【学术】2008—2023年实景三维北京研究建设进展

实景三维北京研究建设进展（2008—2023年）

孔令彦1，2 刘增良1，2 曾艳艳1，2 王红1，2 王凯松1，2 曹逸飞1，2

（1.北京市测绘设计研究院， 北京 100038；2.城市空间信息工程北京市重点实验室， 北京 100038）

［摘 要］ 本文介绍了实景三维（3D）建设的工作背景，汇总了国家和自然资源部、北京市层面关于数字中国、实景3D中国、实景3D北京建设的政策文件和主要内容，归纳了实景3D建设标准体系、理论研究、数据生产、数据库建设、平台研发与应用等方面技术研究成果，总结了2008—2023年北京实景3D建设历程、主要成果以及新型基础测绘北京试点建设内容、关键技术和应用，对已开展的实景3D北京研究建设工作进行了分析并从产品、数据更新、应用场景等方面提出了建议。

［关键词］ 实景三维中国；实景三维北京；新型基础测绘；政策；理论研究

0 引言

国家的第十四个五年规划和2035年远景目标纲要中明确要求，加快数字化发展、建设数字中国。自然资源部提出实景三维（three-dimensional，3D）中国建设，印发了《实景三维中国建设技术大纲》，对实景3D实施技术路径进行了要求。北京市积极推进建设动态更新的多精度、多粒度、分等级的“实景三维北京”，形成智慧城市“一张图”，2022年，北京市完成了国家新型基础测绘建设北京试点数据建设招标，北京市高度重视并积极推进试点工作，将试点项目纳入北京智慧城市、数字经济标杆城市建设，以下从政策文件、理论研究、实景3D北京建设、未来建议等方面对实景3D北京工作开展情况进行综述。

1 政策文件支持

1）国家高度重视数字经济发展，提出全面构建新时代数字中国。国家的第十四个五年规划和2035年远景目标纲要中明确要求，加快数字化发展、建设数字中国，激活数据要素潜能，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。

《“十四五”国家信息化规划》提出发展目标：到2025年数字中国建设取得决定性进展，信息化发展水平大幅跃升，数字基础设施全面夯实，数字技术创新能力显著增强，数据要素价值充分发挥，数字经济高质量发展，数字治理效能整体提升，数字政府建设水平全面提升。

2022年1月，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，提出“以数据为关键要素，以数字技术与实体经济深度融合为主线，加强数字基础设施建设，完善数字经济治理体系，协同推进数字产业化和产业数字化，赋能传统产业转型升级，培育新产业新业态新模式，不断做强做优做大我国数字经济，为构建数字中国提供有力支撑”。

2022年10月，党的二十大报告中指出：加快建设“数字中国”，加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。优化基础设施布局、结构、功能和系统集成，构建现代化基础设施体系。

2）自然资源部提出实景3D中国建设，是落实数字中国、平安中国、数字经济战略的重要举措，是落实国家新型基础设施建设的具体部署，是服务生态文明建设和经济社会发展的基础支撑。国家大力推动数字化发展，推进数字经济、数字社会、数字政府建设，驱动生产、生活和治理方式的全面深入变革，对基础测绘产品与服务提出了新的更高要求。针对这一重大需求，自然资源部提出实景3D中国建设，研制能客观真实地反映人类生产、生活和生态空间的实景3D信息产品，构建能与现实3D空间实时互联互通的数字3D空间，为数字中国提供新一代的3D时空信息框架，提供高质量时空信息产品与高水平时空信息服务［1］。

2019年11月，自然资源部关于印发《自然资源部信息化建设总体方案》的通知，提出建立3D立体自然资源一张图。

2021年8月，自然资源部办公厅关于印发《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》的通知，对实景3D实施技术进行了要求。

2021年12月，自然资源部国土测绘司关于印发新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件（1-4）的函，印发新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件（1-4），包括名词解释，基础地理实体分类、粒度及精度基本要求，基础地理信息实体空间身份编码规则和基础地理实体数据元数据。

2022年2月，自然资源部办公厅发布《关于全面推进实景三维中国建设的通知》，明确了实景3D中国建设的目标、任务及分工等。提出2025年—2035年实景3D建设目标；提出了地形级实景3D、城市级实景3D、部件级实景3D、物联感知数据接入与融合和在线系统与支撑环境建设任务［2］。

