背景

在我国建设数字中国，数字经济持续赋能高质量发展的国家战略背景下，自然资源部提出的实景三维中国建设也将在2025年基本建成，通过地形级、城市级、部件级三个维度构建一个数字孪生中国并开展后续一系列实际应用。

本文重点介绍基于北京三号卫星高精度立体成像能力的卫星实景三维产品。

一、北京三号卫星高精度立体成像能力

北京三号卫星是甚高分辨率、高性能光学遥感卫星，具有超高敏捷、超高稳定、超高精度、智能规划、智能处理、智能控制的特点，具备多目标成像、多条带拼幅成像、立体成像和沿迹成像等模式。特别是北京三号卫星具备的高精度立体成像能力、面域范围拼幅成像能力，能够统筹遥感与测绘等不同的需求，能实现“遥测一体化”。

立体成像模式动态图

北京三号卫星具备超敏捷、超稳定、超精度的成像获取能力，可根据地形地貌特点和需求实现变基高比多角度成像，大范围采集两视/三视立体像对或同轨多像对数据，其超高的卫星平台稳定度和控制精度，使像对之间能够实现“像素级别”的对准。基于高等级几何质量原始影像数据，世纪空间在国内首次实现了鲁棒性较强的点云匹配算法，设计研发出卫星实景三维系列产品。

基于北京三号卫星数据，可以形成数字真正射影像（TDOM）产品、数字表面模型（DSM）产品、数字高程模型（DEM）产品、数字线划地图（DLG）产品、地表三维景观（Mesh）产品以及地理实体模型产品。经测试，可满足1：2000、1：5000和1：10000比例尺国家或行业标准规定的测绘精度要求。尤其是Mesh产品和地理实体模型产品，可作为实景三维数字基础底座的重要组成部分助力实景三维中国建设。从最终产品效果上看,卫星实景三维产品的细节表达能力已逐步接近于航空摄影或者无人机拍摄的水平。

此外，基于立体像对空三优化技术、DSM融合优化技术、三角网优化技术、纹理质量提升技术、模型轻量化技术等地面处理及建模技术，世纪空间构建了卫星三维实景产品生产的工程化技术方法与流程，能够支撑卫星实景三维产品的规模化生产。

北京三号卫星实景三维产品能够逼真地反映地理要素的位置、几何形态、表面纹理等信息，能够有力支持大区域地形级和城市级三维场景的快速建模、分析量算，将卫星遥感的应用领域从二维空间拓展至三维空间，已成功应用于露天矿山开发与安全监管、城市规划与精细化管理、地质灾害风险调查、地理教育教学等领域。

通过实景三维mesh对照采矿权范围，精准测量开采深度，识别超深及越界现象，高精度量化边坡斜率并自动判定违规与否，高精度量算内部路宽并自动判定是否违规，实现了露天矿山安全隐患智慧识别与闭环管理，为矿产监管、安全生产及环境治理提供数据与技术支撑。

露天矿山卫星实景三维安全隐患识别系统

城市规划方面，卫星遥感实景三维应用服务平台围绕规划监督实施需求，依托建筑物白模数据及各类规划控制线，能快速测算分析控制范围内的建筑数量、建筑总占地面积等数据，同时可快速识别疑似违法建设和高度超限建筑，参照控制性详细规划对相关建筑定期监测，为违法违规建筑监管提供线索；城市精细化管理方面，针对城市基层治理的精细化管理需求，世纪空间自研系统通过集成接入、业务编排等设计，运用数据融合挂接技术，以可插拔方式支撑房屋管理等扩展专题，为管理者制定基层管理决策提供全方位服务。

城市精细化管理总体架构

北京三号卫星实景三维产品可助力地质灾害风险监测和分析，如0.5m数字表面模型（DSM）产品和1m数字高程模型（DEM）产品可进行地形模型和地形特征的提取，通过地形特征特别是突变和表面纹理特征分析，为提高山区地质灾害隐患判识的准确率和效率提供了重要信息支持。世纪空间多年来开展对特定区域滑坡隐患早期识别，地质灾害隐患三维可视化系统为地区滑坡防治和突发地质灾害应急提供重要科学依据。

地质灾害风险监测和分析

世纪空间自主研发的实景三维地理教学平台集成三维GIS、虚拟现实与人工智能技术，依托时空大数据及卫星遥感成果，为全国近3000所学校的数万名师生提供智能化教学支撑。平台构建多学科信息化资源库，推动探究式、项目化跨学科教学实践，通过“科技+教育”生态将前沿科学融入课堂，激发师生探索兴趣，同步推动成果转化与人才培养，加速教育数字化转型与科学素养提升。

实景三维地理教学平台及教学场景

基于北京三号卫星平台优势和实景三维规模化生产能力，北京三号卫星实景三维产品具备质量稳定、细节精致、快速交付、全球可用、高性价比等特点优势，已应用于自然资源立体调查监测、智慧城市建设及精细化治理、应急减灾管理、教育教学等领域。

未来，北京三号卫星实景三维产品还将逐步拓展应用空间。如北京三号卫星白模数据产品助力低空经济中飞行安全监管与空域资源高效配置；北京三号卫星实景三维产品能精准还原城市肌理、自然地貌等三维场景，为虚拟世界搭建提供现实参照，可适用于影视、游戏等大型数字娱乐场景开发，助力打造沉浸式视觉特效与交互式游戏地图，更加体现出卫星遥感时空数据作为新型生产要素的重要价值。