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真实3D是一片lol外围值得每一位测量师关注的蓝海——专访中国工程院院士郭仁中
浏览: 发布日期:2022-09-18

lol外围什么是实时 3D? 2021年12月,自然资源部国土测绘司发布的《新基础测绘与现实3D中国技术文件——附件1》给出了这样的描述:一个真实的、三维的、数字化的空间时间序列体现和表达是新型基础测绘的标准化产物,是国家重要的基础设施,为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基础。

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中国工程院院士郭仁中

lol外围这样一个数字空间是如何创建的?应该如何使用?可以解决哪些问题?对于Live 3D China,我们还有很多疑问。本刊特邀中国工程院院士郭仁中。让我们听听郭院士是如何解读的。

4D 数据和真实 3D

真实3D是近年来测绘行业的热门话题,被视为国家重要的新基础设施。从4D数据(即DEM、DOM、DLG、DRG,以下简称“4D数据”)到真正的3D数据的技术进步是否意味着4D数据即将退出历史舞台?

lol外围郭仁忠认为:“4D数据是测绘技术和行业数字化转型的历史产物。与仿真结果相比,4D数据在生产、应用和更新方面提供了更多的选择,展现出更多的代表半个世纪以来测绘科学技术的历史性进步。”现在,随着科技的不断进步,测绘成果已经转移到基于4D数据的三维现实中。

“据我了解,就像4D数据不会取代纸质地图一样,真实的3D数据也不会取代4D的数据。不同的产品有不同的特点,不同的应用场景会有不同的选择。真实3D的优势就在于在高度逼真的场景重建和虚实结合的空间扩展中,可以使依赖环境的应用得到更抽象的分析和更生动的呈现。从最终用户的角度来看,更容易接受,从“从专业用户的角度,即降低地理信息应用的技术门槛,有利于扩大测绘技术应用领域,创新应用模式,促进跨学科融合发展。”

“对于测绘人员来说,真正的3D可视为一个新的成就。从这个逻辑来看,建设真正的3D中国,就是用新的工具进行新的基础测绘,产生新的成果;从社会应用的角度来看,真正的3D 3D比4D数据更进一步,已经上升为一种新型的基础设施,为社会全面数字化转型提供了坚实的基础。这表明测绘科技的社会作用发生了根本性转变,作用得到了提升。”郭仁中说。

lol外围说到真人3D中国,很多人可能会把它当成“高级”的概念。就测绘行业而言,航空摄影测量、3D激光点云测量等新技术往往仍会产生4D数据;在社会方面,普通大众缺乏真实3D中国的概念。

对此,郭仁重表示,Real 3D China已经不远了。 “从国家层面来看,真正的3D中国建设将是堪比高铁、北斗的战略性重大基础设施项目。这需要时间,但在城市层面,尤其是小区域应用层面,真正的3D已经实际应用了。而且效果非常好,在城市、城市群、省级乃至国家层面大规模应用还需要进一步努力,但相信不会太远。”郭仁中说。

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lol外围真实 3D 中国与智慧城市

4D数据产品不能解决哪些问题?为什么一定要建设一个真正的3D中国?郭仁重解释说:“在智慧城市层面,我们需要对城市进行数字化表达,也就是很多专家所说的数字孪生城市。在这个数字化的环境下,很多时候我们需要提炼、结构化、客观化表达。地理环境的全尺寸连续尺度的地理实体描绘,将地面、上下、室内和室外融为一体难以想象的中国工程,我们还需要对地理环境进行高保真、沉浸式的渲染,这是目前无法满足的。 4D 数据。”

智慧城市具有非常突出的创新驱动特征。智慧城市应用具有明显的个性化和多样化特点,充满创造力和创新性。大量的应用场景是潜在的和未知的。真实 3D 将我们带入一个虚拟现实世界,这有助于激发我们的思维并催生新的应用程序。

对此,郭仁忠进一步解释:在城市规划和城市建筑设计中,机场、车站、地产项目、公园、高层建筑等都可以将规划设计方案嵌入到数字孪生城市模型中,并直观判断研究,定量分析,虚拟仿真方案的合理性。

