以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，紧密结合《关于推进以县城为重要载体的城镇化建设的意见》、《国务院关于加强数字政府建设的指导意见》、《乡村建设行动实施方案》以及国家、省、市、县第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要，抢抓国家推进新基建、数字经济的重大机遇，以推动数字产业化、产业数字化为主线，构建数字政府运行体系，建立健全智慧城市管理、服务、评价“三大体系”，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。用数字政府带动餐饮、农牧业、能源、医疗、交通、水务、建设、教育和城管等领域数字化的发展，构建以底座、中枢、平台互联互通的城市数基，经济、生活、治理数字化“三位一体”的城市数体，政府、市场、社会“多元共治”的城市数治为主要内容的城市数字化架构，形成“一脑智慧管控、一图全面感知、一屏智享生活、一机走遍县城、一体运行联动”智慧城市新格局，为打造民族地区转型升级示范区提供有力的智慧支撑。
为解决实现与省、市数据的互联互通以及摸清相邻区域的横向互联的数字城市地理空间数据结构，实现为县级城市经济社会发展和信息化建设以及市民生活提供可靠、适用、及时的地理信息服务。目前的县域级信息化水平相对滞后，仅有的信息系统大多数为国家、省级、市级统建平台，主要以使用、上报数据为主，无法实现数字化治理的发展新思路，且现有信息系统未实现互联互通，存在着“信息孤岛”或“信息烟囱”。
因此，为加快推动县域级数字政府未来建设发展规划，亟需摸清全县域数据家底，建设县域级实景三维数字孪生底座平台，夯实全县地理信息空间数据底座，加快基础地理信息资源建设，加强对全县基础地理信息资源的统筹分析，把地理空间数据框架底座建设作为全县国民经济和社会发展的“基座”，以此为基础，加强数据互联互通、共享共用，提升县级城市治理精细化、智能化、现代化管理水平。
1、工作内容
县域级实景三维数字孪生底座平台建设项目的主要工作内容如下：
（1）开展全县域基础数据生产，数据包含：
1）卫星遥感数据
建有“一带一路”卫星应用数据中心，可实时提供不同分辨率的全球卫星遥感影像数据，提供全县域的历史和实时的遥感影像数据，为智慧城市建设提供遥感影像数据底图。
2）航空摄影测量数据
建设全县域范围地面分辨率0.2米的正射影像数据，并提供制作完成的高分辨率的正射影像图及县域地理边界信息。
3）无人机倾斜摄影数据
建设全县域地形级三维数据、以及中心城区和全县乡（镇）政府所在地高分辨率优于0.03m的实景三维mesh模型，并对标志性建筑和重点区域进行精细化建模。
4）视频在线数据
平台接入全县重点区域的视频监控实时数据、历史数据，为平台可视化的建设提供重要的视频辅助数据支撑。
5）公共专题和社会数据
平台将获取人口数据、经济发展数据、自然资源数据、交通路网数据、水利建设数据、医疗健康数据、教育体系等7大行业专题数据，实现数据的共享交互与数据应用。
（2）建设县域级实景三维数字孪生底座平台
以数据中台为核心，融合大数据、云计算、物联网和AI技术，打造“县域级实景三维数字孪生底座平台”，实现数据采集、数据汇聚、数据应用以及二/三维一体化可视化大屏展示，为县城在智慧行业应用提供平台服务。
2、平台总体架构
平台的总体架构是基于云计算服务框架，旨在通过一套综合性、高标准和安全的技术体系来实现智慧县域管理的全方位数字化转型。此架构确保了从设备的全生命周期管理到决策支持和应用服务的全面覆盖，致力于为用户提供一个一站式的智慧城市解决方案平台。系统总体架构采用多层架构设计模式，有利于系统的开发、维护、部署以及后期的扩展，平台总体架构如图1所示。
硬件支撑层：作为系统运行的物理基础，包括了高性能的软硬件系统、稳定可靠的网络和通讯设施、以及必要的接口系统等，为信息系统的稳定运行提供了坚实的基础。
