體空間，構建新區(qū)全景、規(guī)劃藍圖、建設管理、生態(tài)綠城、民生服務等五大專題應用平臺，助力城市數(shù)字空間建設，驅(qū)動城市“數(shù)字智治”。
賦能數(shù)字文旅
穿越時空與古人對話
在三坊七巷，跟著數(shù)字人導游逛街巷；在閩江畔，看龍騰四海，魚躍大江；在桂花樹下，穿越時空與嚴復對話……通過實景三維、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術，現(xiàn)實與虛擬連接的科幻場景正走進福州文旅的現(xiàn)實應用。
這個夏天，福建省歷史文化名村倉山區(qū)陽岐村內(nèi)的嚴復故居成了熱門打卡地，全新開放的嚴復故里元宇宙研學項目為市民游客解鎖了景區(qū)新玩法，展現(xiàn)“元宇宙+文旅”的獨特魅力。
正值開學季，來自福州江濱中學的49名學生走進嚴復故居，體驗元宇宙研學項目，他們以元宇宙為媒介，借助AR技術，與三維數(shù)字世界里的“嚴復先生”對話，感受嚴復故里的歷史風貌和文化底蘊。
“通過手機APP，嚴復先生好像就在我面前一樣，有種穿越時空的對話感，太逼真了！”福州江濱中學八年級學生龐芷晴說，這種虛實交融的學習方式，給他們帶來了更加豐富的學習體驗。
記者用手機打開“福元宇宙研學”APP看到，利用實景三維模型構建的嚴復故居還原了真實場景，而嚴復人物的五官、儀態(tài)等惟妙惟肖。在此基礎上，項目還加入了景點介紹、游覽攻略、“榮耀艦長”游戲等交互式沉浸體驗，讓游客全方位了解嚴復故居的歷史風貌和人文景觀。此外，地圖還配備“打卡照”功能，讓游客在線下也能實現(xiàn)與虛擬人物合影。
全新的旅游體驗得益于實景三維在數(shù)字文旅中的應用。記者了解到，從2023年開始，項目組就著手研發(fā)嚴復故里元宇宙研學項目?！拔覀兏鶕?jù)年輕人的心理與認知特點，對人物和場景進行Q版風格的開發(fā)，讓更多的年輕一代能夠不受時空限制，體驗到更鮮活的人物和更加生動的文化場景。”嚴復故里元宇宙研學體驗項目負責人介紹，基于激光掃描、全景掃描、AI等技術，項目組對嚴復故里實施1萬平方米部件級實景三維建模，與真實世界關系達到1∶1高精度契合，打造嚴復文化IP數(shù)字孿生空間，提供沉浸式科教體驗，讓用戶跨時空對話嚴復。
近年來，隨著虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等數(shù)字技術不斷進步，融合實景三維技術等產(chǎn)品在福州文旅產(chǎn)業(yè)加速落地應用，三坊七巷、嚴復故居等越來越多的旅游景區(qū)積極擁抱新技術，為游客帶來更加多元化、沉浸式的文旅體驗。實景三維賦能數(shù)字文旅，助推2023年福州旅游總收入增長。
支撐城市治理
應急決策更精準高效
實景三維融合數(shù)字空間與現(xiàn)實空間，為城市數(shù)據(jù)應用提供了更多可能，作為時空數(shù)據(jù)基底支撐防汛防臺風工作科學決策，讓城市治理更有智慧。
日前，記者走進福州市城區(qū)水系聯(lián)排聯(lián)調(diào)中心指揮大廳，工作人員聚精會神地盯著中心內(nèi)的大屏幕，通過實景三維系統(tǒng)關注城區(qū)河道水情，實時觀察水位、流速等情況。
大屏幕上，打開福州城區(qū)水系全息智水沙盤，點擊不同的按鈕，各項功能不斷切換，其中最引人矚目的是實時城區(qū)水位的3D圖像。根據(jù)實時情況輸入不同水位，可模擬水位上漲時福州城區(qū)不斷“縮小”的情形，做到預測、預報、預警。
“融合物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)的實景三維，我們可以實時預警、監(jiān)測、模擬極端暴雨天氣下城市低洼區(qū)域的積水情況，提前防范和疏散避險?！备Ｖ菔谐菂^(qū)水系聯(lián)排聯(lián)調(diào)中心科技信息處副處長劉晶告訴記者，實景三維影像最大的作用是能夠?qū)崟r監(jiān)控、模擬水位的走向，為下一步?jīng)Q策提供更為準確的信息，讓中心應急研判決策更為精準高效。
福州市以實景三維構建城區(qū)水系治理的數(shù)字孿生場景，目前完成城區(qū)內(nèi)30余個排澇閘站的精細化三維建模，并在此基礎上打造城市應急防澇、內(nèi)河水多水動和網(wǎng)廠河一體化管理等3個應用場景，為水系科學調(diào)度提供決策支持，提升水系科學調(diào)度的“腦容量、腦邏輯、腦感知”，實現(xiàn)更精準預判，進一步提升福州城區(qū)水系管理和治理能力。
得益于實景三維技術的助力，今年夏天，臺風“格美”來襲，福州城區(qū)再次經(jīng)受了臺風暴雨的考驗。這套系統(tǒng)同樣在2023年防御“杜蘇芮”“?？迸_風時發(fā)揮了作用，彼時福州市區(qū)24小時最大累計雨量分別達到426.6毫米、617.9毫米，該系統(tǒng)基于實景三維，實時提供全市壩、閘、泵等設施運行現(xiàn)狀以及水庫、河流水情水患情況，輔助科學決策，全市排水防澇應急處置效率提高50%，庫湖河調(diào)蓄效益提高了30%，及時守護人民生命財產(chǎn)安全。
城區(qū)水系數(shù)字治理是福州通過實景三維地圖賦能城市治理的經(jīng)典案例之一。目前，實景三維已在數(shù)字福州建設和規(guī)劃自然資源管理等方面得到了廣泛應用，并作為新型生產(chǎn)要素助力城市發(fā)展——土地資源管理和交易方面，在實景三維底座的數(shù)據(jù)支撐下，福州市自主研發(fā)“福地迎商”小程序，打造“線下+線上”土地招商模式；福州實景三維數(shù)據(jù)還應用于支撐國土調(diào)查、自然災害普查、地下市政基礎設施建模等多項工作中，在助力福州自然資源管理、城市建設等方面精準賦能。
從無到有、從有到準、從準到精、從精到細，實景三維應用在榕城從“落地”走向“開花”。市自然資源和規(guī)劃局負責人表示，未來將繼續(xù)夯實實景三維福州數(shù)據(jù)體系，推進實景三維技術不斷向縱深發(fā)展，為數(shù)字福州建設提供強有力的數(shù)字時空底座，推動實景三維數(shù)據(jù)成果的行業(yè)應用，培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。（記者 賴志昌）
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