青勘院张志华院长:实实在在的实景三维“青岛经验”
红瓦绿树,碧海蓝天,热情似火,气质鲜明,这是大众印象中的青岛。然而置身其中,笔者感触颇深的则是大街小巷陡峭的坡路。这座美丽的滨海城市,在实景三维青岛这个数字世界中,有一份孪生的“兄弟”。
结合遥感测绘、大数据、云计算、智能感知等新技术,实景三维青岛打造了一个真实、立体、时序化表现青岛地形地貌、地表覆盖、建(构)筑物等物理世界的数字虚拟空间。
实景三维青岛最大的特色是什么?已经在哪些领域实现了应用?GIS在其中发挥了怎样的作用?如何将勘察、测绘和地理信息三大专业融合,推进青勘院信息化建设?窗外柳变园林,新蝉初咽。张志华凝神思考了片刻,将答案娓娓道来。
如今,实景三维中国建设在全国范围由多个试点到遍地开花,其建设成果已经应用到了生产生活的各个领域。上海、武汉、西安、北京等省市,都结合自身特点开展了各具特色的建设探索,如武汉应用LIDAR信息源搭建地理实体数据库和实景三维建设,北京提出结合智慧城市来开展新型基础测绘建设等。那么实景三维青岛的特色又体现在哪里?
张志华认为,实景三维青岛的特色可用两个字概括——“实”和“用”。“实”,是青岛在吃透《实景三维国内建设技术大纲》的基础上,结合实际需求,扎扎实实为应用打基础。“我们以应用为导向,早在设计之初,就考虑了应用的内容,如在全域高精度的三维建设、运维平台以及数据标准方面,力图把实景三维青岛的成果给用起来。”
在确定全市域覆盖三维的精细度时,张志华和团队再三思量,将自然资源三区三线管控、落实“长牙齿”*硬举措等需求考虑在内,最终完成青岛市陆域1.1万平方公里 15公分分辨率的倾斜摄影数据,实现了城市级实景三维首次全市域覆盖,为城乡统筹发展提供更立体的支撑。建设范围还包含7个有居民海岛,首次实现了海陆统筹建设,全力支撑青岛打造国际海洋中心城市目标。
长牙齿”巧喻能“咬人”的严格措施。自然资源部王广华部长曾说,以“长牙齿”的硬措施持续开展耕地保护督察执法,公开查处重大违法典型案例,2023年上半年发现土地违法案件数量同比下降64%、面积同比下降80.5%。
“一个城市1.1万平方公里全覆盖的实景三维模型究竟有什么用?常见的二维影像图表现的是城市的‘表皮’,三维模型则是既有‘表皮’又有‘骨架’的鲜活结构,能为城市管理各领域提供更科学高效、更智能化的手段。”张志华说,“事实证明,我们的判断是正确的,用途最大的就是15公分分辨率的倾斜摄影数据,产生的效果也最好。”
然而海量实景三维数据的价值,需要借助GIS平台进行处理与挖掘。GIS平台是连接数据和应用的纽带,是实景三维成果发挥实效的重要一环。张志华说:“我们一直在考虑如何利用实景三维的海量数据向用户提供高效、稳定的时空信息服务,基于超图GIS软件打造Q3D时空大数据平台,就是我们探索的一个成果。”
Q3D城市时空大数据平台是青勘院面向数字城市建设提供的统一空间定位框架和时空信息服务,既是实景三维建设成果的应用窗口,也是横向贯通智慧城市时空大数据平台、国土空间基础平台、CIM基础平台的“三位一体”新型智慧城市基础支撑平台,将在更多维度发挥赋能城市高质量发展的作用。
第二个字“用”,是指把应用放到最重要的切入点。实景三维青岛的成果、数据,及各种平台管理功能,要在国民经济各个领域中用起来。张志华表示,项目尚在建设时,青岛市自然资源和规划局就主动与其他部门对接,宣传推介实景三维成效。建成后,通过市政府新闻发布会、记者见面会,联合青岛市大数据局开展全市范围培训等多种形式来推广。正是基于不断的宣传推广,实景三维青岛在各部门各行业中得到了广泛认知,来咨询和调用的单位络绎不绝,应用反响很好。
“测绘地理信息能在国民经济中能发挥一些作用,这让我们感觉很欣慰。自然资源部推出的实景三维中国是伟大的创新,这个从自然资源角度推出的决策,满足了越来越多行业的信息化需求,成效远超预期。”张志华说。
目前,实景三维青岛的成果已在青岛市政务资源共享交换平台上线,方便各部门调用。成果为自然资源规划、综治、公安、应急、住建等30余个部门提供支撑,在城市更新建设、文明典范城市创建、重大项目规划论证、数字政府建设、社会治理、拆违治乱、应急处置等60余项重点工作得到应用。
在城市规划方面,青岛市重大项目规划方案论证都要在实景三维场景下进行,真实、全方位的分析模型,帮助专家和决策者们更客观、精准地遴选最佳方案。
在城市更新方面,城市管理部门利用实景三维的真实场景,针对历史城区保护更新、老四方工业区复兴、旧城旧村改造等需求进行前期论证、规划设计和项目管理,大幅提升工作效能。
在数字政府建设方面,实景三维通过在线方式为市政府值班调度、党建引领社会治理、司法执法、城市云脑、CIM、七普信息化、智慧审批、森林防火监测预警、市场监督一张图等各部门“双12场景”信息化平台提供二三维时空信息服务。
在2022年的一场山火应急处置中,实景三维青岛得到了实战检验。在现场应急指挥车上,张志华院长配合指挥调度,基于实景三维时空大数据平台,全程为指挥部态势标定、救援调度提供了强有力的信息化作战图,为应急事件处置的立体数字化调度做出了示范探索。
在面向社会应用方面,青岛市自然资源和规划局组织发布了《建设单位申请实景三维成果流程》,让企业可以按需免费申请三维成果,助推优化营商环境,更好地服务于城市更新和城市建设。
