福州已在60多個行業(yè)或領(lǐng)域探索應(yīng)用實(shí)景三維技術(shù) 在數(shù)字世界“復(fù)刻”一座立體城市

2024年實(shí)景三維數(shù)據(jù)賦能高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新應(yīng)用典型案例發(fā)布

《實(shí)景三維賦能數(shù)“治”福州》入選

日前，自然資源部、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合發(fā)布2024年實(shí)景三維數(shù)據(jù)賦能高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新應(yīng)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(bào)的《實(shí)景三維賦能數(shù)“治”福州》入選賦能政府決策應(yīng)用場景典型案例。

近年來，福州貫徹落實(shí)實(shí)景三維中國建設(shè)工作部署和要求，全面探索推進(jìn)實(shí)景三維福州建設(shè)和應(yīng)用。截至目前，全市域約1.2萬平方千米地形級三維模型實(shí)現(xiàn)全覆蓋；縣（市、區(qū)）主城區(qū)約700平方千米城市級實(shí)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(shí)已在海峽奧體中心等區(qū)域試點(diǎn)開展部件級實(shí)景三維建設(shè)。（記者 賴志昌）

在福州市城區(qū)水系聯(lián)排聯(lián)調(diào)中心指揮大廳，工作人員通過大屏幕實(shí)景三維系統(tǒng)關(guān)注城區(qū)河道水情。記者 賴志昌 攝

近段時(shí)間，首款國產(chǎn)3A游戲《黑神話：悟空》爆火出圈，該游戲通過實(shí)景三維等技術(shù)應(yīng)用，將現(xiàn)實(shí)中的名勝古跡“搬”進(jìn)三維數(shù)字世界，讓玩家盡享視覺盛宴。這也讓實(shí)景三維再次進(jìn)入公眾視野，激發(fā)了人們對于這一技術(shù)應(yīng)用的無限遐想。

實(shí)景三維作為一種新型基礎(chǔ)測繪工具，被看作是國家重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施。簡單來說，實(shí)景三維就是真實(shí)場景的三維數(shù)字地圖，可實(shí)現(xiàn)高度逼真的場景重構(gòu)，就像用投影儀給真實(shí)世界“投影”。

目前，我國正加快推進(jìn)實(shí)景三維建設(shè)。在這一領(lǐng)域，作為“數(shù)字福建”先行實(shí)踐地的福州堅(jiān)持應(yīng)用為本，以需求為牽引，不斷拓展實(shí)景三維建設(shè)和應(yīng)用。目前，福州已探索實(shí)景三維在城市管理、水系治理、規(guī)劃建設(shè)審批、自然災(zāi)害防治、礦山監(jiān)管等60多個行業(yè)或領(lǐng)域開展應(yīng)用，逐步形成福州市實(shí)景三維應(yīng)用生態(tài)，引領(lǐng)數(shù)“治”福州。

福州實(shí)景三維建設(shè)和應(yīng)用最新進(jìn)展如何，有哪些生動的應(yīng)用場景？連日來，記者深入采訪，了解實(shí)景三維的實(shí)際應(yīng)用情況。

福州新區(qū)智慧城市管理平臺上可隨時(shí)查看水質(zhì)等指標(biāo)。記者 石美祥 攝

走遍大街小巷

把城市“搬進(jìn)”三維數(shù)字空間

日前，記者走進(jìn)福州新區(qū)智慧城市管理平臺項(xiàng)目組，辦公室內(nèi)擺滿了數(shù)據(jù)處理設(shè)備和采集裝備，工作人員正在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作，鼠標(biāo)、鍵盤敲擊聲此起彼伏。

“瞧！這是我們打造的新區(qū)實(shí)時(shí)實(shí)景三維地圖，區(qū)別于傳統(tǒng)的二維地圖，實(shí)景三維地圖提供了時(shí)空數(shù)據(jù)基礎(chǔ)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。”項(xiàng)目組工程師高廣亮指著大屏幕，向記者展示了實(shí)景三維模型。他拖動鼠標(biāo)，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(biāo)、高度都有精確標(biāo)示。

