执三维之笔 绘融合之美

5月29日，中国地质博物馆，一场3D视界之旅正式开启。“巅峰足迹生态之镜——我国首次自主完成珠峰高程测量50周年影像展”开幕式上，观众戴上VR眼镜就能沉浸式体验“站上地球之巅”的惊险与刺激！

千里之外，另一场3D视觉盛宴也在进行。

5月15日，湖南岳阳洞庭湖博物馆，国内首次借助实景三维技术打造的“洞庭百年变迁”小程序上线，以数字孪生形式“搬来”八百里洞庭，观众轻轻一点就能一睹这湖碧水的百年时空变迁。

两场盛宴的背后，是一群测绘人不懈的探索与创新。

2024年3月，习近平总书记在湖南考察时强调：“探索文化和科技融合的有效机制”“推进文化和旅游深度融合”。

今年年初，全国自然资源工作会议也将目光落在“融”字上，要求推动“四个融合”。

走进湖南省第一测绘院，记者发现他们正执三维之笔、绘融合之美。

“把山水‘装’进线上博物馆”

人与自然对话有了新姿势

影像展开幕前一晚，湖南省第一测绘院3楼彻夜通明，实景三维项目负责人曾庆带领团队对“3D版珠峰”进行最后的打磨。

这次复刻珠峰留给他们的只有20多天的时间，场景范围高达30万平方千米，但精细度不足。

珠穆朗玛峰实景三维场景剪影。湖南省第一测绘院供

据了解，此次珠峰复刻用的是四维高景系列卫星采集的分辨率优于0.3米的卫星影像，已是目前国内最高分辨率卫星影像，可表现宏观场景，但在一些中近景视角方面就显得捉襟见肘，还需要结合相关资料进行细节刻画，如人机交互建模、角色动作绑定、三维引擎图形渲染等。

“场景越逼真，体验感就越好，对影像的精度要求也就越高。为了让观众有更好体验，我们在宏观场景、故事线和细节上反复打磨，来来回回改了五六个版本。”曾庆感慨地说。

2021年开始，湖南省第一测绘院相继对张家界、郴州、韶山等区域开展了实景三维建设，三千奇峰、碧水丹霞、红色经典均收录到了实景三维湖南，积累了不少“3D画像”。但珠峰海拔高、气候条件复杂，无法现场操作无人机采集高精度测绘数据。这对曾庆和同事们来说是一次新挑战。

“难度系数堪比‘鲁智深绣花’！”曾庆这样形容工作难度。在建模过程中，冰川、塔林、雪崩场景的材质，以及日照金山、云海、暴风雪等场景特效表现都非常难做，把珠峰保护区的雪豹、牦牛、长尾叶猴、秃鹰等动物角色和珠峰高程测量队员的动作还原出来并不容易。

珠穆朗玛峰自然保护区实景三维场景剪影。湖南省第一测绘院供

复刻洞庭湖，又与珠峰不同。

“衔远山，吞长江，浩浩汤汤，横无际涯”，洞庭之大，是复刻的一大难点。这是省第一测绘院首次做这么大面积的城市级倾斜摄影，也是首次给大江大湖作“3D画像”。

“涨水为湖，落水为洲”。洞庭多变，是复刻的第二大难点。采集影像时，经常是影像是一个状况，到了现场又变了模样。

2023年7月，长江流域遭遇罕见干旱，洞庭湖处于1950年以来历史同期最低水位。湖南省第一测绘院抢抓时间开展三维测绘作业，采集了大量露出水面的滩涂、湖床三维数据，为记录洞庭湖沧海桑田变迁留下了宝贵资料。

“但最难的是空间三维建模。洞庭湖区域高差特别小，滩涂和水面又都是弱纹理，没有参照物和明显特征对比，计算机很难识别运算，建模效果也不会好。”曾庆解释，“最后，我们利用影像和数字高程模型进行融合晕渲处理、制作三维地势图，才有了现在的三维洞庭。”