2022年4月，自然资源部办公厅关于印发新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件（5—7）的通知，印发新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件，包括1∶500、1∶1 000、1∶2 000基础地理信息要素数据转换生产基础地理实体数据技术规程，基础地理实体数据采集生产技术规程，基础地理实体语义化基本规定。

3）北京市积极落实中央精神，加快建设全球数字经济标杆城市，积极推进国家新型基础测绘建设北京试点建设工作。《北京城市总体规划（2016—2035）》提出，加强精细化管理，将北京建设成为国际一流的和谐宜居之都的首善之区。从精治、共治、法治、创新体制机制入手，推动城市被动管理走向城市主动治理。

北京市“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出建设全球数字经济标杆城市，加快数字化转型和智能化升级，加快数字社会、数字政府建设。

《北京市“十四五”时期智慧城市发展行动纲要》提出夯实新型基础设施，推动数据要素有序流动，充分发挥智慧城市建设对政府变革、民生服务、科技创新的带动潜能，统筹推进“民、企、政”融合协调发展的智慧城市2.0建设。到2025年将北京建设成为全球新型智慧城市的标杆城市。

北京市《2023年市政府工作报告重点任务清单》明确加快建设全球数字经济标杆城市，推进数字产业化和产业数字化；加快智慧城市建设，推动智慧城市应用场景开放，深化数字化社区建设试点，推动数字服务适老化改造。

2021年以来，北京市市长专题会两次研究智慧城市和空间三维系统有关工作，明确由北京市规划和自然资源委员会负责建设动态更新的多精度、多粒度、分等级的“实景三维北京”，形成智慧城市“一张图”，面向全市提供城市码时空标识在线赋码服务。

2021年6月，自然资源部批复同意北京市为国家新型基础测绘试点城市，专家评审通过了《国家新型基础测绘建设北京试点实施方案》。

2022年9月，完成国家新型基础测绘建设北京试点数据建设招标。获批试点城市以来，北京市高度重视并积极推进试点工作，将试点项目纳入北京智慧城市、数字经济标杆城市建设，列入《全球数字经济标杆城市建设2022年任务清单》《2023年智慧城市建设重点工作任务》重点任务，纳入市政府督办，纳入北京市规划和自然资源委员会智慧城市专项规划和顶层设计。

2 理论研究成果

实景3D不仅是数字孪生时代的数字底座，而且为新基建提供现势性强、精确度高、完整性好的时空数据［3］，因此实景3D对地理信息产品提出了新的要求，主要体现在独立实体化、真3D表达、语义融合、全空间描述、融合新技术等几个方面［4］。实景3D方面的理论研究主要围绕着实景3D地理信息产品的数据采集、生产、存储、平台开发、应用展开。近年来北京、上海、武汉、西安等城市开展了新型基础测绘试点，探索了实景3D城市的建设，取得了一定的理论研究成果。

在标准体系方面，实景3D相关标准较少，标准体系正在逐步建立过程中。目前暂无国家标准发布，在行业标准上，有《实景三维地理信息数据激光雷达测量技术规程》（CH/T 3020—2018）、《倾斜数字摄影测量技术规程》（CH/T 3025—2023）和《实景三维数据倾斜摄影测量技术规程》（CH/T 3026—2023）。在地方标准上，黑龙江省发布了《测绘地理信息成果质量检查与验收第4部分：实景三维模型》（DB 23/T 2646—2020），天津市发布了《航空实景影像三维数据生产技术规程》（DB 12/T 1092—2021），江苏省发布了《实景三维地理信息元数据规范》（DB 32/T 4156—2021），青岛市发布了《实景三维青岛建设技术规范》（DB 3702/T 0016—2023）。

