实景三维数据融合与服务关键技术研究与应用

发布时间:2022 年 09 月 21 日  文/华北应用交付中心 默东 张励彬 苏亚聪
导读:项目名称:实景三维数据融合与服务关键技术研究与应用 完成单位:石家庄市自然资源和规划局、石家庄市数据资源管理局、北京超图软件股份有限公司、石家庄市土地利用规划院、河北省地理信息集团有限公司、河北省基础地理信息中心、河北省第二测绘院 石家庄市是河北省第一个获批全国智慧城市时空大数据平台建设试点城市。

项目名称:实景三维数据融合与服务关键技术研究与应用

完成单位:石家庄市自然资源和规划局、石家庄市数据资源管理局、北京超图软件股份有限公司、石家庄市土地利用规划院、河北省地理信息集团有限公司、河北省基础地理信息中心、河北省第二测绘院

 

石家庄市是河北省第一个获批全国智慧城市时空大数据平台建设试点城市,石家庄时空大数据平台建设项目是由自然资源部、河北省自然资源厅和石家庄市人民政府共建共享的河北省第一个国家级试点项目。石家庄市自然资源和规划局联合北京超图软件股份有限公司及其他相关单位,经过两年半的努力,以高标准高质量铸造了石家庄时空大数据平台,进行了实景三维数据融合与服务关键技术的研究与应用,提高了智慧石家庄城市治理能力、提升了便民服务能力、增强了应急处置能力。

项目采用云原生架构,依托物联网、大数据、云计算、二三维可视化等技术,构建时空大数据体系,依照“一平台、三版本、多节点、一体建”模式,搭建完成面向多业务、多层级、高可靠平台。项目共完成时空大数据体系、时空大数据平台、智慧示范应用、支撑环境、标准规范和更新机制六项重点工作,并获得 2022 地理信息科技进步奖二等奖。

 

四大技术创新,搭建多业务、多层级、高可靠平台

1. 项目打造了全空间多能力的地理实体模型和构建技术,通过以实体为核心,语义为关联,重塑时空大数据平台架构,提供基于实体的数据 + 能力应用服务,解决了各业务领域基于地理实体的应用诉求,并且围绕城市空间大数据库,达成了构建“一库多能、按需定制”的应用模式,服务于自然资源管理与智慧城市建设。

2. 项目采用分布式、自动化、流程化的高效实景三维处理与转换工具,将三维空间数据高效载入游戏引擎中,实现了实景三维数据到游戏引擎的快速转换技术,将三维GIS 与游戏引擎的跨界融合,大大提升用户沉浸式体验与场景应用,更好服务各领域对实景三维的个性化诉求,构建了数字化孪生的平行空间。

3. 项目基于空间混合存储与分布式计算技术,提出了空间大数据高效能存取和可视化分析应用一体的技术框架,解决了实景三维数据有效存储与管理问题, 实现了高效、 节约、 可扩展的分布式计算,提高了数据应用的效率。

4. 项目基于物理结构 + 逻辑结构轻量化技术,根据应用场景,将三维数据逻辑组合,减少无效数据加载,实现海量三维数据的快速渲染,使实景三维的应用达到了更流畅、体验更好、业务协同更快的效果。

平台应用初见成效

• 联合数据资源管理局,共建共用共创建设新模式

项目建设充分发挥石家庄市数据资源管理局统筹全市信息化建设与自然资源和规划局丰富时空基础数据的优势,利用石家庄市数据资源管理局的政务数据交换平台,获取各个行业部门数据,打通时空大数据平台与各行业部门政务数据的获取通道。同时,项目为政务数据交换平台提供空间数据,实现数据共享,解决数据来源与更新的问题。通过联合市数据资源管理局,促进了时空大数据平台在全市信息化建设中的应用,从机制上保障推广。经过联合建设,形成了共建共用共创新模式。

• 建成全域全要素时空化动态更新的数据体系

项目建成全域全要素时空化动态更新的数据体系,整合各区县的数字城市建设成果的基础时空数据,汇交区县的自然资源与城市三维、实景三维数据,形成全域一张图;汇聚全市环保、应急、公安等 13 个行业部门数据,人口、法人等 1400 多万的公共专题数据,以及物联网感知数据、互联网抓取数据,形成要素丰富的数据体系;依托石家庄卫星遥感应用中心定期更新影像数据、依托石家庄市数据局的政务共享交换平台,利用民政局、市场监管局和公安局定期提供的地名、工商法人和标准地址数据、通过政务数据交换平台动态更新行业部门数据。多手段多来源更新方式,构建石家庄时空大数据的动态更新机制,形成鲜活的时空化数据体系。

• 基于云原生架构,搭建面向多业务多层级高可靠平台

项目采用“一平台、三版本、多节点、一体建”的模式,依托云原生可拓展、高可靠的优势进行设计开发,搭建了面向行业部门、自然资源、社会公众三个版本的平台,通过电子政务外网和自然资源业务网,向下支撑区县节点建设,横向实现各市直部门数据融合汇聚、互关共享,纵向打通 8 区 13 县的市县节点,依托高可靠平台实现市县一体化。

• 全面融合国土空间平台能力,支撑自然资源信息化建设

依托项目强大的数据管理与应用服务能力,依据自然资源部门的国土空间基础信息平台建设要求,在时空大数据平台的基础上,搭建完成石家庄市国土空间基础信息平台,即时空大数据平台业务版,对市自然资源和规划局各科室及下属事业单位数据共享,业务办理,数据使用等提供支持,全面支撑自然资源信息化建设。同时也为智慧城市应用提供统一的数据与应用支撑框架,实现纵向上分层分级管理、信息汇交,支撑自然资源规划、审批、实施、监督等全过程应用;横向上与平行委办局信息共享和业务协同,推进城市治理的智能化应用。

• 利用现有数据资源,探索实景三维建设路径

项目通过两种路线进行实景三维建设探索:一是利用二三维一体化数据(S3M),结合游戏引擎和 Web 3D 引擎,在不重复处理数据的前提下,既能用于游戏引擎实现酷炫效果,又能用于 Web 3D 引擎服务应用,节约数据处理成本;二是基于建筑物数据生成三维白模,融合人口、法人数据,快速构建城市精细化管理的房屋实体,服务公安人口管理、住建房屋租赁管理、社会精细化管理等方面。

用户点评

项目依托地理信息、物联网、大数据及互联网等高新技术,以时空信息为框架,融合二三维空间数据及全市各类信息资源,为全市信息资源整合、共享与大数据挖掘分析提供统一基准,形成智慧石家庄应用统一的城市空间信息平台,并通过对实景三维数据融合治理与服务应用研究,共同为石家庄市各行各业信息化建设提供信息资源服务,建成全市统一的时空大数据二三维数据一张图。

项目面向智慧城为石家庄市数据资源管理局、市公安局、市应急局、市生态环境局、市城市管理综合执法局、市市场监督管理局等委办局信息系统应用提供了二三维基础时空数据服务;面向自然资源业务支撑了国土空间规划、违法监察、土地管理、土地开发整治、详细规划等业务管理与应用,应用成效显著。

——石家庄市自然资源和规划局

 

 

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