当山川湖海遇见数字文明，人与自然的对话又有了新表达。“我们希望执实景三维之笔，为中国山水建立数据档案，让人们在数字海洋中感受大自然的鬼斧神工！”湖南省第一测绘院院长雷宇斌说。

“让时空数据与资源管理深度融合”

湖南“数治自然”有了新高度

5月16日，湖南自然资源全要素市场平台在粤港澳大湾区正式上线，创新推出了“AI智能引导+深度选包+三维建模”三级选址服务体系。

“我有什么？你要什么？红线在哪里？”……通过平台，企业轻轻一点，一个三维实景的“资产包”就跃然眼前，可“身临其境”般远程踏勘，还可以“一键避红线”，享受平台通过“千企千面”个性化分析提供的智能化选址建议与“管家式”在线服务，快速掌握资源核心价值、锁定优质资源。

将实景三维融入自然资源资产组合供应，是湖南“数治自然”向前迈的又一大步。

2024年7月，湖南启动自然资源资产清查。利用试点地区清查成果，湖南省第一测绘院开始建立自然资源资产实体三维数据库，以直观展示各类资产的空间分布、属性特性等信息，辅助用于地方进行项目规划、设计以及标的价值核算。

“比如，实景三维提供直观精准的空间信息，融合各类权属数据，能有效解决权属交叉、边界模糊问题，高效厘清自然资源资产的产权主体、边界和权责内容，为权利归集明晰产权脉络。”湖南省第一测绘院自然资源资产三维数据部副部长刘伦文说。

此外，还可以利用三维空间分析技术，识别切坡建房、地质灾害风险等，辅助碳汇核算、自然资源资产价值评估等。这为湖南破解自然资源资产“归集难”“度量难”“配置难”“变现难”以及创新开展组合供应，提供了极大助力。

“不只组合供应，我们的实景三维技术几乎已经融入了自然资源管理的全链条。”刘伦文说。湖南省第一测绘院以实景三维湖南为时空基底，将二维国土调查数据提升至三维，创建了基础地理实体与国土调查数据的时空映射关联，建立了全省国土调查专题地理实体库，实现了自然资源业务的三维共享与关联。

以空间规划为例，地形级实景三维，可服务于国土空间总体规划；城市级实景三维，是对地形级实景三维的细化表达，可用于详细规划；而部件级实景三维，是对城市级实景三维的分解和细化表达，重点是满足专业化、个性化应用需求。“像容积率、建筑密度、绿地、建筑高度控制等，利用实景三维成果都可以准确计算，自动判断相关指标是否符合规划要求。”刘伦文解释。

生态保护修复也在走向三维。截至今年3月，湖南省第一测绘院完成了洞庭湖区31个生态修复子项目和全省32个历史遗留矿山修复项目、15个全域土地综合整治项目的实景三维建设，为项目设计、实施、后期监管等提供了精准的三维空间数据支撑。同时，通过研发生态修复实景三维建设生产管理软件，打破了项目间的数据孤岛，提升了协同效率和修复质量，促进了生态修复项目群的高效实施。

此外，以实景三维为基底的湖南“数字新基建”，还在服务城市风貌管控、地质灾害风险排查等方面做好支撑。

如果说常见的二维影像图展现的是城市的“表皮”，那么实景三维就是既有“表皮”又有“骨架”的鲜活结构。“通过实景三维场景的构建和叠加，可以使自然资源现状和管理数据‘立’起来、‘活’起来，全面客观地掌握自然资源资产情况，进一步提升自然资源治理现代化水平。”雷宇斌表示。

“让每一座山峰都成为自然教育的入口”

学生们有了“会呼吸的教材”

