來源：智能制造

全國范圍開源三維測繪計劃

新加坡是世界上人口密度第二大的土地稀缺國家，為解決水平空間不足的問題，新加坡大力發(fā)展了縱向建筑和基礎設施，以有效利用對國家發(fā)展至關重要的土地空間。為優(yōu)化土地資源并促進經(jīng)濟和社會發(fā)展，新加坡土地管理局于 2012 年啟動了第一個全國性三維測繪計劃，利用快速數(shù)據(jù)采集技術繪制整個國家的地圖。他們進行了空中和街道移動測繪，并于 2014/2015 年交付了首張新加坡全國范圍的三維地圖。這個三維地圖已被政府機構用于政策制定、規(guī)劃、運營和風險管理。然而，作為一個發(fā)展迅速、土地利用復雜的國家，2014/2015 年的地圖已不足以滿足政府和利益相關方的需求。

2019 年，新加坡土地管理局啟動了第二次測繪，以了解土地利用變化，并以更高的精度來更新原始地圖，從而反映國家的動態(tài)城市發(fā)展。工作范圍包括進行地籍調查、管理和確保國家基礎設施的精確定位，以及創(chuàng)建當前的國家三維數(shù)字地圖。該項目需要對整個國家進行航空測繪，并對新加坡所有公共道路進行移動街道測繪。除了采集數(shù)據(jù)和生成更新的地圖外，新加坡土地管理局還設定了“一次采集，多次使用”的目標，以最大限度地提高地圖的可訪問性，使其成為政府機構、主管部門和顧問協(xié)作開發(fā)項目的開源三維國家地圖。新加坡土地管理局的高級首席勘測員 Hui Ying Teo 表示：“我們很樂意采用開放標準交換格式和'一次開發(fā)，多次使用’的最終數(shù)據(jù)?！?/p>

數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)互用性、安全性和可持續(xù)性

作為一項大規(guī)模的城市數(shù)字數(shù)據(jù)采集和實景建模計劃，該項目存在測繪和數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)，而且，在使用不同遺留系統(tǒng)的眾多機構之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)互用也存在困難。此外，在國家安全至上的原則下，整個項目必須在安全的處理設施內(nèi)進行管理，然后在基于云的環(huán)境中提供，以便與政府機構和基礎設施項目共享并提供支持。基于長期可持續(xù)的愿景，新加坡土地管理局試圖生成現(xiàn)有狀況的實景模型，并通過本地離線處理來整合航空圖像和點云數(shù)據(jù)，從而提供準確可靠的三維地圖供開源平臺訪問，并隨著時間的推移不斷更新。

作為政府測繪機構，新加坡土地管理局不斷面臨著生成、管理和共享國家大規(guī)模數(shù)據(jù)集的挑戰(zhàn)，這需要對高級 IT 基礎設施進行投資和維護，以適應測繪、建模和協(xié)作工作流。Teo 表示：“我們嘗試了其他非 Bentley 應用程序，但沒有一個能夠處理該規(guī)模的項目?！毙录悠峦恋毓芾砭忠庾R到，他們需要集成的實景建模和移動測繪技術，安全地將多個來源的大量數(shù)據(jù)處理成可持續(xù)的全國性動態(tài)三維數(shù)字孿生模型，以供政府和利益相關方在可管控的、基于云的環(huán)境中訪問。

利用 Bentley 的三維實景建模和測繪技術

新加坡土地管理局在 41 天內(nèi)采集了超過 160,000 張高分辨率航拍圖像，并選擇 ContextCapture 將它們處理成 0.1 米精度的全國范圍三維實景模型。使用 Orbit 3DM 整合了超過 25 TB 的本地街道數(shù)據(jù)，將點云集成到模型中，并基于該模型生成了可通過安全的開源平臺使用的可持續(xù)的全國范圍數(shù)字孿生模型。Bentley 應用程序的強大處理能力、數(shù)據(jù)互用性和靈活性助力生成第一個國家級三維實景模型，新加坡土地管理局能夠以用戶友好的格式成功提供可管控的訪問，以滿足不同用戶的需求。Teo 補充道：“Bentley 在數(shù)據(jù)互用性方面具有優(yōu)勢，能夠生成優(yōu)化的三維模型，便于利用三維軟件、三維 GIS 或 Web 應用程序實現(xiàn)可視化或進行分析。”

ContextCapture 具有在本地或云端工作的靈活性，同時多引擎處理能夠高效處理大量數(shù)據(jù)。新加坡土地管理局集成 Orbit 3DM 建立了互連數(shù)據(jù)環(huán)境，推動了新加坡的國家級三維實景測繪，其準確、可靠和一致的唯一數(shù)據(jù)源，讓不同機構都能使用數(shù)字化環(huán)境和數(shù)字化工作流。Teo 表示：“Bentley Orbit 3DM 能夠管理大量點云和圖像，并通過可擴展的云資源與其他用戶共享數(shù)據(jù)，以支持新加坡土地管理局設想的長期可持續(xù)測繪計劃?！?/p>

借助 Bentley 的應用程序，新加坡土地管理局提供了準確的三維實景模型，可通過三維建筑和交通模型、機器學習及人工智能不斷得到增強，實現(xiàn)了國家級測繪的突破，并為數(shù)字孿生模型的開發(fā)提供了框架。

數(shù)字孿生技術驅動智慧國家的發(fā)展

與傳統(tǒng)的地形勘測相比，全國范圍的航空和街道移動測繪節(jié)省了大量資金。新加坡土地管理局估計通過傳統(tǒng)方法繪制全國地圖的一次性成本為 3,500 萬新加坡元，需要兩年時間，通過使用 Bentley 應用程序，他們在短短八個月內(nèi)節(jié)省了 2,900 萬新加坡元，生成了全國范圍的三維實景模型。根據(jù)每三年一次的更新周期，實施“一次采集，多次使用”的數(shù)字化戰(zhàn)略可為政府每年節(jié)省至少 1,300 萬新加坡元。Teo 表示：“數(shù)字化環(huán)境，例如全國范圍的實景模型，從事同一項目的機構都能夠訪問三維信息，共同規(guī)劃和審查彼此輸入的信息?！遍_源數(shù)字測繪解決方案簡化了新的協(xié)作工作流，并將國家級地圖的可用性提高了 60%，從而能夠在更短的時間內(nèi)、以更低的成本進行早期規(guī)劃。

新加坡土地管理局的國家級三維測繪是新加坡數(shù)字化轉型和發(fā)展成為具有恢復力、可持續(xù)的智慧國家的推動力。實景模型與建筑和交通模型的屬性互補，該模型的智能性可以成為新加坡數(shù)字孿生模型，以支持針對分析、自動化和可視化的核心三維功能。新加坡數(shù)字孿生的愿景是可持續(xù)發(fā)展的，其堅定的使命是采集和更新城市資產(chǎn)，釋放數(shù)字化的無限以及無形的收益，并推動智慧型國家發(fā)展。Teo 總結道：“Bentley 的綜合軟件套件提供了有效處理、管理、編輯和共享數(shù)字地理數(shù)據(jù)的方法，為新加坡土地管理局的數(shù)字化轉型提供了支持，并釋放了無限想象力。”