2022年底，福州新區(qū)智慧城市管理平臺項(xiàng)目啟動。這項(xiàng)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(yùn)營中心，并以此為基礎(chǔ)開展智慧+城市治理、智慧+生態(tài)綠城、智慧+民生服務(wù)等城市應(yīng)用場景建設(shè)。要想讓福州新區(qū)的這顆“智慧大腦”更貼合實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)景三維技術(shù)成為進(jìn)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(yīng)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(yīng)用場景。福州新區(qū)智慧城市管理平臺項(xiàng)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(shí)景三維呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)場景1比1還原，這對于拍攝、時(shí)間和技術(shù)等要求都很高。”項(xiàng)目組城市三維建模工程師武可強(qiáng)和同事們每天駕駛采集車或操作無人機(jī)，利用點(diǎn)云采集、激光設(shè)備傳感等技術(shù)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(xiàng)管理數(shù)據(jù)，就形成“有血有肉”的實(shí)景三維應(yīng)用場景。在福州新區(qū)文松路，工作人員帶上采集設(shè)備，為這段5公里的市區(qū)道路拍下一張張實(shí)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(diǎn)點(diǎn)建起來，最終呈現(xiàn)所見即所得的效果。”武可強(qiáng)表示，這項(xiàng)工作極其需要經(jīng)驗(yàn)與耐心。以文松路為例，建造三維模型需要實(shí)地采集三維照片，還要進(jìn)行精準(zhǔn)的空間定位、三維空間結(jié)構(gòu)的精細(xì)構(gòu)建、模型表面紋理的處理和關(guān)聯(lián)等十余道工序，才能造出實(shí)景三維數(shù)字地圖，團(tuán)隊(duì)合作需要半個月時(shí)間。

文松路實(shí)景三維建模只是福州新區(qū)實(shí)景三維建設(shè)中的冰山一角。近一年來，武可強(qiáng)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(shí)景三維福州新區(qū)智腦項(xiàng)目的建成提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。”福州新區(qū)智慧城市管理平臺相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，福州新區(qū)智腦項(xiàng)目打造了188平方公里“全空間、全鏈條”的實(shí)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(gòu)建新區(qū)全景、規(guī)劃藍(lán)圖、建設(shè)管理、生態(tài)綠城、民生服務(wù)等五大專題應(yīng)用平臺，助力城市數(shù)字空間建設(shè)，驅(qū)動城市“數(shù)字智治”。

賦能數(shù)字文旅

穿越時(shí)空與古人對話

在三坊七巷，跟著數(shù)字人導(dǎo)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(shí)空與嚴(yán)復(fù)對話……通過實(shí)景三維、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，現(xiàn)實(shí)與虛擬連接的科幻場景正走進(jìn)福州文旅的現(xiàn)實(shí)應(yīng)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(yán)復(fù)故居成了熱門打卡地，全新開放的嚴(yán)復(fù)故里元宇宙研學(xué)項(xiàng)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(dú)特魅力。

正值開學(xué)季，來自福州江濱中學(xué)的49名學(xué)生走進(jìn)嚴(yán)復(fù)故居，體驗(yàn)元宇宙研學(xué)項(xiàng)目，他們以元宇宙為媒介，借助AR技術(shù)，與三維數(shù)字世界里的“嚴(yán)復(fù)先生”對話，感受嚴(yán)復(fù)故里的歷史風(fēng)貌和文化底蘊(yùn)。

“通過手機(jī)APP，嚴(yán)復(fù)先生好像就在我面前一樣，有種穿越時(shí)空的對話感，太逼真了！”福州江濱中學(xué)八年級學(xué)生龐芷晴說，這種虛實(shí)交融的學(xué)習(xí)方式，給他們帶來了更加豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

記者用手機(jī)打開“福元宇宙研學(xué)”APP看到，利用實(shí)景三維模型構(gòu)建的嚴(yán)復(fù)故居還原了真實(shí)場景，而嚴(yán)復(fù)人物的五官、儀態(tài)等惟妙惟肖。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目還加入了景點(diǎn)介紹、游覽攻略、“榮耀艦長”游戲等交互式沉浸體驗(yàn)，讓游客全方位了解嚴(yán)復(fù)故居的歷史風(fēng)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(shí)現(xiàn)與虛擬人物合影。

全新的旅游體驗(yàn)得益于實(shí)景三維在數(shù)字文旅中的應(yīng)用。記者了解到，從2023年開始，項(xiàng)目組就著手研發(fā)嚴(yán)復(fù)故里元宇宙研學(xué)項(xiàng)目。“我們根據(jù)年輕人的心理與認(rèn)知特點(diǎn)，對人物和場景進(jìn)行Q版風(fēng)格的開發(fā)，讓更多的年輕一代能夠不受時(shí)空限制，體驗(yàn)到更鮮活的人物和更加生動的文化場景。”嚴(yán)復(fù)故里元宇宙研學(xué)體驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，基于激光掃描、全景掃描、AI等技術(shù)，項(xiàng)目組對嚴(yán)復(fù)故里實(shí)施1萬平方米部件級實(shí)景三維建模，與真實(shí)世界關(guān)系達(dá)到1∶1高精度契合，打造嚴(yán)復(fù)文化IP數(shù)字孿生空間，提供沉浸式科教體驗(yàn)，讓用戶跨時(shí)空對話嚴(yán)復(fù)。