在湖南，有一片正在走红的“云”——湘教地理云。

透过这片“云”，学生们轻划指尖就可以“云游”南岳七十二峰、洞庭湖等山山水水，360度观察山脉、河流的走向，身临其境般感受大自然的神韵。

“在‘实景三维案例库’板块，学生还可以多角度观察袁家界‘乾坤柱’垂直节理发育、高椅岭‘龙脊’丹霞脉络等独特地质构造，深度理解地貌演化过程，秒懂地形地貌，秒变空间达人。”青竹湖湘一外国语学校彭杨旸老师笑言。

据了解，目前来自20多个省份的2000多万初中生都可以使用这片“云”。湖南省第一测绘院推广应用部技术骨干曹骁把它称之为“会呼吸的教材”。

他在湖南省自然资源厅青年干部“思享会”上讲到：“我们把地理课本变成能触摸的山河脉搏，让知识从‘二维静态符号’蜕变为‘生命体’，赋予教科书感知环境、响应交互、动态生长的能力，如同有了呼吸与心跳的智慧生命。”

转变，始于2023年。随着湖南旅发大会上“云上张家界”“云上郴州”爆火，实景三维的魅力也逐渐被更多人看见。湖南教育出版社率先向湖南省第一测绘院抛出了合作的橄榄枝：将实景三维成果纳入地理教学，一键打造空间感知力爆棚的地理课堂。

这与正在积极拓展实景三维应用的湖南省第一测绘院一拍即合。

在湖南省第一测绘院实景三维综合部部长郭静看来，地理是打开世界的一把钥匙。“把抽象的地理概念转化为可触摸、可探索的立体空间，等高线、山谷、山脊等枯燥的地理知识也会更具吸引力。”

今年，为了让孩子们愉快玩转地理，湖南省第一测绘院还研制了全国首套省级实景三维拼图地图。

除了中小学生，实景三维也在走近大学生。眼下，湖南省第一测绘院正在与湖南师范大学谋划将实景三维融入大学生的地理实习等。

“地理，是一个需要大量实践、亲近自然的学科，但开展野外实践经常受环境、时间等条件的限制。通过实景三维把地质地貌等各类地理景观高度还原出来，学生们随时随地都可以进行观察。”湖南师范大学地理科学学院实验室主任易立文说，“而且，未来他们都要走进中学成为地理老师，总不能比娃娃们还落后吧。”

接下来，这两家单位还将针对湖南典型的地理单元，以及像韶山、岳麓书院这种小尺度单元，进行更加精细的开发，让更多人从身边的一草一木、一山一水去感受自然与人文。此外，测绘院还将联合湖南广播电视台探索将AI虚拟教师、元宇宙研学营地融入“数字湖南”项目，让学生足不出户“攀登”雪峰山、“勘探”锡矿山……

“我们的目标是让每一座山峰都成为自然教育的入口，让科技为文化传承插上翅膀。”湖南省第一测绘院纪委书记李君洲表示。

“给无人机当好三维‘向导’”

低空经济有了权威时空底座

4月26日，湖南省第一测绘院在实景三维平台中绘出了他们的第一条无人机三维航线。

这是实景三维综合部低空经济攻坚小分队的最新成果。

“低空区域，高楼林立，二维平台看不到垂直方向的碰撞隐患。我们的目标就是给无人机当好三维‘向导’，让无人机飞得更好更稳！”带领该小分队的王逸文告诉记者。

2024年，作为全国首个全域低空空域管理改革试点省份，湖南在长株潭区域拉开了试点大幕，并明确将实景三维作为推动低空经济高质量发展的权威时空底座。

随之，作为湖南省低空智联网技术联盟成员之一，湖南省第一测绘院也紧锣密鼓开启了赋能低空经济的探索。

试点前期，首要任务是建立适合湖南的全域低空网格模型划分与编码体系。“低空飞行器使用的网格，一般1米就够了。我们在长株潭试点区域，将低空空域分解成一个个1米边长的网格，通过网格聚合，又形成了8米、32米、64米等多级网格，既能保证不同场景、不同高度空域的使用管理，又能大大提高空域管理和航线规划的效率。”王逸文介绍。