“以工业园区选址为例。现在城市越来越大,通勤越来越远,交通越来越拥堵。在产业园区选址的决策过程中,如果对潜在就业人口、交通通勤压力、物流便利性、配套设施需求等进行系统分析,可以更科学地进行决策。基于真实场景的3D模型,我们可以整合整合各种城市数据,也就是地理信息行业中常说的城市时空。大数据可以进行过去难以想象的极其复杂的分析,从而让城市更宜居、更适合工作、更低碳、更灵活。这样的例子还有很多,比如在经济活动方面,一些休闲娱乐和公共服务场所需要数字化营销,需要在网上宣传自己的真实立体场景来吸引顾客;在应急管理中,如何疏散人员,如何调配应急物资等……”

郭仁中也提到了地下空间建模的重要性。对于智慧城市来说,只有室外和露天的真实 3D 景观是不够的。除了室内,结构化的地下建模,如燃气、自来水等管网,也需要信息化管理。 “城市地下管网的管理必须在三维模型中进行,一旦发生事故,要第一时间确定故障位置并采取应急措施,如紧急关闭相关的阀门和相关人员的紧急疏散。数字管网模型无法使用。或缺乏。因此,真正的3D是一种真正的新型基础设施,是社会治理信息化的重要支撑。没有它,许多事情很难管理和做出决定。”

拥有真正的3D数字城市模型,许多城市管理人员可以实现远程控制,甚至自动控制和自动预警。城市中有很多使用场景。国家测绘部门推进真实3D中国建设是非常必要和及时的。这是一种积极的责任和行动,具有前瞻性。

“实现了地上、室内外地理空间和实物的精细化、结构化表达,构成了时空地理信息云平台的基础。”郭仁中说:“时空地理信息平台就像一个舞台。 ,各种应用就像舞台上的各种戏剧,表演离不开舞台,舞台就是基础设施。”

真实3D中国的应用

“以后会有什么样的‘玩’?怎么玩?我们还没有完全敞开心扉。”郭仁忠说,“我觉得未来现实生活中的3D会有非常广泛的应用场景,我们会在应用的过程中,慢慢打开思路。”

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”郭仁中举例说明现实世界3D的应用方向:“我们现在讲的是‘碳中和’和‘碳达峰’的‘双碳’目标。最重要的任务之一是计算碳汇。我们可以根据草原、湿地或森林的植被量来计算碳汇。然而,只有植被的面积是不够的。我们还需要知道植被覆盖的密度,甚至植被的生长情况,才能尽可能准确地实现碳汇。计算;疫情期间,智慧旅游和在线旅游的概念大行其道,即用真实场景从三个维度再现美景,让在线游客有身临其境的感觉。我们传统的测绘没有这样的应用,不仅应用场景超出了传统测绘的应用范围,而且新的应用也给我们带来了新的挑战。 "

对于智慧旅游的例子,郭仁中进一步解释说:“比如黄山的松树,我们用传统的测绘方法很容易表达一棵树,但表达黄山松却不容易。 “简单的模型不能满足智慧。要满足旅游的需求,旅游场景不仅要外观相似,而且要有精神,自然景观会随着季节的变化而不断变化。”郭仁中的例子也说明了真实场景的三维、三维、时序特征。

现实生活中类似的3D应用有很多,技术要求也不一样。 “真实3D符合目前的应用场景,我们对一些潜在的应用场景还不是很清楚。随着真实3D技术的发展,我们会发现新的应用场景,城市发展反过来也会对真实3D提出新的要求。也就是说,新的基础测绘将带我们进入真正的3D中国,而真正的3D中国支持一些新的城市应用,在应用的过程中会产生新的需求,进而推动测绘的进步。和测绘技术。这是一个双向的过程。一个充满想象力的‘不归路’,我们不妨去做、观察、思考。”

真实世界3D的未来充满想象,测绘人员需要积极寻求新的需求,即寻找真实世界3D在跨学科、跨领域融合中的用途。回忆从纸质地图过渡到4D数据的过程,郭仁中感慨道:“以前我们画了地图,交给用户,任务就完成了,就像写一本书放在图书馆。我们不知道谁看到了它,谁看到了它,以及他们的想法。”

