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05/24
2021

WGDC2021圆桌对话|三维世界的“真”挑战

发布时间:10:14:25


圆桌对话|三维世界的“真”挑战

WGDC 2021

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湖南省第三测绘院院长  陈志军

湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室主任  李朝奎

福州市勘测院党委委员兼人力资源部主任  张平

青岛市勘测测绘研究院专业总工  王海银

泰瑞数创副总裁、首席科学家  郭大海

飞渡科技创始人、总经理  宋彬

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01 问题

 张强(主持人):各位领导嘉宾下午好,实景三维的概念这几年非常火,本届大会展出的基本都实景三维或是和实景三维相关的技术和产品,但是深圳大学的专家谈了一点,一些难题有待解决,所以,圆桌论坛的第一问题:无论是从技术、组织实施还是应用方面,实景三维真正存在的挑战是什么?请各位专家领导分享一下。

 陈志军:本来今天来研讨的是自然资源厅的副厅长金勇章厅长,但是临时有会,委派我来学习。在基层实景三维这个工程怎么落地,要处理好以下四个方面的关系:

第一,要处理好省级统筹和市县的关系,三维的建设是比较大的工程,需要耗费财力。

第二,要处理好需求与节约的关系,我们部里面有一个文件,三维的数据库必须运行在测绘内网,全省14个地市怎么去应用他,全省建立数据内网要花多少钱。

第三,统筹考虑处理好安全与数据保密的关系,现在所有的数据、所有的审批,都像政务外网迁移,这些公共交换共享的数据必须要像政府公共交换共享平台迁移,两个关键技术要攻克,脱秘技术,实现老百姓互联网化。 

第四,要处理好三维立体的应用和动态更新,数据库建成之后,形成动态更新的体制,支撑数据的更新,要常业常新,要用应用的成果反哺动态更新。   

李朝奎:谈到实景三维,总体来说,实景三维前景是很好的,我们要从政府、学界、企业界和工程界四个层次来理解这个问题,作为政府很希望建设好,这是很有意义的工程,为地区的建设服务。从学者的角度来说,要对实景三维数字城市等新技术、新方法重新找到突破口。做企业的,今天来得企业家很多,做出了很多好的产品,希望投入到实景三维应用中。作为工程界,第三测绘院是具体生产单位,关注的是生产出来的产品尽快投入,产出之后带来的经济和社会效益。因为数字城市喊了很多年,政府投资是很谨慎的,投资的钱也不少。也不希望投了之后就没有回应,希望很多东西可以利用,很小的投资很大的产出。实景三维最终影响建设进程的几个因素。

1、需求,在我们行业里面挖掘,公检法都知道,但是普通老百姓不一定可以理解,需求挖掘不多,没有被多数人所接受。

2、构建实景三维中的技术问题没有完全突破难关,工艺流程还有待改进,信息支撑技术、数据传输、存储、分化。

3、应用与技能,智慧城市建了很多年,事实表明花钱建了,但没有很好的应用起来。

 张平:各位好,这两天听了泰伯网组织的WGDC的讲座,感觉这世界变化太快了,技术变化太快了。不管怎么样变化,作为我们来说还是要保持定力,做好自己该做的事情。2018年底,福州完成了中心城区400平方公里三维建筑模型,按照两位领导所讲的政府投资了这么多钱,怎么把成果用起来,为社会服务,发挥相应的经济效益,福州市勘测院一直用实景三维进行探索和实践,我把我们工作的情况汇报一下。

在城市规划设计领域,我们单位自主开发了三维辅助决策的信息化平台,把实景三维成果嵌入到业务规划审批流程中,通过规划指标、三维建筑方案和周边自然景观的协调比对,进行精细化审批流程的管控。

在城市景观品质提升方面进行了应用上的探索,正在承建的户外广告的信息化管理平台,把实体三维嵌入到户外广告直接管控的业务流程里面,从而达到户外广告的全过程信息化的深度管理。

