实景三维北京 | 新一代时空基础设施助力智慧城市

作为全国政治中心、文化中心、国际交往中心、科技创新中心，北京市在“十四五”规划中提出要建成全球数字经济标杆城市、全球新型智慧城市标杆。2021年6月，北京市获自然资源部批复成为国家新型基础测绘建设试点城市。新型基础测绘的实景三维成果可支撑智慧城市“一张图”基础设施建设，也可作为三维立体自然资源“一张图”的基底。为提高财政资金使用效率、避免重复投入，北京市统筹新型基础测绘国家试点、智慧城市“一张图”、规划自然资源现状“一张图”，形成“三位一体”的工作机制，计划2023年形成多精度、多粒度、分等级的实景三维北京，包括全市0.2米地形级实景三维、首都功能核心区和城市副中心全区域0.05米城市级实景三维、丽泽金融商务区1平方公里部件级实景三维等，并形成稳定快速的更新机制。建立以地理实体为对象的实景三维北京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，北京市规划和自然资源委员会正在边探索边建设边应用，建立以地理实体为对象的实景三维北京。在产品方面，北京市基于“最大公约数”、数据分类分级开放等理念，设计了新型基础测绘产品体系；结合《北京城市总体规划（2016年-2035年）》“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构，细化形成北京市分级分区域的实景三维产品体系；根据定位点精度、结构取舍尺寸、结构表达内容、纹理真实度、纹理分辨率等方面的精度、粒度分级，提出了三维表达形式地理实体数据产品规范；基于实景三维数据衍生出5大类、22小类的公开地理信息数据集，在为政府部门提供时空底座的同时，拓展对研究人员、社会大众的数据服务。在技术方面，鉴于空域管制严格的客观现实，北京市建立“空天地”多策略的实景三维数据获取―处理―质检―服务―更新的全链条技术体系。围绕大范围数据快速更新的需求，结合卫星资源较好的现状，北京市提出了基于高分辨率立体卫星影像生产更新实景三维的方案，开展基于北京三号立体卫片生产地形级实景三维的试点，为实现低成本、高频次更新实景三维提供技术支撑。此外，该市还结合智慧城市中城市码建设需求，提出应用于智慧城市建设、实景三维建设、多源异构数据管理等场景的空间信息编码服务要求、方式、内容及流程，服务于实景三维建设中以地理实体为核心的编码服务及应用。在生产组织方面，北京市探索面向减量发展要求，政府主导，多部门、多行业和志愿者协同信息采集更新的生产组织模式，构建持续交付能力。在政策机制方面，探索面向共享开放要求，构建“政、企、事、社”四方合作共赢模式，打造北京市空间数据要素协作联盟、开放研究室。为智慧城市 V2.0提供新一代时空基础设施对于北京而言，实景三维是新一代时空基础设施，产品直接服务智慧城市 V2.0。北京市数字经济标杆城市建设项目2022年工作清单中，将智慧城市“一张图”列为标准基础设施，要求打造全域二三维一体、地上地下全覆盖、动态更新的统一数字底座。该底座将基于实景三维为主的空间数据建立完成。另据北京市“十四五”时期智慧城市建设控制性规划要求，智慧城市信息化建设应依托包括空间图（一图）、城市码（一码）、感知体系、政务云、数据平台等在内的共性基础平台，不得重复建设。换言之，北京的智慧城市“一张图”将直接“生长”于实景三维数据，并在此基础上叠加各种专题数据，成为智慧城市的数字空间载体和空间基础设施，最终依托北京市大数据平台，直接为全市各区、各部门及各行业提供数据服务。2021年6月至今，北京市提交了三大类、四种产品成果，并按照2020年全市0.2米航片进行“一张图”各类要素更新，采集更新全市楼高数据，更新全市真实道路面，完成2021版智慧城市“一张图”通用地图融合更新。地安门内地安门外除了为智慧城市共性平台提供“一图”以外，实景三维北京在北京市大数据工作推进小组的牵头组织、北京市规划和自然资源委员会领导下，基于试点工作开展城市码时空标识赋码工作，形成赋码服务在线工具，通过与大数据中心平台接口对接，在政务外网为全市实体提供时空标识赋码。同时，北京市正在开展“一楼一码”标识工作，探索以地理实体为对象的实景三维数据如何与其他专题数据融合应用，未来还将结合北京共性基础平台建设，进一步发挥实景三维中的地理实体数据及空间身份编码在智慧城市中的作用。“实景三维+”系列应用赋能首都高质量发展采用“边建设、边应用”的原则，北京市及时应用并优化建设成果，形成了“实景三维+”系列应用。实景三维助力重大活动保障。北京市建成了要素全、粒度细、定位准、数据新的“超精细化”实景三维天安门，精准到每一块砖、每一个摄像头的位置，成果在中国共产党成立100周年庆祝活动的指挥调度、景观布设和保障力量部署等工作中得到充分利用；形成了冬奥会延庆赛区实景三维成果，基于高精度地形数据，分析高程变化、坡度变化、坡向变化。故宫此外，基于实景三维数据和三维空间分析高度管控测算，北京市为核心区规划项目的选址、研究、审批、实施等提出高度管控要求。实景三维助力历史文化名城保护。北京市建成了覆盖中轴线遗产区的实景三维中轴线，形成遗产文化监测体系的时空底座，创新了遗产监测、文物考古的技术方法，辅助文物腾退分析、景观视廊、天际线分析、风貌分析等，同时对中轴线天桥、北上门等部分已消失的遗址进行了原址考证和复原。成果对中轴线申请世界文化遗产和历史文化名城保护提供了数据和技术支持。实景三维助力重点工程建设。在北京城市副中心重大工程建设中，为解决因新冠肺炎疫情导致无法实地踏勘的问题，北京市基于实景三维成果形成了“云踏勘”产品，助力六环高线公园国际方案征集。随着新型基础测绘国家试点的不断推进、实景三维数据成果相继建成，实景三维北京的应用场景将更好地为北京“四个中心”城市战略定位的落实提供全新时空基底、全域创新应用，赋能首都高质量发展。