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                    實景三維中國建設技術大綱(2021版)

                    實景三維中國建設技術大綱(2021版)

                    • 分類:行業資訊
                    • 作者:
                    • 來源:自然資源部
                    • 發布時間:2021-08-17
                    • 訪問量:

                      實景三維中國建設技術大綱

                      (2021版)

                      自然資源部

                      2021年8月

                     

                      目 錄

                      一、指導思想

                      二、建設原則

                      三、定義與構成

                      (一)定義

                      (二)構成

                      四、目標與內容

                      (一)建設目標

                      (二)建設內容

                      五、技術路線

                      (一)時空基準

                      (二)數據獲取與處理

                      (三)建庫與服務

                      六、組織分工

                      附錄 A 術語說明

                      A.1實景三維

                      A.2地理場景

                      A.3地理實體

                      A.4基礎地理實體

                      A.5傾斜攝影三維模型

                      A.6三維模型單體

                      附錄 B 基礎地理實體分類及屬性

                      B.1 基礎地理實體分類

                      B.2 基礎地理實體屬性

                      附錄 C 實景三維建設指標及元數據

                      附錄 D 主要環節的技術路線

                      D.1二維形式表達的基礎地理實體生產

                      D.2三維形式表達的基礎地理實體生產

                      D.3物聯感知數據預處理

                           附錄E 相關圖件

                     

                      黨的十八大以來,習近平總書記多次考察信息化建設情況,強調要加快建設數字中國。黨的十九大報告明確提出建設數字中國,以更好服務我國經濟社會發展和人民生活改善。實景三維中國建設是落實數字中國、平安中國、數字經濟戰略的重要舉措,是落實國家新型基礎設施建設的具體部署,是服務生態文明建設和經濟社會發展的基礎支撐。

                      2015年國務院批復同意的《全國基礎測繪中長期規劃綱要(2015-2030年)》指出要加快推進新型基礎測繪體系建設,不斷提升基礎測繪保障服務能力和水平。2019年印發的《自然資源部信息化建設總體方案》提出“推進三維實景數據庫建設”。2020年全國國土測繪工作會議提出新時期測繪工作“兩服務、兩支撐”的根本定位,明確要求大力推動新型基礎測繪體系建設,構建實景三維中國。2021年全國自然資源工作電視電話會議要求“加快建設實景三維中國、自然資源一張底圖”。

                      為切實做好實景三維中國建設,明確建設任務和技術路線,規范指導國家和地方有序開展工作,特制定本技術大綱。

                      一、指導思想

                      堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,全面貫徹落實黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神,以需求為導向、以高質量發展為主題,優化測繪地理信息供給側保障,促進自然資源管理和治理能力現代化,推動經濟社會高質量發展。

                      二、建設原則

                      需求牽引。滿足國土空間規劃、自然資源調查監測、自然資源政務服務等自然資源管理,以及經濟社會發展各領域對實景三維數據的亟需。

                      創新驅動。堅持科技創新、制度創新“雙輪驅動”。通過科技創新實現關鍵技術安全、自主、可控,通過制度創新營造良好環境,激發參與主體積極性、主動性和創造性。

                      統一設計。開展頂層設計,實現全國一盤棋,形成多類型產品供給、多領域技術融合、全鏈條規范有序的實景三維中國建設體系。

                      多元投入。健全投入保障制度、投融資機制,構建以政府投入為主、社會資本積極參與的投入格局,夯實實景三維中國建設資金保障。

                      協同實施。構建國家、省區、城市協作機制,加強建設內容、相關技術、標準規范以及政策機制等的接續貫通,協同推進建設工作。

                      邊建邊用。堅持邊建設、邊應用,將建設成果及時應用于自然資源管理及經濟社會發展,并在應用中不斷優化產品形式、技術標準、政策機制等。

                      三、定義與構成

                      (一)定義

                      實景三維(3D Real Scene)是對人類生產、生活和生態空間進行真實、立體、時序化反映和表達的數字虛擬空間,是新型基礎測繪標準化產品,是國家新型基礎設施建設的重要組成部分,為經濟社會發展和各部門信息化提供統一的空間基底。實景三維通過在三維地理場景上承載結構化、語義化、支持人機兼容理解和物聯實時感知的地理實體進行構建。按照表達內容通常分為地形級、城市級和部件級。