 在城市历史文化保护领域,从去年年底开始全福州市1.2万平方公里的古厝分区域考察,分级别进行三维实体的测绘,对古厝精确量身,确定价值情况和现状细节。   

对城区水系角度管理指挥方面进行深入探索应用。用我们的技术和我们对城市数据的理解,将古迹与AI、互联网技术结合起来,进行纵向空间的延展,不仅仅是地面三维实景,还包括地下空间,甚至地理空间的实景都要建起来,不断的夯实扩大三维实景的数据底座,很好的运用起来。

 王海银:大家好,实景三维这个话题已经提出很久了,近几年来,随着自然资源部提出实景三维中国的建设以及软硬件发展水平的提升,现在得到了广泛的关注,前一段落地了实景三维青岛建设,也遇到了技术瓶颈,小场景都没有问题,但是到了几百平方公里,几千平方公里的时候,量变引起了质变。在生产阶段提高生产效率,降低生产成本这是最关注的问题,如何减少人工干预提升自动化的能力和水平这是关键。

有些专家也提到数据传输的问题,这么大的数据量带来的问题很多。

模型实体化的问题,这是大家一直在提的,卖是一张表,觉得不好用,机器识别,就要进行大量的实体化,实体化本身损失了很多真实的信息,这个怎么来解决?

第二个矛盾,人工的工作量还是非常大的,有的厂商说可以实现AI智能化的提取,我们也和厂商进行了对接,但是还是不尽如人意,也是需要我们努力的方向。

在整个实景三维往下走的过程中还会遇到很多问题,希望我们的同行一起,也结合生产跟产业一起,推动实景三维技术的快速发展,来助力实景三维中国的建设。

 郭大海:大家坚持到现在确实不容易,实景三维这块从技术上来讲,最大的挑战来自两个大方向:

一、数据层面,有三点,一怎么样把数据进行结构化,只有结构化之后机器才可理解,这是后面拓展应用非常重要的基础。二数据层面最大的挑战是语义化,过去基础系统只在分析上面,只有实现计算,才有可能跟设计院进行互动,对现实世界做出各种各样的指导反映,实现智慧的管理。三多源数据如何开展融合这是非常大的挑战。这三个方面都可以做,最大的问题是自动化程度,如何提高效率降低成本,这是需要业界和高校同仁们共同努力的结果。

 二、平台层面,实景三维建设推进之后,未来的数据量是巨大的,软件平台如何可以满足海量数据的承载,这是很大的挑战。在应用端,三维数据模型还没有得到特别的完善,有各种各样的实景三维数据模式,这对误操作都有很大的影响。数据量大了之后,离不开这些基本的动作,也涉及到深层次的研究数据模型。最近也说了新型基础测绘,新型基础测绘应该是实景三维中国建设最重要的,也离不开的手段,新型基础测绘是不按米尺进行测绘,未来应用端要按需进行组装,组装成实景三维中国建设需要的产品,技术挑战也非常的大。这里面无论组合还是聚合,以知识图谱的构建,这些方面都是很大的挑战。当然现在也可以做,但是综治化相关程度还需要深度研究,有待于业界同仁共同努力的。

 宋彬:谈一下我的认知,因为实景三维这几年接触比较多,我们近几年做了十几个城市的CIM,接入了大量城市级实景三维数据,也是有一些感受的。主持人这个关键技术问题,我认为有三大层面的挑战,即建模、管模、用模。

建模方面:我今天看到空三可以几十万张一次性过,但是如果做到百万、千万甚至无限制一次性过,那就非常好了,这才可以反映实景三维规模化、批量化、连续性、大面积的优势。还有一点刚才说的无像控,如果做到5公分以内无像控和少像控也是非常有价值的。另外一点,三维重建技术,我们接触了很多三维模型以及厂商,对于借用计算机视觉理论技术的三维重建技术,在全球范围内包括一些AI公司也在突破,所以在这个理论基础上,在差异化结果不大的条件下,我认为还是有突破的空间的。还有一点 刚谈到结构化,这是大家的痛点和难点,也是未来倾斜走向深度应用的关键点,结构化的层面上,是大家共同发力的点,这对未来三维在行业里推动的广度和深度有相当大的意义。以上是建模角度。

