实景三维：未来数字世界的基础设施
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2021-10-09 21:56
报道数字经济
定义转型中国
空间信息领域正逢巨变。
以自然资源部近日发布的《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》为拐点，各地实景三维项目建设进入新高潮，为产业发展带来直接推动力。伴生而来的，是技术创新、生产体系以及衍生应用等一系列蜕变。
实景三维不再局限于自然资源领域中的一个项目名词，它具备成为下一个数字世界新一代基础设施的可能性，蕴含着巨大的商业机会。
撬动新拐点
实景三维中国建设已经从纸面走入现实。
2021年8月，自然资源部办公厅正式印发《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》（下文简称《大纲》），引起业界剧烈反响。9月，伴随《大纲》发布的余韵，由中国测绘学会指导、泰伯网主办的2021实景三维中国创新峰会在北京成功举办。
人们乐于在此时参与这样一场盛会，因为在行业迎来新变局时，有太多憧憬亟待碰撞，也有不少困惑需要解答。
“环境变化对基础测绘提出了新的要求，迫切需要对业务进行调整和能力提升。”国家基础地理信息中心基础测绘部副主任张元杰在发言中介绍。实景三维中国，正是新型基础测绘体系建设的重要抓手和推动力。
以实景三维为支点，或将撬动整个空间信息产业新的爆发。
“《大纲》的发布更加清晰地明确了实景三维中国建设的定位和作用。” 张元杰介绍，实景三维中国是新型基础设施测绘标准化产品，是基础测绘转型升级和能力提升的主要方向和重要抓手，也是国家新型基础设施建设的重要组成部分，为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底。
据介绍，实景三维中国构建了一套全新的产品体系，其建设任务包括数据资源建设、政策法规和标准规范、技术体系、支撑系统四个部分。
张元杰表示，建设实景三维中国涉及的产业链很长，包括数据采集、处理、管理、应用服务等多个环节，势必会投入大量人力、物力、财力，本身将对地理信息产业发展带来巨大的推动作用。
同时，实景三维中国建设需要运用新型测绘技术以及云计算、大数据等多种创新技术，而其自主可控的要求，意味着从软件到硬件的关键技术方法必须自主创新。借助建设这一项目的机会，可能会推动地理信息以及互联网相关技术的创新，有望形成在国际上领先的关键技术。
而这其中，基础地理实体数据生产是实景三维中国建设近两年最核心的任务之一。
中国工程院院士、中国测绘科学研究院名誉院长刘先林指出，测绘、卫星或者航天、mesh等多种类型的数据成果颗粒度、精度相差巨大，将多元数据叠加在统一云平台上是一个巨大的挑战。但如果将各类实体从元数据开始结构化，后续融合将变得非常简单。
正因如此，实景三维中国建设中，需要将原本面向制图表达的基础地理信息数据，转换为面向地理对象、按颗粒度采集的基础地理实体。
元宇宙的“地基”
实景三维是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间，是现实世界的数字化映象。
串联起现实世界与虚拟世界的实景三维，也为近期大火的“元宇宙”概念提供了想象空间。
“元宇宙与游戏最大的不同在于，它将是真实世界与虚拟世界混行的状态。当实景三维这样的地理空间底座与各行各业应用混合在一起时，我们才能够足不出户探索这个地球，才能催生更大的经济体。”腾讯位置服务总经理牟蕾也表示。
“今天的实景三维很可能会是像元宇宙这样下一代互联网或下一个数字世界的新一代基础设施。”泰伯创始人、董事长兼CEO刘玉璋表示，未来的互联网一定是智能化的，但同时它一定是可视化的，一定是虚拟化的，一定是跟我们今天看到的实景三维密切相关的。
