科技者说专栏｜第十届山东省科技工作者创新大赛・优质项目风采展示

以赛聚才，以创赋能。为充分展示大赛创新成果，讲好山东科技创新故事，大赛组委会推出优质项目专题宣传。

一个个从实验室、产业一线走来的创新项目，承载着科技工作者攻坚克难的初心。

专栏每日推送，陆续更新，一同见证科技工作者的创新成果与攻坚力量。

本期项目：《多模态数据驱动的城市数字空间底座智能构建关键技术及山东规模化应用》

筑梦数字空间底座 服务数字中国建设

一、技术背景：直面数字空间底座建设“三大难题”

“数字空间底座”融合多源时空大数据、实景三维与空间智能，是支撑数字中国的核心空间基础设施（图1），已成为各国政府及谷歌、英伟达、华为等科技巨头竞相布局的战略制高点。然而，受制于数据模态异质性、地表结构复杂性和动态变化不确定性，我国城市数字空间底座建设长期面临多源数据精密配准难、规则结构三维拓扑重构难、高动态地理实体变化可靠识别难三大挑战，传统建设模式依赖大量人工作业，规模化构建与持续更新效率低下，破解这一“卡脖子”难题成为测绘地理信息科技工作者必须回答的时代命题。

图1 数字空间底座支撑城市多领域典型应用需求

二、创新突破：三项关键核心技术攻关

在国家重点研发计划、国家自然科学基金等持续支持下，项目团队协同攻关，实现三大突破：

1.多模态数据精密配准。构建基于仿射协变特征深度学习的空天地影像自动匹配算法，提出结合角度加权梯度的多源异构影像配准方法，建立分层分区与拓扑一致性约束的全域对齐机制，将异类型、异场景、异尺度多模态数据配准精度从像素级提升至亚像素级，让光学、雷达、点云等“语言各异”的数据实现精准“对话”。

2.多细节层次模型高效重建。提出结合点云可视分析与影像信息的三维精细几何表面恢复方法，发明顾及建筑物结构特征与锚点图约束的室内外场景结构化语义建模技术，实现城市级多细节层次模型高精度快速重建，建模作业效率较行业平均水平提升3倍。

3.高动态地理实体自动更新。创建“变化发现—智能更新—动态服务”闭环技术流程（图2），支撑城市数字空间底座更新周期缩短50%。

图2城市数字空间底座全域全时空更新流程

三、应用场景：从实验室走向千行百业

项目研发了三维实景测绘产品生产软件系统—PGSVS软件系列（图3），具备DEM、DOM和DSM测绘产品生产能力，可实现室内外场景一体化三维自动建模。该成果已在多领域规模化落地：支撑济南、青岛、北京、上海、武汉、西安、宁夏等地实景三维建设试点，累计完成30万平方米实景三维重建与单体化建模。

图3 三维实景测绘产品生产软件系统—PGSVS软件系列

建成山东省首个城市级CIM基础平台（图4），打通公安、城管、水务、交通等11个部门44 项公共专题数据，赋能城市精细化治理（图5）。服务川藏铁路等重大工程运维，支撑鲁南采煤沉陷区防灾减灾及九寨沟地震、宝成铁路抢险等应急保障；打造“CIM+名城保护”体系，服务济南历史名城、曲阜尼山圣境智慧安保和北京历史文物保护；利用实景三维山东底座完成100多个省级重大项目选址。

图4 山东省首个城市级CIM基础平台

 图5 项目典型服务场景

四、价值成效：经济效益与社会效益双丰收

2024—2025年，项目主要应用单位累计实现经济效益80389.86万元、新增利润7272.97万元，产品市场占有率约50%，服务用户近千个，打破国外测绘遥感软件技术垄断，实现实景三维智能重建软件自主可控，中等城市全域实景三维建设周期由4个月缩短至1个月。项目先后获中国测绘科学技术奖一等奖、山东省自然资源科学技术奖一等奖等奖励，2篇信息获中央领导批示。

五、感悟展望：把论文写在祖国大地上

面向数字中国、实景三维中国建设的滚滚浪潮，我们将继续坚守科技报国初心，勇担高水平科技自立自强使命，持续攻克数字空间底座智能构建关键技术，推动成果在更多城市、更多行业规模化落地，为夯实数字中国核心空间骨架、支撑城市全域数字化转型贡献更大力量。

来源：《多模态数据驱动的城市数字空间底座智能构建关键技术及山东规模化应用》项目

领域：新一代信息技术

项目风采征集持续进行中

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