管模角度来讲,从我们介入的十几个城市的数据来看,共同的问题是,“数据有了,但是跑不起来”,平时在Web上跑30帧、50帧,未来加上VR的使用,就需要80帧,前端还要轻,要推轻应用,这就考验我们数据优化的技术了。还有一个问题,虽然数据格式都是OSGB,其实差别很大,究其原因就是建模后数据组织和数据轻量化的规则、方法、对象不一致,这就导致我们数据调度会出现很大的问题和困难。这就是亟待解决的问题,当然,目前这个问题已经被我们攻克,且成果显著,客户认可,这个体会是很深刻的,希望大家能够在建模上标准化起来,有利于解决平台调度的问题。

用模层面,数据我们更多强调的是几何信息,有部分叫做颜色纹理信息,这些信息要跟场景进行挂接,挂接会涉及两个层面,第一,从切分粒度的层面,从测绘角度是一种粒度,从应用角度是一种粒度,将不同粒度的技术统一起来,这就涉及到数据资产化的问题。第二,要将数据和场景融合,涉及空间化和业务数据挂接的问题,目前解决方案还是以个性化为准,我觉得这一定是有通用型解决方案的,我们希望随着建模、管模层面上不断的标准化,在用模阶段,跟外界融合的成本或者是效率一定会提升。

02 问题

 张强(主持人):大家分享提出了很多挑战,技术上、数据传输上。但是我理解挑战就是机遇,这次大会就是从昨天开始,有很多概念听到了,腾讯的说了圆宇宙、平行宇宙、数字孪生,包括我们今天下午的实景三维的论坛,这些概念,虽然大家有争议,对概念有不同的解读,但是我的理解是这些概念最终指向未来同一个社会的现状,运行的现状,实景三维会给我们带来哪些机遇,这么大的工程将来会对社会生活和经济带来什么样深远的影响。

 陈志军:我认为在社会经济发展方面,现在讲的数字化,数字化城市和数字化政府的建设,让BIM变成数据,让数据到电脑里面,电脑实现所有的审批,实现所有的流程与办事,现在数字政府建设,湖南省也正在搞,数字湖南自然资源领域的试点,正在调研准备推进。老百姓办事不见面审批,信息化自动匹配,没有人给你开后门,这也是后面清廉政府的建设,实景三维数据带动信息化数字政府的建设,带动清廉政府的建设,这方面虽然在当时首次发展投资资金比较大,但是在以后的管理方面可以反哺非常多的实惠,给社会发展技术等方面提供更多的便捷。

 李朝奎:对这个问题想谈几点意见,实景三维、数字孪生这几个概念有一些类似,基本核心还是离不开三维建模,前期谈到好多地方的设施建设,投资大,很多都是由于实际运作,承载不了,这也是很重要的因素。我刚才讲的这些年来,在这块的力度,尤其是企业的推动,技术的进步是非常快的。

实景三维技术的进步,会带来哪些意义?

第一,随着技术的进步,构建实景三维技术、工艺流程肯定会逐渐成熟,也希望从事这方面的企业、技术人员,不能保持在实验阶段,在实验环境下就推广应用,这还需要进一步验证使用化、工程化、流程化,这个肯定会进一步提升行业技术,推进综合技术的发展。

 第二,社会需求,还停留在行业中,找应用,这个过程发展到一定程度深入到各个行业,扩大信息化的测绘、智能化测绘也是极大的推进,在社会中发挥越来越重要的作用。

 张平:实景三维的应用对于未来社会,我今天在路上和他们讲,未来得社会就是经常看到的科幻片里面,未来社会在实景三维发展中,在未来科幻片,我看到的一些情况,终究会实现的,这是未来得发展趋势。