数据存储层：主要负责存储包括矢量数据、影像数据、三维模型数据、属性数据和物联网数据等在内的各类地理信息资源。这一层通过使用先进的数据库管理系统，并遵循统一的数据管理标准，实现了数据的高效集中管理和应用支撑。
平台服务层：建立在智慧县域级实景三维数字底座平台之上，提供了包括二三维数据可视化、属性查询、数据分析和空间查询等通用服务，以及针对特定需求设计的专题服务，如地图服务和接口服务等。
应用层：基于B/S架构，实现了设备管理的标准化和规范化业务模式。该层面向未来，可根据需求发展增加更多智慧应用场景，如全县概览、城区建设和规划发展子系统等。
平台利用Web端三维引擎的强大能力，本平台为用户提供了一个全方位的、动态互联的县域级实景三维数字体验。支持多种数据格式，包括Geojson、shp和Tiff等，平台精心构建了全县概览、实景三维、兴趣点（POI）分布、交通水利设施、旅游景点以及规划应用等六个主要板块。这些板块通过高度集成的Web端三维引擎实现了在全球视图上的无缝交互和底图联动，为用户提供了一个互动性极强的视觉展示平台。
平台整合了包括航空和航天摄影测量、无人机倾斜摄影测量、公共专题和社会经济数据在内的丰富数据资源。其中，POI数据、路网和水网的矢量数据、旅游景点的位置数据、以及规划图的矢量数据等，都被巧妙地融合在了这一全景视图中。通过这些详尽的数据和先进的技术支持，平台能够为用户提供从宏观到微观的多维度视角，帮助用户深入理解和分析县域的地理、社会、经济和环境特征。
此外，Web端三维引擎的高效数据处理和图像渲染能力确保了即使是最复杂的数据集也能被平滑、快速地加载和展示，使用户能够在无缝的交互体验中探索和发现县域内的各种特色和潜在机会。这一创新的技术实现，不仅提升了公众和专业用户的参与度和体验感，也为县域管理、规划和发展提供了强大的支持工具。
3、应用场景
全县概览板块，作为系统的核心界面，利用高分辨率的二维影像数据，为用户提供了一个直观且互动性强的视图入口。这一模块不仅支持影像的缩放和视角调整，还允许用户深入到每个乡镇，探索具体的地理位置和相关信息。通过这种方式，全县的行政区划、社会基础设施和关键经济指标均能一目了然。
主要内容包括：
人口信息：详细统计包括农村和城镇的常住人口分布，性别比例，至2022年底的具体数据，为政策制定和资源分配提供依据。
社会保障：展示低保人数及2022年低保户补助金额等关键社会保障数据，反映社会福利和支持体系的实际情况。
教育资源：汇总全县的教育设施，包括高级中学、初级中学、小学和幼儿园，共计211所，展示教育资源的分布和可达性。
医疗资源：提供县级医疗机构、基层医疗机构、村卫生所、民营医院和个体诊所的总数（共418个），突显医疗服务网络的密度和覆盖范围。
经济发展：呈现2022年全县第一产业、第二产业和第三产业的生产总值，总计达到37.1亿元，描绘县域经济的总体状况。
“4+2”产业：介绍该县特色发展产业，涵盖餐饮服务业、畜牧养殖业、现代饲草产业、特色养殖业、清洁能源产业和文化旅游业等领域，2022年的产值展示反映了这些产业的发展状况和潜力。
这个全面而详细的全县概览，不仅为政府部门、企业和公众提供了丰富的信息资源，也为进一步的规划和决策提供了坚实的数据支持。通过这种高效、互动的信息展示方式，用户能够迅速把握县域的综合状况，从而促进更加科学和精准的管理与发展。
实景三维模块为用户提供了一个生动且详细的三维可视化体验，覆盖了从重点建筑的精细展示到城市规划的全面分析五大关键领域。综合以上功能，实景三维模块不仅为用户提供了一个全面、细腻的城市三维视图，还开启了一个多功能的分析和管理平台，为城市管理、规划设计及相关领域的专业人士提供了一个强有力的工具。
分层分户是对建筑物按照每层、每户进行抽拉显示，能够查询房屋的权利人、ID和房屋面积等属性，从而方便住建局和民政局的管理，如下图4为分层分户的展示。
