北京山維科技股份有限公司
Beijing Sunway Technology Co .,Ltd.
EPSE 地理實體工作站
近年來，測繪地理信息行業內外部環境發生了較大變化，對新時期基礎測繪提出了新的要求。2015年國務院批復的《全國基礎測繪中長期規劃綱要（2015-2030年）》 指出要加快推進新型基礎測繪體系建設，不斷提升基礎測繪保障服務能力和水平。2019年全國自然資源工作會議提出了加快基礎測繪轉型升級的具體要求。2021年7月全國地理信息管理工作會議提出“兩支撐、一提升”工作定位，加強基礎測繪、加快推進實景三維·中國建設。
近年來，測繪地理信息行業內外部環境發生了較大變化，對新時期基礎測繪提出了新的要求。2015年國務院批復的《全國基礎測繪中長期規劃綱要（2015-2030年）》 指出要加快推進新型基礎測繪體系建設，不斷提升基礎測繪保障服務能力和水平。2019年全國自然資源工作會議提出了加快基礎測繪轉型升級的具體要求。2021年7月全國地理信息管理工作會議提出“兩支撐、一提升”工作定位，加強基礎測繪、加快推進實景三維·中國建設。
近年來，測繪地理信息行業內外部環境發生了較大變化，對新時期基礎測繪提出了新的要求。2015年國務院批復的《全國基礎測繪中長期規劃綱要（2015-2030年）》 指出要加快推進新型基礎測繪體系建設，不斷提升基礎測繪保障服務能力和水平。2019年全國自然資源工作會議提出了加快基礎測繪轉型升級的具體要求。2021年7月全國地理信息管理工作會議提出“兩支撐、一提升”工作定位，加強基礎測繪、加快推進實景三維·中國建設。
自然資源部也同步印發技術文件。2021年自然資源部先后出臺了《新型基礎測繪體系建設試點技術大綱》與《實景三維中國建設技術大綱（2021版）》，并陸續出臺了7份技術文件，給出了新型基礎測繪建設的國家技術路線。
新型基礎測繪技術體系建設的工作取得了長足的進步，相關理論技術研究也在不斷推進。然而，體系建設是一項系統性工作，需要閉環技術工藝進行支撐，需要整體平臺解決方案保證落地實現。目前，覆蓋地理實體完整生命周期的流程化、一體化、系統化新型基礎測繪技術體系，仍然短缺。
總體介紹
圍繞地理實體，山維科技打造了EPS地理實體二三維一體化生產建庫更新與發布應用技術體系。體系以統一數據模型為基礎，實現了地理實體二三維一體生產質檢、建庫更新和組裝派生，各環節動態耦合，并集成了大量智能化功能。
技術體系由三大自主研發產品構成，EPSE地理實體工作站、地理實體二三維動態更新管理系統和實景三維應用平臺融為一體、互為支撐，覆蓋地理實體完整技術環節，一站式解決新型基礎測繪全生命周期鏈條遇到的問題。
體系具有四大技術特點：“一體多態”數據模型實現了空間語義共同引導的地理實體定義，多源多維一體化生產實現了快速采編、多維多態的地理實體創建，實體級動態更新機制實現了持續保鮮保活的地理實體管理，管道同步實現了按需組裝的地理實體派生和發布。
下面對技術實現情況進行介紹。
“一體多態”數據模型
地理對象建模是地理信息技術體系建設的基礎。
眾所周知，空間和語義信息多態是地理實體的核心數據特征。傳統模型使用多套數據記錄信息，雖然實現簡單，但數據組織松散、管理難度大。基于此，山維科技重新建立了“一體多態”的數據模型，能夠將多套數據攜帶的空間和語義多態信息，通過一套數據進行完整封裝和表達。
具體來說，在地理實體內部，以實體編碼作為數據記錄的標識。同一記錄具有多套二維空間表達和語義信息，并同步記錄多源異構三維空間表達；在地理實體間，通過關系記錄存儲實體間的語義關聯。
一體多態的數據模型，可以幫助地理實體保持二三維空間表達一致性，兼容傳統地形要素和圖元結構，并可以面向應用進行“萬物皆實體”的擴展。為生產建庫派生的實現，提供了堅實的數據結構支撐。
多源多維一體化的地理實體生產
在“一體多態”數據模型支撐下，量身打造集成化工藝，使得地理實體生產端平臺具有以下四大功能。
首先，平臺能夠整合存量數據，實現二三維存量轉換的過程；其次，平臺能夠進行二三維快速采編，實現智能化、部件化采集；然后，平臺能夠進行實體多態化生產處理，通過跨平臺聯動做到“一次測繪、多套產出”；最后，平臺能夠進行智能化語義構建，實現關聯智能生產和規則計算的過程。
多源異構整合
平臺能夠對存量二維矢量和三維模型進行實體化轉換生產。
在開展二維矢量轉換生產的過程中，預先編制分類編碼和語義屬性轉換映射方案，基于此建立轉換規則、開發腳本。在劃定轉換范圍后便可以一鍵自動轉換。