在4D数据时代,测绘与其他行业交叉融合的趋势已经出现,体现在城市规划、城市管理、应急救灾等领域。“未来,专业测绘测绘技术人员将与其他专业人士合作,开发基于真实 3D 的专业应用程序,共同发现新需求。”郭仁中建议,“未来测绘人员要多学习其他领域的知识,更好地理解跨行业的需求。”

真实3D中国建设难点

郭仁忠认为,真正的3D中国建设其实已经在路上。在国家标准层面,自然资源部国土测绘司发布了《新型基础测绘与真实3D中国建设技术文件》(以下简称《文件》)四个附件。 ),分别明确了真实3D的定义;基本地理实体空间身份编码规则;基本地理实体分类、粒度、准确性要求以及基本地理实体元数据的组成和内容。在技​​术层面,倾斜摄影测量技术、激光点云技术、仿真3D建模技术得到了广泛应用。那么实现真正的3D中国有哪些难点呢?

1成本高、周期长、更新难度大

郭仁忠坦言,Real 3D中国所需的技术、设备和人员已经具备。 “可以做到,但成本很高,周期很长。测绘人一直追求更高的效率、更低的成本、更高的精度,永远不会满足。”

建筑物的模型可以通过倾斜摄影测量、3D激光点云等技术建立,但要实现人机交互,需要大量的体力劳动,才能实现结构化建模,满足智能化应用。现在很多高校和研究机构都在探索是否可以提高自动化程度。

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“以斜向摄影测量为例,部分项目航测数据不足,需要辅以地面摄影。如果我们计划不好,补拍的成本也是非常高的。如果我们用智能技术优化设计,哪些区域需要拍照,哪些地方不需要拍照,可以节省大量的人力、物力和时间,从而引出一个新的研究方向:卓越视觉摄影测量。 ”

2 缺乏类似经验

Scenery 3D China是一项宏大的工程,是一项史无前例的新基建难以想象的中国工程,需要调动大量的人力物力,以及坚持不懈地贯彻落实计划。可以说,中国是第一个提出这个计划的大国。世界上没有一个地理信息产品或项目可以在规模和技术上对标Real 3D中国。

“谷歌的谷歌地球产品只是2.5D图形表示,技术标准远远不能满足3D现实的要求。新加坡的城市建模做得很好,但它的国家规模是城市级别的。这意味着,对于大型的实景3D搭建,只能摸着石头过河,没有成熟的工程经验可以借鉴。”

3 信息孤岛难打通

无论是技术领域还是应用领域,新的基础测绘和现实世界3D都不是刚刚诞生的新事物。组件级个性化实景3D构建及应用已有众多行业案例。例如,一些企业和单位自发探索了一些智慧园区。

但实际上,城市治理乃至国家治理层面的问题要复杂得多。因此,从2019年开始,国家安排10个省市作为新型基础测绘试点,希望系统地积累智慧城市治理经验。

“过去,交通部门、环保部门、城市规划部门往往需要一些业务真实的3D模型,但这种模型的建设成本很高,重复建设会导致资源浪费。”郭仁忠举了个例子,“基础设施是一个服务整个城市的,不只是一个特定的群体,我们用城市真实的3D作为基础设施,道理和修路一样,不可能是公安局修路,教育局建桥,城市就乱了 所以,我们不能建一个有规划部门的实景3D城市,也不能建一个交通部门有交通部门的实景3D城市我们必须构建一个真实的 3D 平台,以最大公约数满足各方需求。”

4 城市的需求很复杂

智慧城市治理的需求很复杂。 “目前,没有专家能明确说明一个城市的治理方向。不同群体有不同的需求,而随着城市的发展,这些需求也在不断变化。”郭仁重在城市治理和城市规划领域研究多年,越来越觉得这是一个复杂的问题。

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“新的基础测绘试点是从城市的视野和整体的视野,探索如何构建城市的3D模型,现行标准是否合理,各部门如何使用,信息如何开放孤岛。我们需要在实践中积累经验。共建共享和信息共享的前提是信息必须满足各方面的需求,所以我们需要一个顶层设计,一个从全局出发的系统解决方案,并清楚地调查每个人的需求。”