                      (二)構成

                      實景三維中國由空間數據體、物聯感知數據和支撐環境三部分構成。

                      1.空間數據體

                      包括地理場景和地理實體。地理場景包括數字高程模型(DEM)、數字表面模型(DSM)、數字正射影像(DOM)、真正射影像(TDOM)、傾斜攝影三維模型、激光點云等。地理實體包括基礎地理實體、部件三維模型以及其他實體等?;A地理實體包括地物實體和地理單元,可通過二維、三維形式進行表達。部件三維模型包括建(構)筑物結構部件、建筑室內部件、道路設施部件、地下空間部件等。其他實體包括其他行業部門生產的專業類實體。

                      2.物聯感知數據

                      包括自然資源實時感知數據、城市物聯網感知數據、互聯網在線抓取數據等。自然資源實時感知數據包括通過自然資源管理業務獲得的實時視頻、圖形圖像,以及自動化監測設備實時信息等。城市物聯網感知數據包括城市監控視頻,車載導航、移動基站、手機信令等實時視頻及圖像等?;ヂ摼W在線抓取數據包括在線獲取的地理位置、文本表格等。

                      3.支撐環境

                      包括數據獲取處理、建庫管理和應用服務系統,以及支撐上述系統運行的軟硬件基礎設施等。獲取處理系統指對空間數據體和物聯感知數據進行獲取、處理、融合的各系統。建庫管理系統指對數據集成建庫和數據庫管理的各系統。應用服務系統是面向應用的服務系統。軟硬件基礎設施指自主可控的網絡、安全、存儲、計算顯示設備,以及支撐軟件等。

                      四、目標與內容

                      (一)建設目標

                      根據新時期測繪工作“兩服務、兩支撐”根本定位,調動各級自然資源主管部門和社會力量,構建“分布存儲、邏輯集中、時序更新、共享應用”的實景三維中國,為數字中國建設提供統一的空間基底。

                      (二)建設內容

                      1.地形級實景三維建設

                      構建地形級地理場景、基礎地理實體,獲取其他實體、物聯感知數據,組裝生成地形級實景三維產品,用于三維可視化與空間量算,服務宏觀規劃。

                      2.城市級實景三維建設

                      構建城市級地理場景、基礎地理實體,獲取其他實體、物聯感知數據,組裝生成城市級實景三維產品,用于精細化表達與空間統計分析,服務精細化管理。

                      3.部件級實景三維建設

                      構建部件三維模型,獲取其他實體、物聯感知數據,組裝生成部件級實景三維產品,用于精準表達和按需定制,服務個性化應用。

                      五、技術路線

                      實景三維中國建設按照統一的時空基準進行數據獲取與處理、建庫與服務。

                      圖1 實景三維建設技術路線圖

                      (一)時空基準

                      坐標系統采用2000國家大地坐標系。當采用其他坐標系統時,應與2000國家大地坐標系建立聯系。

                      高程基準采用1985國家高程基準。

                      時間基準采用公元紀年和北京時間。

                      按照統一的時間節點開展實景三維中國建設,如實反映當前時點下,以及前序各時點下人類生產、生活和生態空間的真實狀況。

                      (二)數據獲取與處理

                      1.多源數據獲取與預處理

                      (1)其他實體獲取與預處理

                      通過共享方式獲取,進行坐標格式轉換、語義化、結構化等預處理。

                      (2)物聯感知數據獲取與預處理

                      通過共享接入和網絡抓取等方式獲取,進行數據抽取、清洗、壓縮等預處理。

                      2.數據生產

                      (1)地理場景生產

                      按相關標準及現行方式生產。

                      (2)基礎地理實體生產

                      以二維形式表達的基礎地理實體通過已有數據轉換、基于地理場景生成、基于高精度基礎地理實體生成等方式生產。以三維形式表達的基礎地理實體通過基于傾斜攝影三維模型生成、基于激光點云生成、基于其他方式生成等方式生產。

                      (3)部件三維模型生產

                      按相關標準及現行方式生產。

                      3.數據融合

                      在地理場景之間、地理實體之間,以及地理場景和地理實體之間進行融合;物聯感知數據與地理實體建立關聯關系;對融合過程中存在的沖突進行檢測及處理。

                      (三)建庫與服務

                      1.數據庫設計

                      實景三維中國數據庫包括地理場景分庫、地物實體分庫、地理單元分庫、物聯感知數據分庫和元數據分庫等,各分庫根據數據內容細化為不同子庫,各子庫根據數據內容分為若干圖層。

                      2.數據組織

                      地理場景按照分層分塊存儲,以二維形式表達的地理實體按照分層存儲、以三維形式表達的地理實體按照分層/單體存儲,物聯感知數據分記錄存儲。

                      3.建庫與服務

                      實景三維中國數據庫分為國家層面、省區層面和城市層面實景三維數據庫,分別存儲全國、省區、城市范圍內的實景三維數據以及元數據。開發數據庫管理系統,用于實景三維數據的統一存儲管理、數據編輯和查詢統計等。以智慧城市時空大數據平臺或地理信息公共服務平臺為依托構建應用服務系統。