存量三維精模，多按片區進行組織。在三維實體化之初，需要在SketchUp、3DMax等三維建模平臺內部，進行單體化切割。EPS打通了與三維建模平臺的數據接口，單體化精模可以一鍵掛接到二維矢量實體。這樣實體二三維空間表達便記錄到“一體多態”數據結構中，在本地存儲。
二三維快速采編
平臺能夠對地理實體進行快速提取，完成二三維快速采編的過程。
平臺集成了智能化算法對點云進行自動矢量化提取。目前平臺已支持20余種地理實體目標自動矢量化，準確率達95%，精度優于75px。
平臺還可以對城市三維部件進行參數化采編。開展三維部件生產時，讀取三維部件模型，導入本地模型庫；根據分類編碼，選擇對應三維符號表達；在三維場景中，調整部件的位置、尺寸、方位空間信息后，即可批量完成符號化種植。
實體多態化生產處理
平臺能夠完成地理實體多態生產的過程。
平臺可以瀏覽二維矢量、三維模型、地理場景等多源異構數據，并進行高亮共顯，有效提升了數據表現能力。
EPSE打通了與SketchUp、3DMax等三維建模平臺的數據接口。生產房屋等單體精模時，在三維建模平臺中讀取高精度房屋編組白模和同步傾斜紋理，作為精細化建模基礎，按幢精細編輯。
生產道路等范圍精模時，根據高程點自動構建道路三角網模型，在三維建模平臺中完成材質紋理創建。精模編輯后，回存EPSE進行“一體多態”組織存儲。
智能化實體語義構建
根據相關標準，地理實體間存在關聯關系，關系具有空間、類屬、時間、幾何構成等語義類型。
平臺配置語義化規則庫，對發生關聯的實體，及關聯的語義類型，分別進行了說明。通過預置規則庫基礎，還可以自定義配置關聯實體類型和語義類型，按需定制語義化規則。
基于語義化規則庫，開展關聯創建工作，自動或人工交互建立關聯記錄，編輯語義類型和計算規則。實體間關聯，可以進行高亮共顯，提升了數據表現力。
實體級動態更新機制
建立動態更新機制
建立實體級動態更新機制，實現地理實體更新管理。
地理實體動態更新機制建設，以核心生產庫為基礎。在技術體系中，核心生產庫由地理實體數據庫、地理場景數據庫和元數據庫構成，同步記錄結構化地理實體和多源異構地理場景，基于時空一體進行管理。
以核心生產庫為基礎，新建按實體更新模式，對長跨度/專題實體進行更新管理；對二三維實體及其關聯同步下載，將數據庫記錄轉為“一體多態”本地文件；下載后的文件，在EPSE中完成二三維一體更新生產質檢，提交入庫前沖突檢測；系統自動識別變化部分，進行增量更新入庫，將本地文件轉換為數據庫記錄。還可以通過系統，對核心生產庫中實體及其關聯進行無極歷史回溯。
動態更新模式
核心生產庫中，同時存儲了地理實體和地理場景數據。
通過增量更新的方式保證地理實體現勢性。平臺自動識別入庫地理實體中發生變化的部分，對其進行增量動態更新。關聯、精模、傾斜、DEM、DOM等多態信息，可以與二維矢量一起，同步進行更新入庫的操作。
面向應用平臺，按照地理網格，建立瓦片緩存數據庫對地理場景進行存儲和管理。平臺實現地理場景數據局部動態更新的過程。通過地理網格替換方式，完成場景數據更新管理，并融入頂層重建技術，實現城市尺度場景秒級加載和瀏覽。
同步按需組裝與派生
構建同步管道機制，實現地理實體同步組裝派生。
依托核心生產庫，從中自動抽取多源多維的測繪素材。建設同步管道機制，面向“兩支撐、一提升”的需要，構建多元轉換映射規則，通過按需組裝、智能化庫對庫派生的過程，得到傳統地形圖、實體集、實景三維、專題實體等服務產品。真正做到生產庫帶動應用庫同步更新，服務產品24小時不打烊供給。
依托同步管道機制，還可以面向應用平臺做到二三維緩存實時同步發布。不論是覆蓋全市的三維城市白模實體，一體多態的院落實體和部件三維實體，都可以進行二三維緩存切片同步發布，在應用平臺中進行現勢一張圖瀏覽。平臺還可以通過知識圖譜的形式，表達地理實體及其語義關聯，并集成了圖算法通過語義關聯對地理實體進行查詢。實時發布應用的緩存，可以支持超圖、ArcGIS等應用平臺的數據標準。
總結
山維科技EPS地理實體二三維一體化生產建庫更新與發布應用技術體系，打通了地理實體組織、生產、管理、使用的全生命周期技術環節，有效解決了上海、西安、廣州、貴陽等試點建設過程中遇到的問題，為實景三維中國建設提供了一站式解決方案和集成化系統平臺。
面向應用、服務應用是新型基礎測繪和實景三維中國建設的重要特征。在山維科技研發產品體系中，圍繞地理實體的EPSE生產建庫派生平臺與圍繞實景三維的EPSGIS服務應用平臺是相輔相成的，地理實體相關技術體系的不斷成熟也會極大的帶動服務應用，提升新型基礎測繪的服務保障能力。
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