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航测为智慧城市建设提供空间数据

2014-01-24刘先林

中国信息化周报 2014年2期
关键词:街景航空摄影空间数据

地理空间基础框架是智慧城市建设的精髓,因此基础测绘正加快脚步,满足智慧城市建设的需求。获取空间数据的手段多样,随着雷达、GPS、北斗等高科技的引入,传统测绘正逐步摆脱艰苦的手工作业,真正走向信息化,并逐渐形成天地空一体化空间测量系统。在航空航天方面,航空摄影测量、高精度卫星遥感测量是主要的数据采集手段,而近年来逐步兴起的街景测量车扫描正成为地面数据采集的新宠。这些数据来源方式不同,精度也有所差异,应用领域不能一概而论。

航测拍出实用型空间数据

航空摄影测量技术作为空间信息技术体系的两大分支之一,得到了各国的重视。我国在该领域也取得了一系列重大的进展,研制出许多航空摄影测量设备。微型无人机航空摄影测量系统具有运行成本低、执行任务灵活性高等优点,正逐渐成为航空摄影测量系统的有益补充,是空间数据获得的重要工具之一。无人驾驶飞行器摄影测量系统以获取高分辨率空间数据为应用目标,通过3S技术在系统中的集成应用,达到实时对地观测能力和空间数据快速处理能力。

现在,无镜头航测相机很成功,引领了中国测绘的新潮流。航测的出路一个是更高精度,一个是面向建模,必须做低空的倾斜摄影。通过多重手段采集到的数据,经处理和加工,可形成二维或三维影像。现在三维影像模型随处可见,它在视觉处理上给人以震撼效果,但实用情况良莠不齐。航空摄影测量系统为智慧城市建设带来海量空间数据的同时,结合GIS数据处理软件,形成的三维影像模型不仅仅提供炫目的视觉效果,更重要的是可以真正实现与地理信息数据的结合,用户在观赏影像的同时,也可利用位置信息,享受位置服务。

在“美丽中国”的倡导下,网上发布了众多全景影像,但它还不是一个模型,它不能够改变视点,不能够漫游,没有结构,而且是历史数据,第三方的矢量也叠加不上去,不能进行正三维的观察。只有将数据分析和演示统一到一起,才可以算的上真正实用的模型。车的点云处理就可以自动处理,而且每一个实体都有它的属性表,要做到这一步才能够对智慧城市进行服务。

这种集数据采集与处理一体的系统我们称之为遥感集成系统,并融入了新的点云处理方式。点云或者从影像相关匹配出来的密集点云都会走到点云处理这一块。该技术极具竞争力,如果我们顺利将这种技术带到国外,将会有很大市场空间。

2013年不仅仅是智慧城市建设的时代,更是移动互联网爆发的时代,最关注大数据的互联网企业看到了来自地理信息领域的商机。自谷歌推出地图业务后,国内互联网巨头百度、腾讯等纷纷介入,推出互联网地图。街景地图的诞生将互联网地图的视觉感受带入了新的境界,深受百姓喜爱。智慧城市建设,必须深入行业,如消防、应急、军工等,这时普通的互联网地图则显得力不从心,因为他们无法将地理空间数据进行深入整合和分析使用。

老百姓对精度要求不高,因此互联网地图发展很快,但是从智慧城市的使用和进一步发展来看,还是有很多局限性。

我们的设备应用领域正在拓展,有些企业拿我们的设备,做像古建筑的保护或者修复等方面工作。

互联网企业分食测绘市场蛋糕

中国大城市在大拆大建,在这过程中不可避免会对原来历史的文物、古建筑造成影响和破坏,如果我们有好的先进技术手段把它很好的保护或者是迁移,并对建设过程中的损害进行修复,这确实是功德无量的事情。

在中国,航测公司非常多,除了国家的航空摄影,还有地方的,地方航空摄影盘子更大。经过长时间发展,特别是最近几年,无人机航空摄影的量恐怕是几百上千了,大概有100家公司在做有人机,上千家公司在自己生产无人机。无人机分成两种,一种是固翼,还有一种是旋翼。