                      六、組織分工

                      自然資源部國土測繪司負責總體規劃、制度辦法制定等,指導開展實景三維中國建設。中國測繪科學研究院負責頂層設計,關鍵技術攻關、以及標準體系構建等。國家基礎地理信息中心負責編制國家層面的實景三維建設方案并組織實施,構建國家層面的實景三維數據庫、數據庫管理系統以及應用服務系統,按需組織匯集省區、城市實景三維數據及元數據。國家測繪產品質量檢驗測試中心負責編制實景三維中國建設質量檢驗方案。自然資源部國土衛星遙感應用中心負責編制遙感影像保障方案,做好國家層面的遙感影像保障。省級自然資源主管部門負責編制省區層面的實景三維建設方案并組織實施,根據應用需求做好省市協同建設,構建實景三維數據建庫、數據庫管理系統和應用服務系統等,按照統一要求匯交國家需集中建庫的實景三維數據及元數據。陜西、黑龍江、四川和海南4省分別由陜西、黑龍江、四川和海南測繪地理信息局負責組織開展本省的實景三維建設。市級自然資源主管部門負責編制城市層面的實景三維建設方案并組織實施,構建城市層面的實景三維數據庫、數據庫管理系統以及應用服務系統,按照統一要求匯交國家、省區需集中建庫的實景三維數據及元數據。技術支持單位負責協助開展實景三維建設方案編制和建設實施,技術支撐等。

                      各級自然資源主管部門要根據大綱組織編制本區域實景三維建設方案,經論證后,落實配套資金,盡快開展建設實施。加大宣傳力度,提高社會參與的主動性和積極性。

                      附錄 A 術語說明

                      (資料性附錄)

                      A.1實景三維

                      實景三維是對人類生產、生活和生態空間進行真實、立體、時序化反映和表達的數字虛擬空間。相較于現有測繪地理信息產品有六點提升:一是從“抽象”到“真實”。從對現實世界進行抽象描述,轉變為真實描述。二是從“平面”到“立體”。從對現實世界進行“0-1-2”維表達,轉變為三維表達。三是從“靜態”到“時序”。實景三維不僅能反映現實世界某一時點當前狀態,還可反映多個連續時點狀態,時序、動態展示現實世界發展與變化。四是從“按要素、分尺度”到“按實體、分精度”。從對現實世界分尺度表達,轉變為按“實體粒度和空間精度”表達。五是從“人理解”到“人機兼容理解”。從“機器難懂”轉變為“機器易懂”。六是從“陸地表層”到“全空間”?,F有地理信息產品更側重陸地表層空間的描述,實景三維實現“地上下、室內外、水上下”全空間的一體化描述。

                      A.2地理場景

                      一定區域范圍內連續成片、反映現實世界地理空間位置和形態的地理信息數據。

                      A.3地理實體

                      現實世界中占據一定且連續空間位置、單獨具有同一屬性或完整功能的地理對象,包括基礎地理實體、部件三維模型以及其他實體。

                      A.4基礎地理實體

                      地理實體中作為統一空間定位框架和空間分析基礎的地理對象。

                      A.5傾斜攝影三維模型

                      通過傾斜攝影技術生成的三維模型。

                      A.6三維模型單體

                      傾斜攝影三維模型、激光點云等地理場景通過切割、重建、矢量疊加等操作處理,將地理實體構建為三維形式的獨立對象,能夠獨立表達、掛接屬性以及查詢統計與分析等。

                      附錄 B 基礎地理實體分類及屬性

                      (資料性附錄)

                      B.1 基礎地理實體分類

                      按照表達對象類型分為地物實體和地理單元。

                      (一)地物實體

                      包括水系、交通、建(構)筑物及場地設施、管線、地名地址、院落等。

                      1.水系指自然或人工形成的江、河、湖、渠、水庫等水域及其附屬設施,包括自然河流、人工溝渠、海域海島(含海岸線、島礁、水面)、湖泊水庫、水系交叉口、港口碼頭、附屬設施(如堤、閘、壩等)。

                      2.交通指提供運載工具和行人通行的道路及其附屬設施,包括封閉道路(含鐵路、鐵路封閉范圍、高速公路、高速公路封閉范圍)、未封閉道路(含城際公路、城市道路、城市輔路、鄉村道路、內部道路等)、道路交叉口、橋梁隧道、附屬設施(如收費站、加油站等)。