城市白膜是对城市内建筑物建立白膜，对交通路网采用流光的渲染，突显城区科技感的效果，同时加入智慧公交的设计理念，乘车人能够查询公交的实时位置、车牌号和司机的联系方式等，如图5所示。
图上标绘是在三维模型上进行标记点、标记线、标记面、标记圆、标记矩形、标记围墙的功能，同时还可以清除标记，也可以导出标记的数据。下图6显示的是图上标绘功能。
三维分析包含空间距离量算、贴地距离量算、水平面积、贴地面积、方位角、三角测量、坐标测量、高度差、坡度坡向、淹没分析、等高线、通视分析、可视域分析，需要在地形模型上进行以上操作，能够在规划领域起到重要的指导作用，下图7所示为三维分析功能。
POI分布展示了主城区的商业、医院、学校、工业、商贸等2929处重点点位，在商业列表处可模糊搜索需要查找的点位名称，如输入“行政中心”，可以搜索到行政中心广场，点击行政中心广场，视角推进至该处的实际位置，并展示该处的图片信息，如图8所示。
交通水利展示了县域境内的五大河流、三大水库，以及主要的公路建设和铁路建设情况。五大河流分别为清水河、后川河、樊河、汤浴河和马鹿河，总长度174.42公里，总流域面积1164.79平方公里，平均径流量1.23亿立方米，修建河堤75.6公里。三大水库包括东峡水库，库容520.8万m3；石峡水库，库容576万m3；富川水库，库容498万m3。公路建设动态模拟了县域境内的铁路、国道、省道、县道、乡道和村道的矢量信息和建设总里程，如图9所示。
旅游景点模块是对该县旅游景点的介绍宣传，包含景点的实际位置、图片、720°全景和文字介绍内容。通过在景区列表中点击景区名称，如图10为重点景区点位分布。
地图可推进放大至景区的实际位置，并且显示景区的图片、720°全景和详细的文字介绍信息，能够让游客通过系统领略县域内的自然风光。如下图11所示。
规划应用板块包含国土空间规划、新型城镇布局、经济开发布局、城区卫片执法、农牧产业布局和灾害风险分布6大模块。国土空间规划模块通过展示县域的国土空间开发功能区划，旨在提高空间利用效率，优化重大基础设施、重大生产力和公共资源布局，如图12所示。
新型城镇布局模块通过展示“一城一轴三心”城镇布局，打造以县城中心的生态主城区，以东西城镇形成的发展轴，建立三个服务农民的区域性中心，从而达到优化城镇的发展形态。如图13所示。
经济开发布局着力打造“一区三园两中心”，构建“东进西拓中领，一体两翼，三园互动”的空间发展格局，如图14所示。
城区卫片执法模块展示了智能城市管理的新境界，通过先进的人工智能技术和遥感影像分析，实现了对城区建筑物的自动识别和违规建筑的精准定位。该模块依托 AI服务的影像智能处理能力，利用高级的建筑物检测模型，对遥感影像中的建筑物进行自动识别。此模型以0.98米分辨率的3波段GF-2卫星影像为训练基础，通过Pytorch 1.2深度学习框架进行优化训练，达到了预测精确度（0.8324），召回率（0.7639），F1分数（0.8376）以及MAP（0.7223），展现了人工智能在城市管理领域的强大应用潜力。如图15所示为建筑物矢量的提取结果。
通过与规划图的对比分析以及用地审批证明材料的核对，城区卫片执法模块不仅能够识别出违章建筑，还能够为城市规划和土地管理部门提供强有力的决策支持。这种高度自动化和智能化的处理方式，显著提高了城市管理的效率和响应速度，同时也减轻了人力资源压力。
该模块的成功应用，标志着智慧城市建设在监管和执法方面迈出了重要一步，为实现更加高效、公正、透明的城市管理提供了可靠的技术支持。通过持续优化和升级人工智能模型，未来的城区卫片执法将能够提供更加精准、全面的服务，为构建和谐、有序的城市生活环境贡献更大的力量。
在城区卫片执法模块中，经过人工智能模型对建筑物的精确识别和提取后，系统将进一步对这些建筑物矢量数据进行深入的分析。通过将这些数据与官方规划图进行对比，并结合用地审批证明材料进行核验，系统能够明确区分并标识出符合规划和潜在违规的建筑。