在理论研究方面，武汉大学张永军于2019年提出了基于代价矩阵和多重软约束的立体影像密集匹配理论与方法，从根本上改变了传统密集匹配算法的约束条件和实现思路，为我国自主知识产权的多视密集匹配系统研制与应用提供技术参考；西南交通大学朱庆于2021年针对已有倾斜摄影测量3D建模方法由于自动化程度低、模型质量较差，难以满足大中小各种规模城市全域范围高效的建筑物精细3D建模需求的情况，较系统地突破了面向建筑物精细3D建模的倾斜摄影测量共性基础难题，初步形成了面向建筑物精细建模的倾斜摄影测量成套理论方法体系，为实景3D中国和智慧城市等国家重大工程提供了关键技术支撑；文献［5］结合各省级、城市级新型基础测绘试点在标准研制和标准化建设的基础上，提出新型基础测绘和实景3D中国建设标准化需求主要体现在产品分级分类标准、基础标准、生产技术标准、数据库标准、数据服务应用标准五大方面，并梳理出53项实景3D中国建设急需的标准需求。

地形级数据生产方面，文献［6］利用无人机获取遥感卫星监测变化图斑点云数据，最终实现地形级实景3D地理场景更新，提高了地形级实景3D场景的现势性；文献［7］利用多尺度水平集影像分割方法，实现了水体实景3D模型重构优化与航标模型单体化提取；文献［8］基于全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）和超短基线定位系统（ultra-short base line， USBL）技术研究构建水陆一体化定位系统，融合水陆一体化定位技术、有缆遥控潜水器（remote-operated vehicle， ROV）和水下摄影测量设备等研发水下摄影测量系统，实现数字孪生水下3D实景数据底板的获取，并采用多波束测深、水下3D全景成像声呐等系统，对水下摄影测量系统获取的3D实景模型数据成果精度进行验证。

城市级数据生产方面，文献［9］提出了在低重叠度下，激光点云与倾斜摄影多源数据深度融合技术快速构建城市级实景3D城市的技术流程与体系；文献［10］提出了优视摄影测量方法，利用被摄对象的概略模型进行视点优化，实现最小数据采集代价下的精确3D模型重建；文献［11］提出了利用车载激光点云与倾斜摄影测量进行点云融合后进行建模，弥补了倾斜摄影测量盲区的几何结构，提高了模型精度；文献［12］针对目前倾斜摄影测量模型表面重建算法的空洞、重复面、纹理模糊、纹理碎片等问题，进行了算法改进，提升了建模质量；深度学习也被用于城市级3D地理实体语义分割中，文献［13］采用深度学习语义分割方法，在倾斜摄影3D模型中提取建筑物矢量面，为每个建筑物添加基本属性信息。

部件级数据生产方面，文献［14］探索和实现了基于不动产登记数据的建筑分层分户3D建模关键技术，形成了从全空间多源异构数据归集至城市全域建筑分层分户3D模型建设的一整套生产技术流程；文献［15］利用倾斜摄影、3D激光扫描、3ds Max建模软件，研究了多源数据融合建模方法及数据融合的关键技术，应用于古建筑室内外精细建模；文献［16］利用贴近摄影测量技术与建筑信息模型（building information model， BIM）技术对濒危等级高的民族建筑进行部件级实景3D建模。

数据产品质量检验方面，文献［17］以结合北京市大规模倾斜摄影实景3D数据质检检查的实践，总结提出了实景3D模型数据质量检查方法；文献［18］以提升自动化智能化质检能力为目标，构建了新型基础测绘的质检技术框架；文献［19］基于倾斜摄影实景3D模型的生产流程，分析了实景3D模型特点，指出了实景3D模型质量检查的要点，提出了相应质量控制方法。

数据建库与平台开发方面，文献［20］以西藏自治区为例对3D实景时空数据库建设与可视化进行了研究，设计并实现了3D实景时空数据库建设流程，能够管理存储不同格式的3D实景时空数据，文献［21］设计了一种在时间、空间、语义等方面一体化表达的基础地理实体数据模型，创新“一码多态”的数据组织管理模式，可以满足不同应用场景下基于基础地理实体2D、3D、影像、专题等多维数据的科学组织和快速检索，实现“一库多能、按需组装”。文献［22］研究了基于凯西乌姆（Cesium）的实景3D模型与BIM模型的集成可视化；文献［23］基于虚幻引擎（unreal engine）研究和实现了3D规划审批关键技术，提高实景3D场景的真实感和沉浸感；文献［24］研究了一种结构语义辅助约束的数字孪生场景虚实配准方法，实现了视觉传感器与实景3D模型的融合配准；文献［25］基于珠海市试验片区实体建库实践经验，提出了面向城市级服务的地理实体分级分类方法，构建了面向应用服务的地理实体数据集。