                      3.建(構)筑物及場地設施指提供人類生活、生產及其他活動的工程建筑、公共場地及附屬設施,包括建筑物(地上建筑、地下空間設施)、附屬設施(如通廊、亭等)、公共綠地、公共場地(如廣場、體育場等)、設施小品(如公用健身器、充電樁等)。

                      4.管線指傳輸天然氣、水、電力、石油等物質的管線及附屬設施,包括檢修井、電塔電桿、線路、附屬設施(如變電所、消防栓、檢修所等)。

                      5.地名地址指基礎地理實體的地名和空間位置的結構化描述。

                      6.院落指由垣柵、圍墻或建筑物等圍成的區域,如機關、企事業單位、居住小區、農村居住院落等。

                      (二)地理單元

                      包括行政區劃單元、自然地理單元、農林用地及土質單元等。

                      1.行政區劃單元指不同級別行政管轄范圍,包括國家行政區、省級行政區、市級行政區、縣級行政區(縣級市、特區)、鄉(鎮、街道)范圍、行政村(社區)范圍等。

                      2.自然地理單元指各類自然地形地貌單元及各類自然保護地。自然地形地貌單元包括山脈、高原、丘陵、平原、盆地、沙漠、冰川等,自然保護地包括國家公園、自然保護區和自然公園等。

                      3.農林用地及土質單元指不同農林用地和土質屬性等的覆蓋范圍。農林用地包括耕地、園地、林地、草地等,土質單元包括鹽堿地、沙地、裸土地、裸巖石礫地等。

                      B.2 基礎地理實體屬性

                      包括結構化屬性(空間身份編碼、名稱、時間等)和非結構化屬性(視頻、音頻、照片等)。屬性表分通用屬性表和擴展屬性表,擴展屬性表結合實際設定。

                      表B.1 通用屬性表

                    序號

                    屬性名稱

                    約束條件

                    1

                    空間身份編碼

                    M

                    2

                    數據內容

                    O

                    3

                    實體名稱

                    M

                    4

                    地名地址

                    O

                    5

                    生成時間

                    O

                    6

                    消亡時間

                    O

                    7

                    入庫時間

                    M

                    8

                    更新時間

                    O

                    9

                    視頻

                    O

                    10

                    音頻

                    O

                    11

                    圖片

                    O

                    12

                    其他非結構

                    O

                    13

                    備注

                    O

                    注:M為必選,O為可選

                     

                      附錄 C 實景三維建設指標及元數據

                      (資料性附錄)

                      表C.1 實景三維建設內容指標表

                    分級

                    建設內容

                    地形級

                    城市級

                    部件級

                    地理場景

                    DOM/TDOM

                    最高分辨率1m,最高平面精度5m~7.5m。

                    分辨率優于1m,平面精度優于5m~7.5m。

                    /

                    /

                     

                    DEM/DSM

                    最高格網尺寸5m,最高高程精度1m~10m。

                    格網尺寸優于5m,高程精度不低于0.5m~10m。

                    /

                    /

                     

                    傾斜攝影三維模型

                    /

                    /

                    分辨率不低于0.2m,城市建成區及其他重點區域分辨率不低于0.05m。

                    分辨率不低0.03m。

                    地理

                    實體

                    基礎地理實體

                    重要河流、湖泊、海域;主要街道、軌道交通、鐵路、鄉道及以上等級道路;居民地(街區);各類管線的主干管道;各實體地名地址;行政區劃、自然地理單元和農林用地及土質單元等。更新時點:每年12月底。

                    河流、湖泊、海域以及附屬設施;支線及以上街道、軌道交通、鐵路、村道及以上等級道路、主要鄉村路以及附屬設施;居民地、構(建)筑物及場地設施;各類管線的主干管道;各實體地名地址;行政區劃、自然地理單元和農林用地及土質單元。更新時點:每年12月底。

                    河渠、水庫、湖泊/池塘、泉、井、池、岸、堤、壩、閘等;支線及以上街道、軌道交通、鐵路、村道及以上等級道路、主要鄉村路、內部道路、人行道、路口及附屬設施等;建(構)筑物及其附屬設施、城市綠地、公共場地、其他附屬設施等。建(構)筑物包括地下空間,可細化至不動產登記單元;各類管線、綜合管廊及其附屬設施;院落;各實體地名地址;行政區劃、自然地理單元和農林用地及土質單元,農林用地細化至自然資源登記和不動產登記單元。三維形式根據需求建立LOD模型(含地下、水下)。更新時點:總體每年12月底,重點區域按需。

                    /

                     