在测绘方面,它们的相机都没有进行加固,所以精度提高到1:1000就是将就做出来的,如果进行加固,精度就可以提高,特别是旋翼机平台加上微单的小相机的任意方式拍照取代更大比例的(比如两三公分精度)地度测量,过程的保存,矿砂的面积体积计算,这种小型的电动的旋翼机很有前景,这个现在也很便宜,十几万,二三十万,不需要去买,自己就做。因为自动飞行这套东西很成熟,买出来的模块GPS一编程就搞定了,这个估计将来会有非常大的前景。

所以这一切在当今网络经济时代,这都是很分散的,都没用什么钱,都是个人拿出二三十万就搞定了,固定翼、旋翼机,中小型的,有的民用企业买了中高空大型机。现在要搞无定单倾斜摄影城市建模,然后把影像卖给你,几大公司在那里筹备要做这个事情,这个领域今后发展会非常快,不光是在救灾应急反应方面,包括城市建模,特别是今后城市发展起来,肯定要三维。而且经费会降下来,过去一个城市建模,一个平方公里要五万、八万,现在降低到一万块钱都有可能。

但是测绘公司不能招惹网络公司,比如腾讯、百度、阿里巴巴,他说这个领域来钱他要干,他马上就几十个亿拿进来,对它来说也不算多,而且它免费给你做,几乎会把所有测绘公司全部搞垮。

我们现在测绘部门几大公司,像导航也是测绘出来的,包括这样的公司,还有我们的“天地图”,因为“天地图”你也招惹腾讯和百度了,它要跟你竞争了,那么你的发展压力就相当大。过去小专业,你投钱能投多少?投个几千万,它一投就投大量的钱,而且它的服务是免费。

我们现在做的街景是二代街景的,房屋都有轮廓线,街景就是看看而已,但是它很受老百姓欢迎,一个精度高两三公分,全自动处理,提取实体,这是我们目前的优势,可以跟他们抗衡。

从街景来看还是走向模型。举一个简单的例子,将来的导航是虚实景观相结合的导航,车上计算机景观是打在汽车屏幕上的,跟实地的景观是套合的,全景相片、3D就不能用了,所以我们现在在攻建模,工作量不能大,必须是全自动,我们正在紧张攻克这个东西,我们目前所看到的资料在国际上还是领先的。

点云处理占领市场优势地位

点云处理方式,在算法或者理念在三维景观,二代街景观念上来说,在目前所看到的产品里头已经是超前的了。从我们的这种数据获取手段来说,不管我们是从雷达、闪光车也好,点云或者从影像相关匹配出来的密集点云都会走到点云处理这一块。我们用我们现在的技术继续往前走,将来在建模这块有相当的领先。从市场这一块来说,国内的竞争无论是从商家,由于现在的技术包括我们的相机,在我们之后也冒出好几家,市场竞争是必然的东西,从我们角度来说,对客户的服务,最主要是在国际市场竞争是很大的空间,我们如果能够走出去的话。

在生产同类设备的这些企业之中,我们还是超前的,在国际竞争中我们还是比人家走在前面,不止是说我们以前的国际合作,我们跟乌克兰合作过,还有我们给巴基斯坦的装备。事实上在国内市场上,我们在十多年前就已经在做了,现在我们条件各方面,而且现在还有联合国和国家地理信息局的平台要引导测绘走出去,我们不仅要做工程,还要把我们的设备、装备、人员培训,对第三世界的服务做出我们国家应该承担的责任。

中国科研成果很多,是全世界第一大专利国,第一大经费国。但是它转化成为现实生产力,转化为服务于公众和社会的非常少。

我认为国家对科技很重视,投入很多,但是产出有限。我们在这方面还是有很大进步空间的,也在朝着好的方向发展。现在国家这么重视人才,有“千人计划”,“年薪百万”计划之类。“千人计划”里有成功的案例,那就说明我们这个计划是成功的。我认为随着政策的制订,这个事情已经朝好的方向转化,而且将来会越来越好,我相信我们改革开放这么多年,现在缺的就是关键技术的原创的创新,所以建设创新国家人人有责。为实现真正智慧城市地理空间构建,服务于国民经济建设,必须将相关系统做到内外兼修,既让百姓会用、喜欢用,也要让系统本身更实用。

(以上内容系根据刘先林院士在赛迪网的公开访谈整理而成)

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