行业应用方面，文献［26］针对中轴线遗产监测需求，对实景3D北京中轴线建设的需求、目标、内容及建设成效进行逐一分析；文献［27］利用实景3D对输变电工程的选线规划进行了研究，实景3D以真实、立体、直观的表达优势为方案比选与论证提供科学客观的决策参考；文献［28］利用实景3D真实、立体、时序化等特点，在生态保护红线勘界定标中进行了应用，有效提升了工作的科学性和效率；针对自然资源统一确权登记工作中国有林场地形起伏大、登记单元复杂、自然资源多样、各类产权交叉重叠等特点，文献［29］利用实景3D模型进行了确权登记工作的探索，相关权利主体利用3D模型共同确认林场边界走向，为工作提供了精准快捷的技术支持。

3 实景3D北京研究建设 3.1 实景3D北京建设历程

自2008年提出建立北京四环内3D模型工程项目以来，经过全市十余年来不断探索和发展，历经人工建模、网目（Mesh）建模、实景3D建设三个阶段，实现了北京市3D模型建设到实景3D的转换升级，实景3D北京建设历程如图1所示。

图1 实景3D北京建设历程

在人工建模阶段，北京市在2008—2016年基于1：500比例尺地形图、航测测高和地面拍照的方式完成了四环范围内300 km2的人工3D建模。通过这一创新性的尝试，初步探索了实景3D北京的空间表达方式，将城市的空间形态以3D立体模型的方式展现出来。人工建模阶段是实景3D北京建设的起步阶段，为后续的技术升级和改进提供了重要的经验，为未来实景3D北京建设奠定了基础。

在Mesh建模阶段，北京市在2017年完成了六环范围3 600 km2的5 cm倾斜航空摄影、点云采集，并基于该数据完成了六环范围内3 600 km2 Mesh模型、三环范围内160 km2建筑物单体化模型的建设工作。Mesh建模阶段借助遥感技术和现代化的数据处理方法，进一步提高了实景3D北京的建设精度和效率，极大程度提升了自动化水平，为实景3D北京建设注入了新的活力。

在实景3D建设阶段，北京市探索联合立体卫星影像、倾斜航摄影像、激光点云数据建立实景3D北京数据成果。相比于传统的3D模型建设，实景3D从传统的地上模型拓展至室内外、地上下等全空间实景3D建设。对于单体来说，实景3D基于实体化的概念将单体进行图元划分、转换生产，通过自然语言描述地理实体的图元组成、属性及关系并为地理实体赋“唯一空间身份编码”。当前北京市正在大力开展覆盖全市范围的实景3D建设，不断探索研究实景3D建设新技术、新方法。

3.2 已有实景3D成果

北京是国内较早开展大范围3D建设和应用的城市，自2008年起开始探索3D建模工作，基于大比例尺地形图开展人工建模，尤其在开展数字城市地理空间框架建设中，先后完成西城区、东城区、海淀区、通州区等重点区域建筑、道路、地面、附属设施等要素3D建模，逐步形成了四环范围300 km2三维模型数据，该成果在支撑北京城市精细化管理、3D辅助规划审核工作中得到应用。

自2017年开始，采用倾斜摄影测量、3D激光扫描、空地一体建模等技术开展3D建设，先后完成了北京六环范围3 600 km2的5 cm分辨率倾斜摄影Mesh模型，三环范围160 km2建筑单体化模型，同时开展了重点区地下管线3D、室内3D、数字表面模型（digital surface model，DSM）、街景等多源多尺度的3D成果，总数据量达到10 TB以上，数据成果样例如图2所示。

图2 实景3D北京数据成果样例

在3D平台研发与应用方面，通过系统平台研发实现了对实景3D数据有效地管理与应用。基于易智瑞GeoScene、超图SuperMap、睿城传奇StampGIS、飞渡等商业平台，开发了多个行业专题应用系统。基于OSG、Cesium、Unreal Engine等开源软件研发了3D平台，实现了多源海量实景3D数据的管理、展示、分发和服务，可满足不同应用场景、不同硬件条件、不同尺度的实景3D应用。