具体而言，系统在界面上使用颜色编码来表示不同状态的建筑物：新建建筑物区域被标记为黄色，而那些未经批准、违反规划许可的建筑物则被标记为红色。这种直观的视觉展示方式不仅大大提高了监管部门对城市建设状态的认识和管控能力，也使得政策执行和城市管理变得更加透明和高效。
通过这一高级功能，城市管理者可以迅速识别和定位违规建设活动，及时采取必要的监管措施，从而有效维护城市规划纪律，促进城市有序健康发展。此外，该系统还为城市规划和土地管理提供了强有力的数据支持，帮助决策者更好地理解城市发展状况，制定更加合理有效的政策和规划指导，提取的建筑物矢量数据与规划图进行对比，参考用地审批证明材料可以得到系统展示界面标黄的区域为新建建筑，标红的区域为违建建筑，如图16所示。
农牧产业布局模块是对县域内现代农业发展规划的精心展示，它基于地区的自然地理特点，即依山傍水的优越环境，策划了两大农业园区和八个专业化农业基地的发展布局。这一布局不仅考虑了地理条件和资源优势，还体现了区域发展的可持续性和生态友好型。在西部区域，项目着重于优质果品的种植，利用当地丰富的水资源和适宜的气候条件，培育和发展各类高品质的水果产业。这不仅提升了当地农产品的市场竞争力，也为农民增收和地区经济发展注入了新的活力。中部区域专注于药材的种植和加工，利用当地独有的地理环境和土壤条件，发展具有地方特色的药材种植产业。通过建立药材加工基地，进一步提升了药材产业的附加值，促进了产业链的延伸和升级。东部区域则致力于畜牧养殖业的发展，依托广阔的草原和优质的水源，发展肉牛、肉羊等畜牧业。这一策略不仅丰富了当地的农牧产品种类，也促进了农牧业的可持续发展，为地区提供了丰富的蛋白质资源。
整个农牧产业布局旨在通过科学规划和区域化发展，实现产业结构的优化和经济效益的最大化。通过这种方式，不仅加强了县域内农业和牧业的综合竞争力，也为当地居民提供了更多的就业机会，促进了社会经济的全面发展和农村地区的繁荣。如图17所示。
灾害风险分布是对县域自然灾害分布的展示，如图18所示。
1. 技术创新与平台设计
在底座平台的构建中，深刻理解到先进技术的重要性，并致力于将这些技术融入远程监控软件平台。通过采纳国际发展前沿的技术解决方案，设计了一个具有出色系统架构、用户友好操作界面以及稳定运行机制的县域级实景三维数字孪生底座平台。该平台不仅展示了卓越的适应性和可靠性，还保证了其在未来技术演进中的持续领先地位，确保了其长期的生命周期。
2. 综合技术应用
该系统平台结合了云计算、物联网、大数据和地理信息技术等多项现代信息技术，旨在提升智能化管理的水平。这种综合技术应用不仅保证了系统的兼容性和开放性，还强化了其可靠性。通过不断地更新现状数据和优化服务流程及质量，平台为用户提供了一个能够实现资源共享和信息持续更新的可扩展环境。
3. 智能化城区监管
城区卫片执法模块是平台的一个亮点，主要采用 AI算法，通过Pytorch 1.2深度学习框架完成建筑物的智能识别。此技术能够将建筑物矢量数据与规划图进行比较，通过用地审批证明材料辨识违章建筑，极大地提高了违规建筑查处的效率和准确性，显著减少了人工排查的时间和成本。
4. 大数据集成与应用
作为一个前沿的智慧县域实景三维数字孪生底座平台，汇聚了超过15.6TB的数据量，涵盖4600余个采集点位和超过30万张照片。通过在二维底图和三维模型之间的无缝集成与应用，成功将社会与公共专题数据与地理信息数据相融合，打造出既有视觉冲击力又具备实际应用价值的数字化产品。这一创新不仅为县域提供了一个全方位的信息展示和管理平台，也为未来的城市规划和发展提供了宝贵的数据支持和决策基础。
通过深度融合和创新应用先进的信息技术，建设的县域级实景三维数字底座平台不仅是技术的展示，更是促进地区综合发展的重要驱动力。它在旅游发展、城市规划优化、城市服务与公共安全提升、城市智能化发展、商业发展支持以及决策管理支持等多个方面发挥出巨大的应用价值，为县域的持续进步提供了坚实的支撑。