                    部件三維模型

                    /

                    /

                    /

                    建(構)筑物結構部件、建筑室內部件、道路設施部件、地下空間部件等。更新時點:動態更新。

                     

                    其他實體

                    共享其他行業部門生產的專業類實體。

                    物聯感知數據

                    自然資源實時感知數據

                    國家級重點區域或重大自然資源管理工程涉及的自然資源實時感知數據。

                    省級重點區域或重大自然資源管理工程涉及的自然資源實時感知數據。

                    自然資源管理涉及的自然資源實時感知數據。

                    部件管理涉及的室內或部件物聯感知數據。

                     

                    城市物聯網感知數據

                    /

                    /

                    城市經濟社會建設涉及的城市物聯網感知數據。

                     

                     

                    互聯網在線抓取數據

                    /

                    /

                    互聯網在線抓取數據。

                     

                    備注

                    1. 可根據自身基礎和應用需求,選擇對應級別開展建設。2.各項指標為非限制性指標。3.細節層次(LOD)參考OGC City Geography Markup Language (CityGML) Encoding StandardVersion: 2.0.0。可參考該標準中LOD分級要求,或根據其他相關的行業標準或地方標準等,結合本地已有數據基礎和實際應用需求,對模型數據進行調整。

                     

                      表C.2 基本元數據元素

                    序號

                    元數據元素

                    樣例說明

                    1

                    產品名稱

                    “**(區域)地形級實景三維”

                    2

                    產品級別

                    地形級

                    3

                    生產日期

                    2020年12月31日

                    4

                    產品摘要

                    產品的基本介紹

                    5

                    格式類型

                    可相互轉換標準格式,如osgb、3dtiles等

                    6

                    產品時點

                    2020年12月31日

                    7

                    數據質量

                    合格

                    8

                    坐標系統

                    CGCS2000

                    9

                    高程基準

                    1985國家高程基準

                    10

                    DOM/TDOM影像分辨率

                    0.5m

                    11

                    傾斜攝影三維模型分辨率

                    /

                    12

                    DEM/DSM格網尺寸

                    2m

                    13

                    產品生產單位名稱

                    ***測繪院

                    14

                    產品生產單位電話

                    ****-********

                    15

                    產品生產單位地址

                    **省**市**區**街道**號

                    16

                    質量檢查單位名稱

                    **省測繪產品質量監督檢驗站

                    17

                    安全涉密等級

                    涉密/政務/公眾

                    18

                    元數據創建日期

                    2021年1月15日

                     

                      附錄 D 主要環節的技術路線

                      (資料性附錄)

                      D.1二維形式表達的基礎地理實體生產

                      通過基于已有數據轉換、基于地理場景生成、基于高精度基礎地理實體綜合三種方式生產。

                      (一)基于已有數據轉換

                      1.水系實體

                      對于自然河流、人工溝渠。當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為河流、溝渠兩側邊線時,需將邊線數據在河流、溝渠的兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當已有數據為河流、溝渠中心線時,可根據河流、溝渠的寬度信息,利用緩沖處理等方式,并參考DOM構建視覺封閉邊界;當遇橋梁、隧道、涵洞、水閘、水壩等導致邊線數據斷裂時,需要參考DOM進行數據連通修復,以保證邊界視覺封閉。對于海域。若為岸線,當已有數據為線要素數據,直接保留;若為島礁,當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為島礁邊線時,需將邊線數據在兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;若為海面,當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為海面邊線時,需將邊線數據在兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界。對于湖泊、水庫。當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為湖泊、水庫邊線時,需將邊線數據在兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當遇橋梁、涵洞、水閘、水壩等導致邊線數據斷裂時,需要參考DOM進行數據連通修復,以保證邊界視覺封閉。對于附屬設施。當已有數據為面要素或點要素時,直接保留;當已有數據為設施的兩側邊線時,需將邊線數據在設施兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當已有數據為設施的中心線時,可根據設施的自身寬度信息,利用緩沖處理等方式,并參考DOM構建視覺封閉邊界。

                      對轉換后數據建立空間拓撲,并進行拓撲關系檢查及預處理;拓撲封閉構面,獲取弧段的語義/屬性信息,并根據語義一致性原則,將具有相同語義/屬性的弧段圍成的拓撲封閉線轉換為實體面;連通性處理,對于河流,應提取河流連通交叉口;對于溝渠,僅在分叉處打斷,不提取連通交叉口。構建中心線,對連通性處理后的水系實體及連通交叉口進行合并,構建中心線,并使中心線所描述的水流方向與原始流向一致,形成連通的水系網。