3.3 新型基础测绘北京试点建设内容

北京将建设成为全球新型智慧城市的标杆，需要新型基础测绘所建设的时空数据底座做支撑。通过新型基础测绘采集地上地下、二维（twodimensional， 2D）、3D的地理实体数据，为各类地物建立唯一“身份”标识，形成实景3D时空数据底座，即建立以地理实体为对象的实景3D北京。

2021年6月，自然资源部批复同意北京市为国家新型基础测绘试点城市。部里批示后，北京市立即开展《国家新型基础测绘建设北京试点实施方案》的编写工作，并于2022年6月通过自然资源部评审。同年9月，国家新型基础测绘建设北京试点数据建设工作正式启动。

新型基础测绘通过地理实体作为空间地物的基本表达，区别于传统基础测绘的地理要素表达，地理实体能够更加真实、全面、直观地反应地物信息。同时，新型基础测绘不再按照传统基础测绘年度更新的方式进行产品更新，而是通过变化发现驱动动态更新，达到随用随新的效果。此外，新型基础测绘不再以比例尺进行测图，而是基于地理实体进行无级化制图，派生出任意比例尺的地形图。最后，新型基础测绘成果将不仅满足人工判读需求，还将具有语义化使计算机同样能够进行识别分析。

实景3D是新型基础测绘的标准产品，最终目标是构建“实景三维中国”，为数字中国建设提供统一的底板与数字基底。地理实体数据与地理场景数据作为实景3D数据的核心内容，是全市最基础的空间地理数据。

地理实体是指现实世界中占据一定且连续的空间位置、单独具有同一属性、产权或完整功能的自然或人工设施及各种空间单元，具有实体化、3D化、语义化、结构化、全空间、人机兼容的六大特征，地理实体的特征如图3所示。

图3 地理实体的特征

地理实体由陆地向海洋、地下、水下延伸，以独立地物和地理单元为对象，模糊了比例尺的概念，突破地图分幅和投影的限制，同时地理实体作为3D线划数据能够挂接各类大数据。通过空间数据结构化，属性数据非结构化的表达方式，实现地理实体的人眼可读、机器能懂。如图4所示，地理实体相较于传统的地理要素对地物进行了更为细致的划分，同时地理实体还对地物的组成方式进行了详细地表达，地理实体表达形式如图4所示。

图4 地理实体的表达形式

地理场景是指一定区域范围内连续成片、反映现实世界地理空间位置和形态的基础地理信息数据。地理场景包括数字高程模型（digital elevation model，DEM）、DSM、数字正射影像图（digital orthophoto map， DOM）、真数字正射影像图（true digital orthophoto map， TDOM）、倾斜摄影3D模型、激光点云等。地理场景是多尺度嵌套、动静耦合、多要素相互作用的整体，能够反映地理环境的整体性，是实景3D不可或缺的基础数据。地理场景作为目前各行各业应用最广泛、接纳程度最高的地理数据，可以进行多尺度表达满足不同应用需求。

北京国家试点将按照分级分区域（全市、平原、五环、核心区和副中心、重点区域、重点项目）形成实景3D产品，分级分区域实景3D产品如图5所示。按照自然资源部《实景三维中国总体实施方案》的要求，北京市将在2025年前全面建成实景3D北京。

图5 北京试点分级分区域实景3D产品

3.4 实景3D北京建设产品体系

实景3D作为北京市新型基础测绘的标准化产品之一，主要是围绕首都高质量发展对基础测绘的需求，准确把握新时代测绘工作“两支撑、一提升”的根本定位，设计符合北京需求的新型基础测绘产品体系。

在实景3D产品粒度方面，参考国家技术性文件及《实景三维中国建设技术大纲》基础上，参考城市地理标记语言2.0（City Geography Markup Language， City GML2.0）、City GML3.0，考虑基础地理实体的结构表达内容、结构取舍尺寸、顶面及侧面的纹理真实度、纹理分辨率等因素，形成北京市地理实体粒度分级指标，具体粒度分级指标如图6所示。根据首都核心区风貌管控等应用需求，增加细化了细节层次3.5（level of detail，LOD3.5）级，此产品纹理、表达内容比LOD3细，但又没有室内。