通过一年多的应用实践,实景三维青岛赋能城市发展的目标正在实践着,正在为部门的工作机制、行业的产业效能带来创新性的提升。
后续如何实现实景三维快速、全要素的更新?张志华表示,可以深入研究三维场景、卫星影像与视频监控、洋流、气象等物联感知信息的融合互补,以及在场景高效渲染、与BIM充分结合等技术融合,构建更加高精度的数字孪生城市,让城市规划更超前,社会治理更精细,交通信号更智能,防汛部署更精准,生态保护更和谐,真正实现“一屏观全市,一键助决策”。
实景三维作为新型基础测绘体系的数据成果,以真实、立体、时序化的特点更真实直观地反映了人类生产、生活和生态空间的时空信息,是国家重要的新型基础设施建设。当前实景三维正处在向上爬坡的发展阶段。
谈及实景三维青岛下一阶段的发力方向,张志华表示,实景三维的重点是数据和应用。因此,未来青岛将围绕海量数据管理、数据时序更新、加强公众化服务三个方面展开。
一、实现海量数据管理。目前青勘院研发了一套集“生产-管理-服务”于一体的实景三维数据管理平台,同时可实现成果的时序化管理、服务发布、水印加密等功能,实现实景三维海量数据成果的高效管理和快速共享。
二、做好数据时序更新。数据现势性是其保持旺盛生命力,得以持续共享的根本。按照自然资源部武文忠总规划师提出的“时序更新原则”,要结合现有成果体系特点,走通基于多种发现途径、多源采集手段的快速时序化更新技术路线,实现与城市发展同步。
三、加强公众化服务。作为参与公众版测绘成果三维模型数据加工和编制国家试点的单位,青勘院将进一步总结提炼试点经验,参与制定公众版三维模型生产技术和数据产品相关规范,探索面向自然资源领域的示范应用,为在“十四五”期间实现“95%的用户使用的测绘成果不涉密”的目标而努力。
《关于全面推进实景三维中国建设的通知》明确提出:为实现实景三维中国建设目标,测绘地理信息行业要坚持以科技创新为驱动,促进实景三维中国高质量发展,积极采用大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴技术,在物联感知数据与实体数据精准融合、海量实景三维数据轻量化处理等方面进一步实现突破,实现融合创新、智能升级、提质增效。
随着测绘技术的发展,各类具备空间感知能力的设备都可以作为新型测绘采集、更新的手段,如具备多传感器的智能驾驶车辆,城市里无处不在的摄像头,甚至每个人的手机拍摄等,都可以采集精准的空间数据。这些采集来的数据通过智能化的处理、提取、治理和应用,最终形成空天地一体化的空间信息智能超融合感知应用体系,实现实景三维中国建设的目标。
“我们也一直在做这方面的思考和探索,目前的思路简要来说就是全感知、智能化、超融合。”张志华说,“这里的超融合,不是传统IT领域的云计算超融合环境,而是我们测绘地理信息领域的超融合,即数据融合、行业融合、应用融合。”
融合创新是时代发展的潮流。成立72年的青勘院深谙融合的力量,将自身融入时代浪潮,坚持“全院工作一盘棋、勘测信息一体化、软硬实力齐发展”的战略,在探索中求变,在实践中致远,为市场带去智能化应用的同时,也获得了转型发展的内驱动力。
早年间,青勘院的传统勘察、测绘业务发展良好,也积累了丰富的经验和人才储备。进入信息化、数字化、智能化的高质量发展阶段之后,业务面临转型,政府和市场需求不仅仅是单纯的勘察测绘业务,更多的是一揽子的综合服务。因此,打破专业壁垒,贯彻全院工作一盘棋,推进勘测信息一体化,势在必行。“不论什么专业、什么部门,都要围绕院整体利益来开展工作,这就必然要推动专业的融合发展。”张志华说。
勘测信息一体化是指院里的勘察、测绘和地理信息为依托的三大业务板块。三大专业各有优势,如勘察和测绘专业的吃苦与坚韧,地理信息专业的信息能力和精准服务,融合之后三大专业取长补短,形成了发展合力。青勘院在海外工程多个项目中,尝试将三大专业融合,实现了1+1+1>3的效果,打造了海外三大专业融合的“青岛模式”。
“我们以技术融合为切入点,实现了文化、管理方式、团队文化等多个层面的融合。”张志华结合“喇嘛辩经”,介绍了院里在打破壁垒、技术融合方面的举措:
1. 技术方面,加强跨专业交流,地理信息专业人员不定期到各部门讲解信息化方面的最新动态、推广新的解决方案,让大家及时了解。
“我们有个面向全院技术人员的‘每周一讲’活动,每个人都可以将自己日常的研究和业务心得进行分享,让不同专业的人相互了解、借鉴,打破专业知识鸿沟。”张志华说。
2. 人员方面,青勘院开设了三大专业的三级高岗,无论谁遇到技术难题都可以去寻求帮助解答,甚至合作搞科研攻关。
“另外,我们给每个分院设置了固定的信息化服务专员,从技术咨询到业务拓展,实行一揽子服务,很好地加速了专业融合发展。”张志华说。
长期坚持的益处是显然易见的。“这不仅是技术的融合,更是文化的融合。文化融合才是最底层、最根本、最深层次的融合。”张志华表示,“这样打破专业壁垒,为客户提供可定制化的解决方案,既节省资金投入,也提升服务质量。如为上合示范区提供的勘测信息一体化服务,为工程勘察定制的勘察监管云平台,在全省乃至全国都有很好的示范作用。”
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