                      2.交通實體

                      對于封閉道路。當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為鐵路軌道邊線或高速公路路面兩側邊線時,需將邊線數據在道路兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當已有數據為鐵路軌道中心線或高速公路中心線時,可根據軌道寬度或高速公路寬度信息,利用緩沖處理等方式,并參考DOM構建視覺封閉邊界;當遇橋梁、隧道、明峒等導致邊線數據斷裂時,需要參考DOM進行數據連通修復,以保證邊界視覺封閉。對于未封閉道路。若為無相交或平面相交的城際公路、城市道路、城市輔路和鄉村道路,當已有數據為道路兩側邊線時,需將邊線數據在道路兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當已有數據為道路中心線時,可根據道路寬度信息,利用緩沖處理等方式,并參考DOM構建視覺封閉邊界;當遇橋梁、隧道、明峒等導致邊線數據斷裂時,需要參考DOM進行數據連通修復,以保證邊界視覺封閉。若為立體相連的城際公路和城市道路,應分別對城際公路、城市道路以及連接道路的各個匝道單獨進行上述處理,使其均構建形成獨立的視覺封閉邊界。若為立體相交的城際公路和城市道路,則應對相交的每條道路單獨進行上述處理,使其均構建形成獨立的視覺封閉邊界。對于橋梁、隧道和連通交叉口。當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為橋梁、隧道和連通交叉口的兩側邊線時,需將邊線數據在橋梁、隧道和連通交叉口兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當已有數據為橋梁、隧道和連通交叉口的中心線時,可根據橋梁、隧道和連通交叉口的寬度信息,利用緩沖處理等方式,并參考DOM構建視覺封閉邊界。對于附屬設施。當已有數據為面要素或點要素時,直接保留;當已有數據為設施的兩側邊線時,需將邊線數據在設施的兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當已有數據為設施的中心線時(如護欄、防風墻等),可根據設施的自身寬度進行緩沖處理,以緩沖面作為設施面。

                      空間拓撲關系預處理、拓撲封閉構面,同水系。連通性處理,對于鐵路路面,僅在分叉處打斷,不提取道路連通交叉口;對于高速公路路面,應提取匝道;對于城際公路和城市道路,應提取道路連通交叉口,并在道路拐角處打斷;對于城市輔路,不進行打斷和道路連通交叉口提取,只保持路面連續;對于內部道路,不進行打斷,只保持道路線連續;對于鄉村道路,僅在分叉處打斷,不提取道路連通交叉口。構建中心線,對連通性處理后的鐵路路面,高速公路路面及其匝道,城際公路、城市道路、城市輔路、內部道路和鄉村道路及其連通交叉口,分別合并,構建中心線,形成連通的道路網。

                      3.建(構)筑物及場地設施實體

                      對于建筑物、公共綠地、公共場地。當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為建筑物、公共綠地、公共場地的邊線時,需將邊線數據在兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;當遇柱廊、臺階等導致邊線數據斷裂時,需要參考DOM進行數據連通修復,以保證邊界視覺封閉。若同一建筑物中存在錯落多層面或邊線時,在二維平面表達時,以建筑物底座外輪廓整體范圍線的視覺封閉表示該建筑物;在采用三維模型單體表達時,同時保留其他錯落的建筑物頂面范圍線。對于附屬設施。已有數據為面要素,直接保留;已有數據為附屬設施邊線,將邊線數據在兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;已有數據為附屬設施單線要素、點要素,或者為斷裂的邊線數據時,參考DOM進行數據連通修復,以保證邊界視覺封閉。對于設施小品。已有數據為點要素,直接保留;已有數據為線要素、面要素,參考DOM將線要素、面要素轉為內點??臻g拓撲關系預處理、拓撲封閉構面,同水系。

                      4.管線實體

                      對于檢修井、電塔電桿。當已有數據為點要素時,直接保留;已有數據為線要素、面要素時,參考DOM將線要素、面要素轉為內點,并確保與原有數據和對應線路方向一致。對于線路。已有數據為單線要素,直接保留;已有數據為面要素或者邊線要素時,參考DOM并結合檢修井、電塔電桿,以及變電器、消火栓、水龍頭等附屬設施數據,將其轉換為連通的線。對于附屬設施。已有數據為面要素或點要素,直接保留;已有數據為設施的兩側邊線,將邊線數據在設施的兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界;已有數據為設施的中心線,根據設施的自身寬度進行緩沖處理,以緩沖面為設施面??臻g拓撲關系預處理、拓撲封閉構面,同水系。