图6 北京市地理实体粒度分级指标

实景3D产品，主要包括地形级实景3D和城市级实景3D。根据地理实体、地理场景分类、精度、粒度分级体系，考虑北京数据情况，按需组装成北京市分级分区域的实景3D北京产品体系［30］。

3.5 实景3D北京建设关键技术

1）多类型多粒度对象实体化建模技术。在实景3D中国专家组所提出的概念模型基础上，针对北京市的实际情况，以中微观地理实体为主，开展了道路、院落、房屋、水系、山体等地理实体信息建模；为满足地理实体本体表达需求，针对北京基础地理实体数据成果，构建了实景3D北京地理实体统一数据模型。

2）基于多源数据的立体化构建技术，包括基于混合数据的裸眼立体采编、基于道路激光点云的道路实体智能提取、基于点云和矢量数据的房屋模型自动构建技术。提出了专用投影改正算法解决地物的投影差问题，研发了基于DSM和DOM，以及基于快拼DOM和激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）的混合数据裸眼立体采编方法及工具；运用激光点云深度学习等人工智能（artificial intelligence， AI）技术，实现从激光点云和高分辨率影像到3D矢量的自动提取，研发了道路相关地理实体的自动提取方法和工具，实现城市内树木、路灯、电线杆、交通标志牌、地面标志线、公交站牌、垃圾桶、栅栏、红绿灯等道路相关地理实体的提取与分类；结合2D矢量底座数据和高密度机载激光雷达数据，研发了房屋模型自动构建算法和工具，大大提高房屋模型构建效率，提高屋顶精细度。

3）基于空天地融合的真实化更新技术，包括基于立体卫片更新大场景、基于混合建模提高精度、基于地面扫描数据更新近地面场景、基于超高分辨率数据更新特定场景。运用了多特征融合分隔、决策树、深度学习等技术，研发了Mesh模型更新的方法和工具，形成了利用立体卫片更新Mesh模型的工艺；通过工艺流程改进，实现点云和影像混合建模，提高模型精度和可视化效果；研发了全要素地面采集及多源点云联合3D建模技术，解决了站式、推车式、背包式、车载、手持扫描仪等全类型地面扫描数据获取及多源点云数据融合、建模的技术难题。

4）多引擎融合实景3D平台构建技术，采用多引擎融合技术，研究并实现了基于统一应用程序接口（application programming interface，API）和数据格式的多引擎融合的实景3D平台，实现了从地表、城市、部件、室内、地下的连续数据管理、调度、可视化与仿真，支持数据轻量化、云渲染服务，支持海量实景3D数据的加载、展示、管理及支持可扩展的应用模块。

5）面向政府和社会的一体化应用技术，包括实景3D信息安全、基于地理实体的无级制图、基于Mesh模型的全景图生成与服务、时空一体化建库与服务、时空标识码赋码与服务。基于倾斜航空摄影成果，研发了任意地点全景影像的全自动生成算法，研发了全景影像在线浏览工具；采用“一码多态” 实体化技术、知识图谱技术，实现离散时空数据向对象级数据的实体化统一存储，并面向行业应用沉淀形成主题数据库。

3.6 实景3D北京应用

实景3D北京的建设，大幅提升了地理空间数据在智慧城市建设中的服务能力，为重大国事活动保障、首都城市“四个中心”战略定位落实、“一总规、两控规”实施、全球数字经济标杆城市建设和超大城市治理体系及治理能力现代化建设提供了时空信息保障。

服务北京城市规划建设，辅助领导科学决策。基于高精度实景3D数据，实现了3D环境下的城市天际线分析、景观视廊分析、项目选址分析、设计方案对比等，并能够生成量化的空间分析数据，为规划设计和控规编制实施、审批、景观风貌保护提供精准的、定量化的3D空间技术支撑。

