2021年3月9日，經中國信息協會審查批準，《全空間三維模型數據格式及服務接口規范》 （T/CIIA008-2021)團體標準發布并已于3月9日正式實施。標準由國家地理空間信息中心牽頭起草，住房和城鄉建設部信息中心、工業和信息化部信息中心、國家地理信息系統工程技術研究中心、中國地質調查局發展研究中心、深圳市數字城市工程研究中心、深圳市中地軟件工程有限公司、武漢中地先進技術研究院有限公司等二十余家單位參編。
《全空間三維模型數據格式及服務接口規范》（M3D）提出了一種開放式、可擴展的三維數據格式及服務接口規范，涵蓋空中、地上、地表、地下等多種數據類型，為全空間三維模型提供統一的存儲和管理，能夠有效支撐全空間數據的一體化組織、可視化、分析與共享服務。它不僅可以為城市數字化轉型提供強大動力, 還可引領三維地理信息技術發展的新方向。本篇內容將從《全空間三維模型數據格式及服務接口規范》標準制定背景來做詳細介紹。
立足國家需求 服務社會發展
過去受制于技術、測量手段、數據存儲及運算能力的限制，大多只能基于二維平面對客觀世界進行表達，隨著高時空分辨率測繪衛星、傾斜攝影、激光雷達測量和移動測量等“空天地”立體數據采集技術，以及5G、區塊鏈、云計算、大數據和人工智能等新技術的迅速發展，通過三維技術對現實世界進行表達和管理已經具備了充分條件。
2019年11月,《自然資源部信息化建設總體方案》提出需要建立三維立體自然資源“一張圖”。自然資源部將推動在新型基礎測繪、實景三維中國建設、海洋測繪、內陸水下測繪等方向凝練形成大項目、大工程。2020年發布的《自然資源調查監測體系構建總體方案》明確了自然資源的概念涵蓋陸地、海洋、地上、地下。2021年，自然資源部又印發了《自然資源三維立體時空數據庫建設總體方案》，要求基于全國統一的三維空間框架，構建自然資源三維立體時空數據模型，準確表達地上、地表、地下各類自然資源空間關系及屬性信息。國家一系列緊鑼密鼓的舉措，無不彰顯著推進國家治理體系和治理能力現代化的決心和魄力。
另一方面，隨著“新基建”的開展，萬物都將數據化，數據量和計算量呈指數爆發；以數字孿生技術為代表的新型智慧城市建設進程不斷加快，集成了城市體征數據、三維模型數據、實時感知數據等城市全量大數據。與此同時，如何更好地管理海量全空間三維地理空間數據、挖掘數據價值，引發了人們新的思考，推動一項能夠涵蓋空中、地上、地表、地下等多種類型數據存儲格式的標準制定已是日益迫切。
瞄準行業痛點解決技術難題
技術手段的運用為全空間三維地理空間數據服務現實世界管理帶來了無限可能，但仍有一些問題擺在眼前。主要體現在全空間三維地理空間數據情況十分復雜：其一是數據范圍廣，涵蓋空天地，地上地下，室外室內、實時數據等；其二是數據類型多，包含BIM、傾斜攝影、3DMax景觀、點云、屬性場網格、矢量、地形、影像柵格等；其三是數據體量大，例如地學動態建模、高精度網格剖分、地上景觀建模等新技術的發展產生了海量的三維數據，其量級可達到TB甚至PB級；其四是數據精度高，如毫米級激光點云、厘米級高分辨率傾斜攝影等新型測量技術的發展產生了大范圍、高精度、低成本的三維數據。伴隨著大規模的三維空間數據的不斷積累，如何實現大場景地上地下三維空間數據的高效發布、數據共享與互操作成為我國三維地理空間數據的應用中亟待解決的問題。
目前，國內外的三維數據標準主要針對地上三維模型數據，為了實現空天地全空間一體化三維數據的共享服務，亟需建立全空間三維模型數據共享服務標準；再者針對地下空間三維模型數據的專有特性，要根據地下空間三維數據的結構特點來設計適合地下空間模型數據的幾何模型，完善地下空間三維模型數據的標準規范；再加上傳統三維數據標準采用自定義二進制的方式來組織數據，可擴展性有限，無法高效的集成業務應用類的數據。因此必須為全空間三維數據提供統一的數據管理和服務標準，進而實現空天地海量全空間數據的一體化管理、可視化與分析。
《全空間三維模型數據格式及服務接口規范》（M3D）的發布為解決這些問題帶來良好的方式，標準定義了一種全新的可涵蓋空中、地上、地表、地下等多種數據類型的數據存儲格式，并進一步規定了全空間三維模型數據服務接口，可有效促進大規模三維空間數據的高效管理，更好地推進我國三維地理空間數據的應用。
在實踐中挖掘需求淬煉有價值的標準
事實上，除了宏觀上國家與社會的現實需要之外，《全空間三維模型數據格式及服務接口規范》的制定也得益于在項目實踐中的淬煉。
2017年，《武漢多要素城市地質調查總體實施方案》通過審查，相關工作也逐步啟動，以支撐武漢的城市規劃、建設、運行、管理。作為多要素城市地質調查信息平臺建設的重要內容，三維地質模型建設更是重中之重。武漢市長期以來開展了各種相關的城市地質實踐工作,積累了大量、多類型地學數據，構建了眾多三維模型。此外，還要將地上三維數據和三維地質結構模型、三維地質屬性模型整合，形成一個地上地下一體化的全空間三維環境。
中地數碼承擔了三維一體化及挖掘技術研究和應用的任務，如何將海量多源、異構、多專題城市地下三維模型和地上三維模型進行高效整合，成為項目團隊亟需攻關的問題。在項目實施過程中，設計了能融合全空間三維模型的空間數據標準規范；并采用了多種文件壓縮方法及靈活的文件夾組織結構來保證數據在Web端的高效傳輸和渲染。在武漢多要素城市地質項目的實施過程中逐步形成了M3D三維模型數據規范和服務規范，并在實際項目中驗證了M3D規范的正確性與有效性。
從數字化到智能化是推動城市治理體系和治理能力現代化的必由之路，《全空間三維模型數據格式及服務接口規范》團體標準的發布，將進一步加速這一進程，為智慧城市的數字基底、實景三維中國建設以及自然資源三維立體時空數據庫建設提供有力的技術支撐，為城市的智能化治理、自然資源信息化提供強有力的技術保障。
下一期將從全空間三維模型數據格式方面來深度解讀，敬請關注！
