加快推進實景三維中國建設需要重點關注哪些問題?

熊 偉

開展三維實景中國建設是“十四五”時期基礎測繪轉型升級發展的重要任務之一，對推進自然資源精細化、智能化管理具有重要意義。去年以來，自然資源部測繪發展研究中心圍繞實景三維地理信息數據生產及其軟件創新主題，深入開展調研，基本摸清相關發展現狀，旨在為“十四五”發展提供參考。

推進實景三維中國建設的重大意義

新的歷史時期，推進實景三維中國建設是貫徹落實“數字中國”戰略、切實履行好自然資源部“兩統一”職責、提升新型基礎測繪保障服務能力、維護國家地理信息安全的必然要求，具有重要的戰略意義和現實意義。

第一，黨的十九大報告明確提出了建設數字中國的戰略要求，結合經濟社會發展、科學技術進步等趨勢，賦予了新時期“數字中國”建設新的內涵。以實景三維中國為代表的地理信息是支撐新時期數字中國建設的基礎性、關鍵性數據資源。

第二，2018 年自然資源部組建伊始，陸昊部長在海南測繪地理信息局就國土空間規劃及“多規合一”信息綜合管理平臺建設等問題進行調研時強調，自然資源登記等系統要由二維系統變成三維系統，解決自然資源調查、確權和國土空間用途管控等問題。推進實景三維中國建設，是有效解決上述問題的基礎性工作和必然選擇。

第三，2018 年以來，由美國發起的中美貿易爭端不斷升級，已經影響到我國地理信息系統軟件領域的創新發展，未來有可能進一步升級。在這一背景下，開展并持續推進實景三維中國數據資源建設，必須充分考慮相關生產軟硬件的國產化問題。因而，從某種意義上來說，推進實景三維中國建設對于推動測繪地理信息領域科技創新、促進地理信息產業高質量發展、更好地維護國家信息安全具有重要的戰略意義。

國內實景三維數據生產及軟件自主創新情況

（一）國內實景三維數據生產及應用市場現狀

首先，從實景三維數據生產市場規模上看。根據對中國政府采購網、各地市采購網站以及千里馬等商業采購網站公開的招標項目數據的統計分析，近年來，實景三維相關工程級項目金額呈現爆發式增長，由2016 年的10248 萬元，到2017 年的21823 萬元，再到2018 年的57972 萬元?？陀^來說，實景三維數據生產市場規模遠不止上述所列數據，比如，有些實景三維數據生產任務隱含在其他相關工程項目中很難篩選出來，有些由各級政府部門直接委托相關單位承擔，這些任務分布在各行業、各領域，整個實景三維數據生產市場規模的具體數值難以準確估量。總的來看，實景三維數據已經呈現出強勁的市場需求。

其次，從真三維數據應用市場上看。據統計，近三年實景三維應用的主要領域是政府單位，比例占到95%以上?？梢姀馁Y金保障、應用需求、專業性、數據保密等多角度，目前，政府單位仍是實景三維數據最大的用戶群體，企業和公眾類應用受限于種種因素，尚未真正形成規模，相關需求有待挖掘。

（二）國內實景三維重建（測繪）軟件創新情況

經調研國內專注于實景三維重建及相關數據處理、管理軟件自主創新的測繪地理信息高科技公司，目前，國內傾斜攝影自動化三維建模技術以國外軟件為主，國內90%以上的實景三維數據制作測繪單位都基于國外軟件進行三維重建。由于實景三維數據精度都在厘米級以上，同時其在未來國家和城市治理能力現代化中將發揮越來越重要甚至不可替代的作用，如果長期由國外軟件壟斷我國實景三維數據的生產，一旦出現軟件后門或漏洞，或者停止授權等極端事件，將對我國地理信息安全甚至國家安全帶來災難性影響。