为城市治理与城市更新提供实体化3D空间数据底座，打造3D可视化、可分析虚拟化的数字孪生城市，集成地上地下、室内室外的各类要素的3D数据，融合城市管理数据，融合各委办局实时业务数据，为城市规划建设、治理提供仿真推演、发展预测、决策分析提供支撑。实现基于3D的精细化管理，促进城市治理体系和治理能力的现代化、智能化、精细化程度的提升。

为重大活动提供3D空间数据保障。为国庆70周年庆祝活动提供实景3D数据服务和技术支撑，完成了方队建模和场景渲染工作内容，有力地支撑了军、地两方在庆祝活动保障中的要素落点落图、电子沙盘推演等工作。将实景3D应用于北京冬奥场馆设计，利用3D技术辅助冬奥会赛道规划，发挥实景3D在精度、可视化效果等方面优势，提升设计方案的合理性、科学性。

“实景三维中轴线”的建成，为中轴线申遗提供了高精度、高精细、3D立体的空间数据底板，通过基于实景3D的模拟分析，落实核心区控规、中轴线保护规划等对建筑高度、建筑规模、传统风貌的规划管控要求；实景3D中轴线数据已纳入中轴线遗产监测平台，作为平台的时空底座，将与文物监测感知信息融合，实现动态感知和实时探测。

与全市城市码管理部门共同建立标准，解决城市码中的时空标识码赋码与服务流程问题。与全市智慧城市“一图”服务部门共同建立标准，基于实景3D成果向政府和社会提供基础底图。在政务外网，基于新型基础测绘成果更新智慧城市“一张图”通用地图，在全市大数据平台上线了常规版、矢影版、3D楼高展示等；在互联网，基于新型基础测绘成果更新天地图北京。

4 结束语

立足首都城市战略定位，北京正在大力推进智慧城市建设。结合智慧城市对空间数据需求，借鉴国内外先进经验，北京正在边探索边建设边应用，逐步建立以地理实体为对象的实景3D北京。根据自然资源部对实景3D建设的要求，结合北京市智慧城市建设需求，目前实景3D北京建设工作存在一些问题，例如实景3D数据产品体系还不够丰富、数据产品尺度单一；现有实景3D覆盖范围零散，数据现势性不强，亟须形成完善的更新机制和保障机制；基于实景3D的北京城市信息模型平台（CIM）还未建立，实景3D与专题数据、感知数据深度融合还未实现；面向自然资源领域的应用还需要深度挖掘，需要与业务进一步融合形成典型应用场景。

基于以上分析掌握的情况，提出以下建议：

1）丰富实景3D数据产品，分区域分等级建设实景3D北京，结合北京实际，建立多尺度、多类型、涵盖室内室外、地上地下的实景3D产品体系。

2）完善形成基于多源数据融合、多方式结合的3D数据建设与更新模式，多手段建设与更新实景3D数据，形成3D建设更新机制和保障机制，保持数据现势性，满足应用对3D数据实际需要。

3）建设北京市实景3D数据库与管理平台，为实景3D北京的数据存储、查询、分发、更新与管理提供工具，数据库管理平台支持以地理实体为对象的管理、分析及按需组装功能。

4）拓展基于“三维化”的数据应用场景及服务，包括利用实景3D成果，为规划建设项目的规划、设计、施工、运营等阶段提供全流程、全生命周期一体化的服务支撑；面向自然资源领域，探索3D自然资源确权登记模式；打造北京城市信息模型平台（CIM平台），建立北京市权威统一的时空信息基础平台，打造“智慧城市操作系统”，为数字政府和智慧城市应用提供支撑；探索面向公众服务的实景3D成果。

参考文献

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［3］陆芬.走向实景三维［N］.中国自然资源报，2022-03-15（7）.

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引文格式：孔令彦，刘增良，曾艳艳，等.实景三维北京研究建设进展（2008—2023年）［J］.北京测绘，2024，38（4）：447-456.

基金项目： 北京市自然科学基金（4214069）

作者简介：孔令彦（1979—），男，山东曲阜人，硕士，教授级高工，研究方向为地理信息系统研发与管理工作。

E-mail:konglingyan@bism.cn

通信作者： 刘增良 E-mail：liuzengliang@ bism.cn

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来源：测绘学术资讯