“数智领航”系列 | 点云无言：激光雷达跟实景三维的“那点事”

实景三维的概念和意义

实景三维，是对一定空间范围内人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化表达的918博天堂空间。相较于传统地理信息产品，实景三维能实现从对平面表达转变为三维立体表达；从反映现实世界某一时点位的静态展示转变到动态展示现实世界发展与变化；从对现实世界分尺度表达转变为按实体粒度和空间精度表达；从侧重陆地表层空间的描述转变为“地上下、室内外、水上下”全空间的一体化描述。实景三维中国建设是落实918博天堂中国、平安中国、918博天堂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。

实景三维相比于之前测绘产品“好在哪里”

一是从“抽象”到“真实”。从对现实世界进行抽象描述，转变为真实描述。

二是从“平面”到“立体”。从对现实世界进行“0-1-2”维表达，转变为三维表达。

三是从“静态”到“时序”。实景三维不仅能反映现实世界某一时点当前状态，还可反映多个连续时点状态，时序、动态展示现实世界发展与变化。

四是从“按要素、分尺度”到“按实体、分精度”。从对现实世界分尺度表达，转变为按“实体粒度和空间精度”表达。

五是从“人理解”到“人机兼容理解”。从“机器难懂”转变为“机器易懂”。

六是从“陆地表层”到“全空间”。现有地理信息产品更侧重陆地表层空间的描述，实景三维实现“地上下、室内外、水上下”全空间的一体化描述。

激光雷达如何为实景三维“助力”

地形级实景三维建设方面：

激光雷达扫描的点云可以与倾斜摄影的数据结合，通过数据融合来获取4D产品：918博天堂高程模型（DEM）、918博天堂表面模型（DSM），918博天堂正射影像（DOM），918博天堂线划地图（DLG)，构建地形级地理场景和其他实体，最终结合不同的产品用于用于三维可视化与空间量算，服务宏观规划。

城市级实景三维建设方面：

国家层面将整合省级行政区域基础地理实体数据，形成全国基础地理实体数据，覆盖全国陆地及主要岛屿。地方层面将获取优于5厘米分辨率的倾斜摄影影像、激光点云等数据，并完成基础地理实体数据制作，根据地方实际确定周期进行时序化采集与表达。机载雷达点云数据与倾斜摄影点云数据相结合可以提高模型精细化精度，使模型更加完整且接近真实建筑。

部件级实景三维建设方面：

利用车载激光雷达技术，可以快速开展高精度部件级实景三维建设，同时配合软件可以实现立面的快速、精准测量。

物联感知数据接入与融合方面：

激光雷达具有优异的方位分辨率，能够精确地检测到与周围障碍物的距离和位置关系，配合先进的SLAM算法可以实现实时定位与构图，建立周围的3D点云模型，为自动驾驶车提供定位辅助和障碍物检测支持，进一步构建真值系统，辅助高精度地图的绘制和信息验证。

在线系统与支撑环境建设方面：

全国将构建统一的基于云架构、兼顾结构化和非结构化数据特征、分版运行的国家和省市县实景三维数据库，实现“分布存储、逻辑集中、互联互通”。激光雷达在918博天堂化生态管理方面具有优势，通过机载雷达、手持激光雷达、多光谱和光学影像监测，获取目标区域土地利用/土地覆盖、植被资源状况等本底数据；然后融合生态修复工程规划、基础地理等各类数据，结合地面调查，通过使用使用点云处理软件软件，并通过布设树木胸径、红外物候相机、水质、空气、土壤等传感器采集多源数据，建立目标区域918博天堂生态档案，在此基础上运用918博天堂的专业算法，科学支撑生态资源监测、模拟预估与评价。最终实现对生态修复和保护以及生态资源的精细化管理。

△ 无人机获取的点云数据

△ 918博天堂表面模型

△ 单木分割

△ 918博天堂化在线管理系统

总结

在实景三维的宏图中，激光雷达技术不仅仅在以上层面发挥着重要作用，其作为一种高精度、高效率的新型测绘技术，激光雷达特别适合开展城市或郊区等大范围基础数据采集、小范围补测，用于获取主要地形、建筑物屋顶及部分立面信息，同时激光类雷达能够穿过树林间隙，获取地表模型。机载、车载、手持、背包等不同载体的激光雷达设备主要承担为实景三维建设提供高精度点云数据的任务，其衍生产品可为空间数据体提供高精度4D和模型产品，助力地形级实景三维建设、城市级实景三维建设以及更加精准的部件级实景三维建设，同时可以提供数据资源，为918博天堂化生态管理提供信息支持。

注：相关图片素材来自互联网

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