為了擺脫實景三維重建軟件受制于國外的局面，近五年來，一些國內科研院所、高校、企業積極推進該領域自主創新，已經涌現出以Ai3D/Virtuoso3D 系統、Altizure、3DRealWorld、DJITerra 等為代表的國產三維重建軟件。與國外同類軟件相比，這些自主軟件在數據適應性、自動化處理能力、數據處理規模、數據處理效率等方面基本處于同一水平。但是，由于起步較晚，國內市場基本被國外軟件占領，大多數用戶已經習慣使用國外軟件進行三維重建，短時間內不會選擇使用國產軟件，致使國產軟件缺少大規模普及應用的機會，因而在人機交互界面等用戶體驗方面與國外軟件相比還存在較大差距。

推動實景三維中國建設的關鍵問題

（一）加快謀劃實景三維中國建設工程實施方案

2019 年2 月25 日，自然資源部召開2019 年全國國土測繪工作座談會，明確表示將于年內啟動“十四五”基礎測繪規劃編制工作，推動在實景三維中國建設等多個重要方向凝練形成大項目、大工程，進一步提升基礎測繪核心供給能力，切實為自然資源管理“兩統一”職責履行提供測繪支撐，為經濟建設、國防建設與社會發展做好保障?；诖耍涌煅芯刻岢鐾苿訉嵕叭S中國建設的路徑和辦法十分必要和緊迫。

（二）統籌考慮實景三維數據生產與軟件創新發展問題

在“十四五”開展實景三維中國數據資源建設工程之前，提前謀劃啟動三維重建（測繪）軟件國產化科研專項攻關。依托科研專項，提供必要的數據資源、資金投入、基礎設施、應用環境測試等支持，在進一步攻克國產實景三維重建軟件性能提升難題的同時，以管理應用需求為導向，逐步解決單體模型自動化提取困難等技術難題；另一方面，建議在“十四五”實景三維中國數據資源建設工程中全盤使用國產三維重建（測繪）軟件，為推動和擴大國產三維重建（測繪）軟件的應用創造有力支撐條件，借助開展大規模數據生產契機全力支持軟件技術創新，加速三維重建（測繪）軟件國產化進程。

（三）協調推進實景三維軟件創新與技術標準化

在統籌推進實景三維中國數據資源建設與三維重建（測繪）軟件自主創新任務的同時，應高度重視相關技術標準化問題。從三維空間數據的海量處理、高效發布、共享與互操作等生產應用管理全鏈條出發，積極推動研制一套完整的涵蓋生產工藝、產品形態、應用模式等內容的實景三維中國標準體系，更好地支持“十四五”時期以及未來常態化、規范化、高效化地開展實景三維中國建設工作。

（四）戰略研究規劃實景三維中國建設經費投入

實景三維中國建設的技術方法有多種且相對成熟，關鍵是對于960 萬平方公里陸地國土面積是否需要采取同一種技術方法、標準來開展。因為不同區域的現實情況差異很大，既要考慮有人區、無人區等經濟活動方面的區別，也要考慮山水林田湖草等自然資源動態監測的實際需要，同時還要考慮國土空間規劃、城鄉發展等實際，這直接涉及不同區域在數據精度、建設內容等方面的差異。另外，不同的技術方法和標準對應的是不同的經費支撐，其差距可能在數十倍。例如，如果對960 萬平方公里陸地國土全部采用精細化的管理模式，需運用全面傾斜+激光生成實景三維的方式。按照目前市場行情，城市非城區需要航飛傾斜攝影5 厘米精度（成圖精度大約在10 ～15 厘米），完成此精度1 平方公里的三維數據生產任務大約需要5000 ～6000 元；城市城區需要航飛傾斜攝影2 ～3 厘米精度（成圖精度大約在5 厘米），完成此精度1 平方公里的數據生產任務大約需要2 萬元。根據2018 年城市建設統計年鑒，我國673 個城市城區面積200896.5平方公里、建成區面積58455.66平方公里?；诖耍瓿伤谐鞘谐菂^實景三維數據生產任務大約需要40 億元，完成所有城市建成區實景三維數據生產任務大約需要11.25 億元，完成城市非城區實景三維數據生產任務大約需要564 億元，總計需要約604億元。因此，謀劃實景三維中國建設工程必須做好需求、規劃、項目、預算的銜接工作。