隨著GIS的深入應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越多地要求在三維的場(chǎng)景下還原現(xiàn)實(shí)。在技術(shù)方面，三維GIS先要將地理數(shù)據(jù)變?yōu)榭梢?jiàn)的地理信息，因此人們一方面從三維可視化領(lǐng)域向三維GIS系統(tǒng)擴(kuò)展，這一點(diǎn)同早期的二維GIS來(lái)源于計(jì)算機(jī)制圖管理一樣，是從可視化角度出發(fā)的。在需求方面，由于自然資源部的組建，“山、水、林、田、湖、草”作為生命共同體綜合管理是當(dāng)前的迫切需求，原有的單要素的資源管理方式滿足不了當(dāng)前的管理需求，需要技術(shù)上實(shí)現(xiàn)從二維到三維的轉(zhuǎn)變。
1.機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變帶來(lái)的管理提升
2018年自然資源部部長(zhǎng)陸昊在海南調(diào)研期間提出，自然資源相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)要由二維系統(tǒng)變成三維系統(tǒng)，解決自然資源調(diào)查、確權(quán)和國(guó)土空間用途管控等問(wèn)題。城市空間作為國(guó)土空間的重要組成部分，城市發(fā)展逐漸從平面轉(zhuǎn)向了空間，三維思維的城市發(fā)展理念及實(shí)踐的不斷涌現(xiàn)，既是城市空間形態(tài)的自然演進(jìn)，又是城市發(fā)展過(guò)程中解決交通擁堵、環(huán)境惡化、資源匱乏等系列問(wèn)題的路徑探索。從發(fā)展的角度來(lái)看，三維技術(shù)將是承載自然資源管理的重要技術(shù)，需要建立實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、空間展示、空間分析、業(yè)務(wù)應(yīng)用、輔助決策等功能于一體的三維管理平臺(tái)。
2.三維技術(shù)突破帶來(lái)全新功能
隨著三維空間信息獲取技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模、高精度、低成本數(shù)據(jù)的獲取成為現(xiàn)實(shí)，三維應(yīng)用建設(shè)成本大幅降低。除了成本之外，三維技術(shù)在以下幾點(diǎn)也實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新：利用BIM、三維實(shí)體數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)從物體表面與形狀的表達(dá)到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表達(dá)；新型三維數(shù)據(jù)（傾斜攝影、BIM、激光點(diǎn)云）與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)（影像、矢量、地形數(shù)據(jù)、精細(xì)模型、地下管線）融合，實(shí)現(xiàn)提高了三維場(chǎng)景的建模成本和精度；基于WebGL技術(shù)的Web三維，為構(gòu)建B/S架構(gòu)的三維GIS應(yīng)用提供了可行性，同時(shí)在跨平臺(tái)GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了Web端的三維空間分析能力；三維GIS標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)共享降低三維Web應(yīng)用的建設(shè)難度和建設(shè)成本。
3.技術(shù)與業(yè)務(wù)融合日趨深入
在自然資源的管理中需要體現(xiàn)個(gè)體及整體的特性，而自然資源中的個(gè)體又極為復(fù)雜，這給三維技術(shù)的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。眾所周知，每一種三維技術(shù)都各有特長(zhǎng)，怎么樣“集百家之長(zhǎng)，成自然資源解決之道”呢？三維技術(shù)的融合，為三維技術(shù)在自然資源管理中的應(yīng)用提供了無(wú)限可能。在自然資源應(yīng)用層面，利用不同三維技術(shù)的特性，能更好地還原現(xiàn)實(shí)。比如傾斜攝影動(dòng)態(tài)單體化技術(shù)，借用矢量面數(shù)據(jù)模型，不僅可以做到單體化選擇、查詢，還可以實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)分析、空間查詢等功能；利用點(diǎn)云的精度、精細(xì)模型的美觀、樓盤表的內(nèi)部信息，還原真實(shí)不動(dòng)產(chǎn)客體信息。
三維數(shù)據(jù)
三維GIS技術(shù)助力生命共同體升維
自然資源在空間分布上位置不一、形態(tài)各異，自然資源的管理的不僅是各項(xiàng)指標(biāo)，更需要模擬自然資源的真實(shí)分布情況，從實(shí)際出發(fā)、從需求出發(fā)，還原自然資源的利用情況、管制情況，更好地去規(guī)劃、保護(hù)、修復(fù)自然資源。
1.自然資源管理