近年來，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等數(shù)字技術(shù)不斷進(jìn)步，融合實(shí)景三維技術(shù)等產(chǎn)品在福州文旅產(chǎn)業(yè)加速落地應(yīng)用，三坊七巷、嚴(yán)復(fù)故居等越來越多的旅游景區(qū)積極擁抱新技術(shù)，為游客帶來更加多元化、沉浸式的文旅體驗(yàn)。實(shí)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(yīng)急決策更精準(zhǔn)高效

實(shí)景三維融合數(shù)字空間與現(xiàn)實(shí)空間，為城市數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了更多可能，作為時(shí)空數(shù)據(jù)基底支撐防汛防臺風(fēng)工作科學(xué)決策，讓城市治理更有智慧。

日前，記者走進(jìn)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(shí)景三維系統(tǒng)關(guān)注城區(qū)河道水情，實(shí)時(shí)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(diǎn)擊不同的按鈕，各項(xiàng)功能不斷切換，其中最引人矚目的是實(shí)時(shí)城區(qū)水位的3D圖像。根據(jù)實(shí)時(shí)情況輸入不同水位，可模擬水位上漲時(shí)福州城區(qū)不斷“縮小”的情形，做到預(yù)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警。

“融合物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)的實(shí)景三維，我們可以實(shí)時(shí)預(yù)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(xiǎn)。”福州市城區(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(shí)景三維影像最大的作用是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控、模擬水位的走向，為下一步?jīng)Q策提供更為準(zhǔn)確的信息，讓中心應(yīng)急研判決策更為精準(zhǔn)高效。

福州市以實(shí)景三維構(gòu)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(xì)化三維建模，并在此基礎(chǔ)上打造城市應(yīng)急防澇、內(nèi)河水多水動和網(wǎng)廠河一體化管理等3個應(yīng)用場景，為水系科學(xué)調(diào)度提供決策支持，提升水系科學(xué)調(diào)度的“腦容量、腦邏輯、腦感知”，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)預(yù)判，進(jìn)一步提升福州城區(qū)水系管理和治理能力。

得益于實(shí)景三維技術(shù)的助力，今年夏天，臺風(fēng)“格美”來襲，福州城區(qū)再次經(jīng)受了臺風(fēng)暴雨的考驗(yàn)。這套系統(tǒng)同樣在2023年防御“杜蘇芮”“海葵”臺風(fēng)時(shí)發(fā)揮了作用，彼時(shí)福州市區(qū)24小時(shí)最大累計(jì)雨量分別達(dá)到426.6毫米、617.9毫米，該系統(tǒng)基于實(shí)景三維，實(shí)時(shí)提供全市壩、閘、泵等設(shè)施運(yùn)行現(xiàn)狀以及水庫、河流水情水患情況，輔助科學(xué)決策，全市排水防澇應(yīng)急處置效率提高50%，庫湖河調(diào)蓄效益提高了30%，及時(shí)守護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

城區(qū)水系數(shù)字治理是福州通過實(shí)景三維地圖賦能城市治理的經(jīng)典案例之一。目前，實(shí)景三維已在數(shù)字福州建設(shè)和規(guī)劃自然資源管理等方面得到了廣泛應(yīng)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(shí)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(shí)景三維數(shù)據(jù)還應(yīng)用于支撐國土調(diào)查、自然災(zāi)害普查、地下市政基礎(chǔ)設(shè)施建模等多項(xiàng)工作中，在助力福州自然資源管理、城市建設(shè)等方面精準(zhǔn)賦能。

從無到有、從有到準(zhǔn)、從準(zhǔn)到精、從精到細(xì)，實(shí)景三維應(yīng)用在榕城從“落地”走向“開花”。市自然資源和規(guī)劃局負(fù)責(zé)人表示，未來將繼續(xù)夯實(shí)實(shí)景三維福州數(shù)據(jù)體系，推進(jìn)實(shí)景三維技術(shù)不斷向縱深發(fā)展，為數(shù)字福州建設(shè)提供強(qiáng)有力的數(shù)字時(shí)空底座，推動實(shí)景三維數(shù)據(jù)成果的行業(yè)應(yīng)用，培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。（記者 賴志昌 林玉和）