在上海市测绘院副院长顾建祥的眼中，“实景三维城市是城市物理空间在数字世界的实时镜像，精准影射，是数字孪生平台的地理空间底座”。
“实景三维有三实特性。首先是实时，实时镜像确保了实景三维的实时性；第二是实体化，可以确保机器可读；第三是真实，精准影射，确保物理世界在数字世界中的真实展现。”
他解释称：“模型是形，地理实体是本底，实体编码是纽带，经济社会属性和运行数据是魂，数字底座是建设目标。”
“城市数字孪生分为静态孪生和动态孪生两张网。”牟蕾表示：“从实景三维所建设的地理实体空间，升级到城市数字孪生，需要将动静两张网络结合在一起。”
但要无论是第一步实现“实体化”，还是第二部实现“动静结合”，对行业来说都是不小的挑战。
“此前，三维空间数据的生产效率非常低，精度也很差，有的甚至要算两遍。”刘先林院士感叹：“不能依靠大量的人力和资金的投入，靠拼分辨率、堆服务器数量的笨办法来解决问题，要关注大数据、云计算、云存储、物联网等新技术。同时，业界也迫切需要从源代码开始的纯国产化软件来提高GPU利用率。”
顾建祥也表示，现在部分地区存在“为了实体而实体，为了三维而三维”的现象。他认为：“单纯以‘完成实景三维建设’为终结仍然太过粗浅，更重要的是在充分调研各方需求的基础上进行顶层设计，进行稳步推进。”
北京市各委办局及属地政府对实景三维的应用需求非常强烈，但在推进实景三维建设的过程中，北京市测绘设计研究院副院长陈品祥也面临不少困惑：
“新型基础测绘成果脱敏脱密是难题，使用受到限制；新型基础测绘产品与智慧城市要求的空间数据的契合度，仍然需要深度磨合；新型基础测绘地理实体的分类标准与自然资源林草水天湖草沙，以及其他行业部门管理对象的标准衔接，也是一个非常繁琐的过程。”
看见
监管部门、行业专家、企业们，正行进在解答这些问题的途中。
上海是最先开展实景三维建设工作的城市之一。
顾建祥介绍，将现实城市全域全量数字化，实现城市全要素数字化表达，动态三维呈现，智能决策支持，模拟仿真推演以及虚实融合互动的数字孪生平台是新基建的核心之一。上海的地理信息服务以精细化、智能化、精确华、真实化为目标，通过五个提升实现了跨越式发展。
北京也正在推进实景三维建设。陈品祥介绍，北京以问题为导向，以应用促发展，以创新为引领，充分利用空间数据基础，希望形成地上、地下统一的时空基准图，为智慧城市建设提供重要支撑。
“未来希望实景三维生产处理的过程能够变得越来越智能化或者低成本化。”陈品祥表示：“这需要各方联合，通过创新降低原来需要大量人力、物力才能达成应用效果。同时，也需要多方共同探讨新的应用场景。”
企业是创新浪潮中不可或缺的重要力量。
张元杰表示，地理信息行业数十年的发展过程中，技术一直在进步，相关领域的领头企业也一直在变化。他相信，随着实景三维中国建设的推进，在这个方向上具有技术优势的企业一定能够成长起来。
泰伯网发布的2021年实景三维创新实力矩阵显示，包括腾讯、泰瑞数创、大势智慧等企业创新能力强，且应用广泛，正在引领行业开拓发展。瞰景科技、四维远见等企业也具备较强的技术创新能力，但在应用上相对不足，随着市场认知加深有可能对竞争格局造成显著影响。
腾讯云希望基于强大算力底座，联合行业伙伴，构建“全面鲜活”的数据层、“海量算力、增强基础”的算力层、“开发互联”的应用层，助力数字中国建设。目前，腾讯已经联合大势智慧推出了实景三维解决方案。
此外，泰瑞数创、瞰景科技、天际航等企业也基于各自核心技术不断推出创新产品和应用。
各方的合作正伴随实景三维中国的建设及应用，不断深入。
张元杰表示，实景三维中国建设作为基础测绘转型升级的重点工作，是个系统工程，目前处于起步阶段，在政策法规、标准规范、技术方法等方面还有大量的工作需要开展，需要国家、省、市自然资源管理部门、研究院所、企业、社会力量共同参与，各自发挥优势，共同推进实景三维中国的建设。
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