摸清家底是實(shí)現(xiàn)自然資源資產(chǎn)化管理的重要一步，只有把握現(xiàn)在的數(shù)據(jù)與趨勢(shì)，才能決策未來(lái)的目標(biāo)與方向。通過(guò)系統(tǒng)門戶能看到資源的概括情況，包括各類自然資源的數(shù)量情況、自然資源類別的分布情況、自然資源與不動(dòng)產(chǎn)的關(guān)聯(lián)情自然資源與空間管制的情況。
自然資源與不動(dòng)產(chǎn)信息管理基礎(chǔ)平臺(tái)
2.自然資源利用
壩子是山區(qū)或者丘陵地帶局部平原的地方名稱，主要分布于山間盆地、河谷沿岸和山麓地帶。云南省約有1100多個(gè)壩子，壩子的耕地占全省耕地面積的三分之一以上。貴州的壩子約占耕地的四分之一。在二維中，看不到補(bǔ)充壩子耕地的情況，又不能很好對(duì)壩子耕地及周邊進(jìn)行很好的量算。用三維的方式展示和管理“山水林田湖草”組成的城市、農(nóng)業(yè)、生態(tài)空間，為嚴(yán)守耕地紅線、實(shí)施土地整治提供支撐。
三維管理壩子耕地
3.空間用途管制
自然資源與用途管制、生態(tài)保護(hù)紅線、公共管制及特殊保護(hù)要求等有著密切的關(guān)系，在自然資源登記簿中需要載明上述幾者的關(guān)系。在自然資源三維平臺(tái)中，可以對(duì)自然資源、用途管制、生態(tài)保護(hù)紅線、公共管制等進(jìn)行對(duì)比分析，為自然資源的管理提供依據(jù)和支撐。
4.三維礦體管理
自然資源是生態(tài)環(huán)境的命脈，可以用三維的方式為自然資源“把脈”。沒(méi)有了高度，山會(huì)變成平原；沒(méi)有了樹木，山也不會(huì)是金山銀山；沒(méi)有地下空間，也不會(huì)看到金礦銀礦。自然資源在空間分布上不僅僅是有廣度，還具備一定的深度。通過(guò)自然資源三維的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)從地面到地下，從整體到個(gè)體，直觀的展示一層一層的自然資源在空間上的分布情況。
三維礦體管理
5.自然資源與不動(dòng)產(chǎn)
不動(dòng)產(chǎn)登記客體信息具備空間性質(zhì)，第三維信息僅用樓層、高度、朝向等屬性內(nèi)容來(lái)表述，未準(zhǔn)確反映各地籍實(shí)體的空間位置及范圍，難以確定產(chǎn)權(quán)體的空間位置“唯一性”。利用建筑物三維，表達(dá)客體的真實(shí)空間位置情況，用三維樓盤表表達(dá)不動(dòng)產(chǎn)單元的抵押、查封等信息，樓盤表、分戶圖、屬性數(shù)據(jù)三者結(jié)合，全方位還原不動(dòng)產(chǎn)登記信息。
三維管理不動(dòng)產(chǎn)登記信息
6.地上地下一體化分析
了解一座城市，只是到現(xiàn)場(chǎng)看看還不夠，因?yàn)榧刃枰吹匠鞘泄怩r亮麗的表面，又需要看到城市的“生命線”地下管線。利用三維GIS對(duì)整個(gè)城市的三維立體空間進(jìn)行統(tǒng)一描述，并充分準(zhǔn)確地集成表達(dá)地下的地質(zhì)、管線、構(gòu)筑物，地上的土地、交通、建筑、植被等，形成與現(xiàn)實(shí)世界一致的三維立體空間框架。在單體建筑方面，可以利用三維城市規(guī)劃系統(tǒng)，可以在仿真的城市場(chǎng)景中實(shí)時(shí)互動(dòng)地評(píng)估與分析規(guī)劃方案，為規(guī)劃管理者提供更加直觀與科學(xué)的依據(jù)。在整體方面，結(jié)合歷史及規(guī)劃數(shù)據(jù)，可以看到整個(gè)城市演變的歷程以及城市未來(lái)的面貌，為空間規(guī)劃提供支撐。
三維GIS地上地下一體化分析
7.天際線分析
天際線是我國(guó)城市規(guī)劃中重要的控制指標(biāo)之一，天際線的優(yōu)美程度主要依靠專家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，缺乏科學(xué)的、先進(jìn)的輔助手段，具有主觀隨意性。同時(shí)天際線是具有三維空間特征的指標(biāo)，將其放入三維場(chǎng)景下進(jìn)行定量分析，實(shí)現(xiàn)天際線的提取，在城市規(guī)劃中具有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
8.隧道挖掘分析
交通是連接城市的重要紐帶，也是為城市發(fā)展運(yùn)送人流、物流的重要通道。一條山路，貫通的是山，縮短的是城市之間的距離。但對(duì)于隧道挖掘占用的自然資源面積該怎么樣計(jì)算呢？由于隧道和自然資源在二維的投影上是相交的，實(shí)際上占用的面積并非等于相交的面積。以三維的方式，建立穿山隧道模型，實(shí)現(xiàn)二三維的對(duì)比分析，為自然資源的占用情況提供準(zhǔn)確分析結(jié)果。
三維對(duì)比分析隧道模型
9.滑坡災(zāi)害分析
我國(guó)地形復(fù)雜、山高谷深、溝壑縱橫，地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害容易發(fā)生?？筛鶕?jù)高程數(shù)據(jù)三維地形建模成果，利用坡度分析功功能，快速、全面、準(zhǔn)確的找到地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為水土保持提供決策和監(jiān)管參考。
三維分析滑坡災(zāi)害