                      5.院落實體

                      地理國情數據中“單位院落”可轉換為院落實體??赏ㄟ^DLG中的建筑物、地名地址數據以及DOM進行院落實體的補充??臻g拓撲關系預處理、拓撲封閉構面,同水系。

                      6.地名地址實體

                      有地名地址數據庫中的相關數據可轉換為地名地址實體。

                      7.行政區劃單元

                      建立已有境界與政區DLG、國家行政區劃主管部門提供的行政區劃邊界數據和行政區劃單元的語義映射關系。已有數據為行政區劃面要素或界樁、界碑點要素,直接保留。

                      8.自然地理單元

                      建立已有自然地形地貌、自然保護地數據與自然地理單元之間的語義映射關系。當已有數據為面要素時,直接保留;當已有數據為線要素時,需將線要素數據在兩端處分別進行端點連接,形成視覺封閉邊界??臻g拓撲關系預處理、拓撲封閉構面,同水系。

                      9.農林用地及土質單元

                      建立已有國土調查數據中的耕地、種植園用地、林地、草地以及其他土地數據與農林用地及土質單元之間的語義映射關系,并進行實體數據轉換??赏ㄟ^DLG中的植被與土質數據以及DOM進行農林用地及土質單元數據的補充??臻g拓撲關系預處理、拓撲封閉構面,同水系。

                      (二)基于地理場景生成

                      路線一。按照基礎地理實體采集精度要求選取適宜的傾斜攝影三維模型為數據源,進行地物實體三角網及紋理裁剪,獲取三維幾何形狀、紋理,經邊界修補、漏洞填充、紋理修復等,得到三維模型單體數據,派生二維形式表達的基礎地理實體。通過構建語義描述框架、獲取語義信息、語義與幾何歸一化處理、聚合層次關系建立等,實現語義屬性關聯。路線二。按照基礎地理實體采集精度要求選取適宜的TDOM為數據源,進行基礎地理實體標注并建立訓練樣集、經影像解譯得到二維形式表達的基礎地理實體。通過構建語義描述框架、獲取語義信息、語義與幾何歸一化處理、聚合層次關系建立等,實現語義屬性關聯。

                      (三)基于高精度基礎地理實體綜合

                      1.水系實體綜合

                      水系實體綜合兼顧河流整體空間結構特征及局部河流的形狀特征,體現原有水系的疏密差異及連通性包括點狀、線狀和面狀實體綜合。點狀實體綜合主要包括:聚合,將多個點狀實體合并成一個點狀實體。區域化,勾畫點群所覆蓋區域的邊界,使該區域能采用面狀實體表達。結構化化簡,在保持點群原有結構特征下,通過刪除一些點,降低點群結構復雜度。線狀實體綜合主要包括:移位,沿給定方向移動線狀實體?;?,在保持線狀實體主要結構特征下,刪除線狀實體上不重要的點。降維,面狀實體降維為線狀實體,實現與鄰接線狀實體的連通。結構性選取,在線群要素中選取重要的線狀實體進行保留,保留的線狀實體能夠反映原始數據空間結構特征、密度差異及連通性特征。面狀實體綜合主要包括:寬度分割,當面狀實體的形狀結構呈現寬窄不一特征時,依據寬度特征將原有面狀實體分割成多部分。毗鄰化,保持聚集性面狀要素群結構化特征的幾何變換,即通過將規則排列的面群之間的狹長空白分割(以下統稱“橋接面”)收縮為線,使被其分割的相離面狀實體成為毗鄰的獨立面狀實體,常見于坑塘等聚集面狀實體。

                      2.交通實體綜合

                      交通數據綜合既要考慮道路自身的連通性、完整性,又要顧及路網整體的網絡特性和密度特征,分為點狀、線狀實體綜合。點狀實體綜合主要包括聚合、區域化、結構化化簡等,線狀實體綜合主要包括移位、化簡、結構化選取等,各操作的含義與上述同類綜合一致。

                      3.建(構)筑物及場地設施實體綜合

                      建(構)筑物及場地設施實體綜合既要考慮居民地自身的直角化特征,又要顧及聚集居民地構成的全局特性,如直線型、格網型等,分為點狀、面狀實體綜合。點狀實體綜合主要包括聚合、區域化、結構化化簡等,各操作的含義與上述同類綜合一致。面狀實體綜合主要包括聚合,將細小面狀實體兼并至鄰近面積較大面狀實體;直角化,保持面狀實體直角特征;典型化,保留面群典型特征的綜合操作,主要用于規則排列的建筑物綜合操作,是一組建筑物在較小比例尺上的一種概括表達。

