伴隨著供給側改革加快推進，經濟結構優化增長，新時代對基礎地理信息建設提出新要求，空間地理信息應用也逐漸從二維向三維演變。在此背景下，作為客觀真實反映現實世界的地理信息成果，實景三維憑借其直觀、立體、沉浸式、易分析、易應用的優勢，在時空大數據平臺與智慧城市建設、城市規劃、災害應急、環境管理等眾多方面均得到廣泛應用。

為實現大范圍、高重復、跨區域的海量實景三維場景構建，全面滿足國防軍事、工程建設、災害應急等項目對實景三維模型即時、高效的數據獲取需求，航天遠景充分利用衛星影像不受地域和天氣限制、覆蓋范圍廣、全天候獲取、獲取周期小的優勢，投入核心研發力量，研發出了一套利用多視角高分辨率光學（多光譜）衛星影像進行實景三維實景重建及實施地理要素提取的平臺建設方案，即航天遠景Virtuoso3D SAT全自動衛星影像實景三維建模系統 V1.0。

該系統專為高分辨率衛星影像實景三維重建與地理要素智能提取研發，能夠支持高達五十億像素衛星影像三維重建全流程應用，包括：大幅面空三、衛星影像逐像素密集匹配、抗噪三角網重構、多源紋理融合映射以及目標智能提取、單體化模型構建等，可為用戶高效生產跨城市、跨境界的衛星影像全色與多光譜實景三維模型成果以及2000平方公里范圍的DSM數字表面模型成果，從而為省級區域性應用、邊境或者國際項目的三維重建，提供更有效的應用場景和獲取通道。

下文我們便圍繞Virtuoso3D SAT V1.0的衛片數據源兼容情況、系統亮點、核心功能以及實際項目應用效果等多方面對該衛片實景三維建模系統進行介紹。

衛片數據源
Virtuoso3D SAT V1.0通過具備立體像對的高分辨率衛星影像來構建實景三維模型，能夠兼容市面上所有常見的0.5米至2.5米分辨率、2千萬至5億像素的立體衛星影像，也支持不同傳感器的衛星影像、全色與多光譜衛星影像融合建模。

系統亮點

核心功能
衛星影像大幅面空三解算
幅面大：系統采用同名匹配算法提取影像同名像點構建像點網進行影像間匹配，并進行無控情況下的基于虛擬控制點與定權策略的無控衛星影像自由網平差，以及有控情況下的基于像控點數據或參考DEM/DOM數據（系統可匹配獲取控制點）的衛星影像光束法區域網平差，能夠支持高達五十億像素的大幅面衛星影像的高效精確空三解算。

多視衛星影像稠密匹配
匹配密度高：系統采用半全局立體匹配算法對衛星光學影像進行稠密匹配，有效解決衛星影像圖幅尺寸大、立體像對中衛星傳感器多樣、成像模式不一等技術難點，在提高匹配效率的同時得到良好的點云匹配效果，并基于點云生成高質量的衛星影像DSM數字表面模型成果。

衛星影像密集匹配三維點云

衛星影像抗噪三角網重構
抗噪構網：系統采用基于密集匹配點云的三維表面重建方法進行衛星影像三維表面重建，稠密三維點云經四面體空間剖分與物體表面格網構建與優化，能夠生產得到無過長或尖銳曲面、重復面或點等缺陷的高質量MESH模型。

衛星影像抗噪三角網重構

衛星影像實景三維模型構建

衛星影像實景三維模型構建多源紋理融合：系統基于MESH模型成果與原始光學衛星影像，通過遮擋探測與面元紋理的選擇篩選區域對應高質量紋理，并對篩選出的多光譜、全色以及不同傳感器的多源紋理進行融合，隨后映射到MESH模型上，從而得到同時具備高質量幾何結構信息與紋理信息的實景三維模型成果。

多源紋理融合后的衛星影像實景三維模型

地表建筑物輪廓線自動提取與單體化模型自動生成
智能提?。合到y采用基于深度學習的地理要素自動識別方法，通過深度學習與反復訓練，對衛星影像實景三維模型中的建筑物要素進行智能識別，提取建筑物輪廓線，并結合高精度數字表面模型，自動構建建筑物單體化三維模型，實現完整的建筑物要素提取。

衛星影像實景三維模型地表建筑物輪廓線智能提取

衛星影像單體化模型提取構建

應用展示
高景衛星多光譜+全色影像
高景影像多光譜+全色立體像對

多光譜空間分辨率2m

全色影像空間分辨率0.5m
Virtuoso3D SAT V1.0基于全色影像構成的衛星影像立體像對進行MESH模型構建，隨后融合多光譜與全色影像紋理對MESH模型進行紋理映射，生成具有光譜信息的衛星影像實景三維模型成果。

具有光譜信息的衛星影像實景三維模型構建效果

法國Pleiades衛星全色影像
法國Pleiades衛星全色影像立體像對

全色影像空間分辨率0.5m
Virtuoso3D SAT V1.0基于衛星全色影像立體像對進行項目區域衛星影像實景三維重建，并智能提取建筑物要素，實現建筑物單體化模型構建。

Pleiades衛星影像三維建模效果

三維模型建筑物智能提取效果

地表建筑物單體化模型智能構建效果

ZY-3衛星全色影像
ZY-3衛星2號星全色立體像對

全色影像空間分辨率2.5m
Virtuoso3D SAT V1.0基于衛星全色影像立體像對進行項目區域衛星影像實景三維重建，并智能提取建筑物要素，實現建筑物單體化模型構建。

衛星影像單體化模型提取構建效果

經過高景、Pleiades、ZY-3等多種市面上常見的衛星影像數據源測試，該系統衛星影像實景三維建模效果良好，單次即可高效完成約2000平方公里項目區衛星影像全色與多光譜融合的實景三維模型構建工作，生成高質量DSM數字表面模型成果，并能夠通過深度學習與訓練實現精確的建筑物要素與輪廓智能提取，以及單體化建筑物模型自動構建。

航天遠景Virtuoso3D SAT全自動衛星影像實景三維建模系統 V1.0的成功研發對于航天遠景實景三維建模產品體系的完整性具備重要意義，配合航天遠景用于城市級精細實景三維建模的Virtuoso3D全自動傾斜攝影測量三維建模集群系統，共同形成了覆蓋實景三維從衛片到航片、從地形級到城市級的多種成果類型生產方案，同時也為我國自然資源部達成“在2025年實現5米格網的地形級實景三維對全國陸地及主要島嶼的覆蓋，在2035年實現優于2米格網的地形級實景三維對全國陸地及主要島嶼的覆蓋”的地形級實景三維建設目標提供了高質量工具。