摸着石头过河,不妨边看边想

“如果你不计算成本,你绝对可以做任何事情。关键是要做到尽可能的好,周期更短,效率更高。这是测量员的追求。”其实整个真实场景都是3D的,在中国的实践中,项目的组织实施和技术的发展进步还有很多问题需要我们去探索和改进。

“Reality 3D China不仅需要在实践中摸着石头过河,随着Real 3D China的进一步推进,文档的指导也可能会不断迭代完善。郭仁重对《文件》也有自己的看法:“文件对真实世界3D中国的精度、粒度、分类等方面的要求和标准,是基于新测绘和数字地理空间转型积累的一系列经验。过去几年的框架,也包括一些专家对未来的判断,但这并不意味着这些规范标准是一成不变的。”

他将《文件》与机动车驾驶证考试标准进行对比,“过去我们只有手动挡车,驾考标准是按照手动挡车的标准制定的。后来有都是自动挡汽车,相关的考核标准也发生了变化难以想象的中国工程,未来我们的汽车会越来越智能化,随着自动驾驶技术的发展,倒车进车库、侧边停车等项目都可以由车辆自己完成. 标准也可能发生变化。”

从这个角度来看,“文档”制定的分类和分类仍然包含一些先验知识。这些分类和分级在未来是否仍然合理还有待观察。 “在中国某城市的智慧城市探索中,有一种想法是每棵树都会被分配一个二维码,这曾经引发了关于是否过度数字化的讨论。”郭仁忠说,“我们之所以建二维码,是为了更好地了解地理。对象管理,要不要建二维码,看你的管理需要,一般是一片森林是整体管理的,每棵树都是一个整体。”因为它不是一个独立的管理对象,所以分配二维码的必要性是值得商榷的。”

从这个逻辑来看,是否将一个地理的东西单独表达,作为一个单独的对象进行管理,细化到什么程度,应该与城市管理和应用场景的需求挂钩。目前我们还没有很成熟的经验,需要通过试点探索,边做边改进。

《文件》中提出“最大公约数”一词,意思是城市建设统一的实景三维立体基地,避免重复建设。例如,如果某个部门有定制化和个性化的需求,则扩展了三维现实中的最小公倍数问题。 “建设一个真正的3D城市,不可能兼顾所有部门的所有需求,如果一个需求特别专业,只有少数几个群体能用,就涉及到一定程度的问题。”郭仁中认为,这个度数如何确定,还是度数的问题。这需要实践和探索。

另外,由于可能涉及信息安全问题,现实世界3D产品使用权的功能边界并不明确。 “过去这方面的做法叫做负面清单。我们先假设数据是全社会共享的,然后列出谁不能用,任何情况下都不能用。真实的3D中国已经有点颠覆了过去的思维和做法,如果出现数据安全问题,目前还不清楚谁负责保管人,谁负责用户,法律、技术和工程部门正在共同探索,新的思路是需要考虑新的问题。”

真正的 3D 用得越多越好

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尽管Live 3D中国的建设之路充满了困难和不确定性,但郭仁重对未来充满信心。 “相信真正的3D在我们的探索和实践中会越来越好,应用场景也会越来越多。”他认为,网络购物、网络会议等事情,也是我们过去无法想象或不敢想的事情。 “Real 3D China的不断完善,将激发我们拓展其应用的边界。我们生活在城市难以想象的中国工程,社会经济,生活学习,休闲娱乐……一切与地理空间相关的问题,在数字空间中都有可能发生。”真实的3D中国。演绎,简化。”

郭仁忠说:“虽然我们不能很清楚地看到Real 3D中国未来的应用,但我们不必担心难以想象的中国工程,就像爬山一样,爬得越高,看得越远。”什么样的高度,决定我们有什么样的眼光。相信真正的3D中国建设,是测绘面向世界科技前沿、经济主战场、国家重大需求、人民群众生活的重要路径。生命健康,是测绘事业发展的重要路径,新蓝海值得每一位测绘工作者关注!”

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