                      4.管線實體綜合

                      分為點狀、線狀實體綜合。點狀實體綜合主要包括聚合、區域化、結構化化簡等,線狀實體綜合主要包括移位、化簡、結構化選取等,各操作的含義與上述同類綜合一致。

                      5.地名地址實體綜合

                      地名地址實體為點狀實體,綜合主要包括聚合、結構化化簡等,各操作的含義與上述同類綜合一致。

                      6.院落實體綜合

                      院落實體為面狀實體,綜合主要包括聚合、融解、典型化、毗鄰化等,各操作的含義與上述同類綜合一致。

                      7.行政區劃單元綜合

                      行政區劃單元數據主要依據綜合后需要形成的數據精度及對應比例尺大小自動選擇。

                      8.自然地理單元和農林用地及土質單元綜合

                      自然地理單元和農林用地及土質單元數據為面狀實體,其綜合既要顧及不同單元的語義特征,又要考慮全局統計意義上各單元面積綜合前后的變化率符合規定,同時顧及各單元的空間分布規律。綜合主要包括聚合、融解、典型化、毗鄰化等,各操作的含義與上述同類綜合一致。

                      D.2三維形式表達的基礎地理實體生產

                      通過基于傾斜攝影三維模型生成、基于激光點云生成、其他方式生產。

                      (一)基于傾斜攝影三維模型生成

                      路線一?;趦A斜攝影三維模型通過深度學習模型識別二維形式表達的地理實體、進行濾噪處理、實體邊緣矯正?;诙S形式表達的地理實體對傾斜攝影三維模型進行分割獲得三維模型單體。通過構建語義描述框架、獲取語義信息、語義與幾何歸一化、聚合層次關系建立等,實現語義屬性關聯。路線二。按照地物實體采集精度選取適宜傾斜攝影三維模型,進行三角網及紋理裁剪,獲取三維幾何形狀、紋理,通過漏洞填充、紋理修復等得到三維模型單體。通過構建語義描述框架、獲取語義信息、語義與幾何歸一化處理、聚合層次關系建立等,實現語義屬性關聯。

                      (二)基于激光點云生成

                      點云預處理,通過條帶平差法或最小二乘區域網平差法完成機載航帶間點云拼接。點云與遙感影像配準,將不同傳感器獲取數據轉換到統一的地理參考坐標系統中,并使得同一地物所對應的點在空間上精確地對準。利用配準技術修正影像外方位元素,使得兩種數據能夠精確對準,真實還原地物三維信息和光譜紋理信息。點云濾波,在離散的三維點云中分離出地面點與非地面點,借用數字信號處理中濾波的概念,將真實地面點當作信號,濾除非地面點。點云分割,結合同步采集高分辨率遙感影像,根據空間、幾何和紋理等特征點進行劃分,從點云中抽取特征信息,剔除冗余龐雜數據。點云分類,為點云每點分配一個語義標記,將點云分類到不同的點云集中,同一個點云集具有相似或相同屬性,如樹木、車、人等。曲面重建,對點云數據進行曲面重建,建立拓撲關系。點云數據需進行重采樣和三維網格化處理,根據初始網格數據確定各個點云的權重,然后進行平滑處理,再重構物體的空間曲面模型,形成三維模型單體。通過構建語義描述框架、獲取語義信息、語義與幾何歸一化處理、聚合層次關系建立等,實現語義屬性關聯。

                      (三)基于其他方式生成

                      其他相關方式。

                      D.3物聯感知數據預處理

                      包括數據抽取、清洗、壓縮與信息解譯等。收集并獲取物聯網感知設備API接口,分析接口特征,發現規律并構造抽取規則、建立抽取語料庫,基于語料庫總結頻繁使用的模式并構造規則、形成抽取的正則表達式,建立描述文件;通過讀入并解析描述文件,建立數據連接,獲得數據接口返回的內容存入數據庫。去除“臟數據”得到一致有效信息,對于缺失數據進行有效估計以獲得完整數據,根據感知數據的變化規律和時空相關性,采用概率統計、近鄰分析和分類識別等方法,在感知節點、整個網絡或局部網絡實現數據清洗?;谂判蛞约盎跉v史數據的壓縮技術進行壓縮;可從原始感知數據中選擇少量數據或提取高層語義信息進行傳輸,對數據進行聚集,減少數據量。通過視頻關鍵幀提取、時序數據變化檢測等技術,對物聯感知數據中獲取的關鍵信息進行解譯,獲得蘊含在感知數據中的信息、知識。

                      附錄E 相關圖件

                      (資料性附錄)

                      圖E.1 實景三維數據庫邏輯架構

                      圖E.2 實景三維數據庫管理系統功能架構

                      圖E.3 實景三維數據服務接口

                     

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