伴随着供给侧改革加快推进，经济结构优化增长，新时代对基础地理信息建设提出新要求，空间地理信息应用也逐渐从二维向三维演变。在此背景下，作为客观真实反映现实世界的地理信息成果，实景三维凭借其直观、立体、沉浸式、易分析、易应用的优势，在时空大数据平台与智慧城市建设、城市规划、灾害应急、环境管理等众多方面均得到广泛应用。

为实现大范围、高重复、跨区域的海量实景三维场景构建，全面满足国防军事、工程建设、灾害应急等项目对实景三维模型即时、高效的数据获取需求，航天远景充分利用卫星影像不受地域和天气限制、覆盖范围广、全天候获取、获取周期小的优势，投入核心研发力量，研发出了一套利用多视角高分辨率光学（多光谱）卫星影像进行实景三维实景重建及实施地理要素提取的平台建设方案，即航天远景Virtuoso3D SAT全自动卫星影像实景三维建模系统 V1.0。

该系统专为高分辨率卫星影像实景三维重建与地理要素智能提取研发，能够支持高达五十亿像素卫星影像三维重建全流程应用，包括：大幅面空三、卫星影像逐像素密集匹配、抗噪三角网重构、多源纹理融合映射以及目标智能提取、单体化模型构建等，可为用户高效生产跨城市、跨境界的卫星影像全色与多光谱实景三维模型成果以及2000平方公里范围的DSM数字表面模型成果，从而为省级区域性应用、边境或者国际项目的三维重建，提供更有效的应用场景和获取通道。

下文我们便围绕Virtuoso3D SAT V1.0的卫片数据源兼容情况、系统亮点、核心功能以及实际项目应用效果等多方面对该卫片实景三维建模系统进行介绍。

卫片数据源
Virtuoso3D SAT V1.0通过具备立体像对的高分辨率卫星影像来构建实景三维模型，能够兼容市面上所有常见的0.5米至2.5米分辨率、2千万至5亿像素的立体卫星影像，也支持不同传感器的卫星影像、全色与多光谱卫星影像融合建模。

系统亮点

核心功能
卫星影像大幅面空三解算
幅面大：系统采用同名匹配算法提取影像同名像点构建像点网进行影像间匹配，并进行无控情况下的基于虚拟控制点与定权策略的无控卫星影像自由网平差，以及有控情况下的基于像控点数据或参考DEM/DOM数据（系统可匹配获取控制点）的卫星影像光束法区域网平差，能够支持高达五十亿像素的大幅面卫星影像的高效精确空三解算。

多视卫星影像稠密匹配
匹配密度高：系统采用半全局立体匹配算法对卫星光学影像进行稠密匹配，有效解决卫星影像图幅尺寸大、立体像对中卫星传感器多样、成像模式不一等技术难点，在提高匹配效率的同时得到良好的点云匹配效果，并基于点云生成高质量的卫星影像DSM数字表面模型成果。

卫星影像密集匹配三维点云

卫星影像抗噪三角网重构
抗噪构网：系统采用基于密集匹配点云的三维表面重建方法进行卫星影像三维表面重建，稠密三维点云经四面体空间剖分与物体表面格网构建与优化，能够生产得到无过长或尖锐曲面、重复面或点等缺陷的高质量MESH模型。

卫星影像抗噪三角网重构

卫星影像实景三维模型构建

卫星影像实景三维模型构建多源纹理融合：系统基于MESH模型成果与原始光学卫星影像，通过遮挡探测与面元纹理的选择筛选区域对应高质量纹理，并对筛选出的多光谱、全色以及不同传感器的多源纹理进行融合，随后映射到MESH模型上，从而得到同时具备高质量几何结构信息与纹理信息的实景三维模型成果。

多源纹理融合后的卫星影像实景三维模型

地表建筑物轮廓线自动提取与单体化模型自动生成
智能提取：系统采用基于深度学习的地理要素自动识别方法，通过深度学习与反复训练，对卫星影像实景三维模型中的建筑物要素进行智能识别，提取建筑物轮廓线，并结合高精度数字表面模型，自动构建建筑物单体化三维模型，实现完整的建筑物要素提取。

卫星影像实景三维模型地表建筑物轮廓线智能提取

卫星影像单体化模型提取构建

应用展示
高景卫星多光谱+全色影像
高景影像多光谱+全色立体像对

多光谱空间分辨率2m

全色影像空间分辨率0.5m
Virtuoso3D SAT V1.0基于全色影像构成的卫星影像立体像对进行MESH模型构建，随后融合多光谱与全色影像纹理对MESH模型进行纹理映射，生成具有光谱信息的卫星影像实景三维模型成果。

具有光谱信息的卫星影像实景三维模型构建效果

法国Pleiades卫星全色影像
法国Pleiades卫星全色影像立体像对

全色影像空间分辨率0.5m
Virtuoso3D SAT V1.0基于卫星全色影像立体像对进行项目区域卫星影像实景三维重建，并智能提取建筑物要素，实现建筑物单体化模型构建。

Pleiades卫星影像三维建模效果

三维模型建筑物智能提取效果

地表建筑物单体化模型智能构建效果

ZY-3卫星全色影像
ZY-3卫星2号星全色立体像对

全色影像空间分辨率2.5m
Virtuoso3D SAT V1.0基于卫星全色影像立体像对进行项目区域卫星影像实景三维重建，并智能提取建筑物要素，实现建筑物单体化模型构建。

卫星影像单体化模型提取构建效果

经过高景、Pleiades、ZY-3等多种市面上常见的卫星影像数据源测试，该系统卫星影像实景三维建模效果良好，单次即可高效完成约2000平方公里项目区卫星影像全色与多光谱融合的实景三维模型构建工作，生成高质量DSM数字表面模型成果，并能够通过深度学习与训练实现精确的建筑物要素与轮廓智能提取，以及单体化建筑物模型自动构建。

航天远景Virtuoso3D SAT全自动卫星影像实景三维建模系统 V1.0的成功研发对于航天远景实景三维建模产品体系的完整性具备重要意义，配合航天远景用于城市级精细实景三维建模的Virtuoso3D全自动倾斜摄影测量三维建模集群系统，共同形成了覆盖实景三维从卫片到航片、从地形级到城市级的多种成果类型生产方案，同时也为我国自然资源部达成“在2025年实现5米格网的地形级实景三维对全国陆地及主要岛屿的覆盖，在2035年实现优于2米格网的地形级实景三维对全国陆地及主要岛屿的覆盖”的地形级实景三维建设目标提供了高质量工具。