王海银:说到实景三维技术这是继数字化成果以来又一次革命,是不是革命仁者见仁,我还是非常认同这种观点,实景三维下一步一定会在各个方面都有广泛的应用。

首先是政府层面,政府现在的应用都提数字化转型,城市的数字化转型、数字城市、智慧城市等概念。我们的实景三维是非常好的空间信息底座,非常直观,好多领导都看到了,觉得这个特别好,比原来的二维技术好,可以看明白。这个潜力还是很大的。

 对企事业的服务,政府在数字化转型,央企、国企、民企都在做所谓的数字化转型,今天下午看到的很多案例,化工厂、电力,甚至移动、联通等运营商,所以这个需求也是非常大的。像住建部前几年一直推广BIM,很多设计单位用二维做设计,翻译成三维模型,实景三维的应用肯定会有这个过程,很多大的设计公司已经在实景三维的力度上,怎么利用倾斜成果,怎么利用点云的成果进行竖向的设计市政设施的设计和黏土工程的设计,都是很好的数据来源。这一定是给将来设计极大的推动,真正从二维设计变成三维设计,变成BIM设计的转型发展。

 服务公众,受限于所谓的数据保密的问题,下一步应该还会有相应的解决方案出来,现在也在讨论。综上三各方面,实景三维一定是面临很大的希望,刚才主持人也提到,实景三维大有可为。

 郭大海:我认为影响分两个阶段来看,第一个阶段,最受益是自然管理,自然资源两统一,特别是自然资源确权登记,自然资源资产的管理,这块实景三维会有自身非常大的发展。 第二个阶段,我们可以畅想一下随着实景三维在中国建设的深度,未来国家空间基础设施实景三维必然是最重要的组成部分,而且我还是比较乐观的未来国家空间基础设施就是实景三维中国,如果是这样的话,各行各业包括百姓涉及到地理空间和相关都会在实景三维中国系统上、整体平台上开展各个方面的应用和布局,这时候实景三维中国建设就有可能推进到更精细的层次上,经常讲城市里部建级的三维建设,分层入户,做到精细。实景三维上可以挂接人口、挂接社会经济活动人文等属性,有了这些属性,就可以做到更精细的,特别是公共安全、社会治理、宜居等方面,大家都可以畅想。只要把这些东西挂接上,实现可计算,就跟大家一直追求的数字孪生城市,可以达到这个境界的时候,各种畅想,我认为都是可以的。

 宋彬:各位专家说了很多了,基本上把未来的场景都说了,我是非常喜欢实景三维数据的,它在几何精度上具备的跨界基因。

从应用角度来讲,我是非常看好的,它有几个应用层次:

1、实景三维数据的视觉化,实景数据拍出来很好看,很真实,精度还不错,价值是可以感受到的。

2、数据资产化,数据要通过实体、单体化或者其他方法跟现实对应起来,我们已经陆续在做这个事情了。

3、数据业务化,业务化的层面,刚才张主任和王总说了很多了,跟审图可以联合起来,土地整治可以结合起来,业务流可以串联起来,这里面已经开始产生价值,只是价值主线能不能像CAD\BIM一样,一说搞工程就是BIM,一说测绘就是CAD,这样就更好了。

4、数据重生,这是我们在研究并且比较看好的方向,实景三维有很大的优势,按需、成本逐步降低,几何精度等等,但是它的材质,更多的是颜色纹理,从视觉角度他是满足的,但是他损失了很多信息,这些信息不是为了人,举个例子,比如说要做热导效应的分析,我们不看几何要看材质,为什么?因为它会有吸收,会有反射,声、光、电、磁、波要跟材质做计算的,当我的材质只有颜色的时候是满足不了深层次应用的,数据的缺陷会造成告诉我们在某些应用场景是无法触达的,而且是没有办法通过现有工艺和技术来完成,怎么解决?数据要重生,要把倾斜的几何优势和其他数据的优势重新构建新的数据体,一旦诞生了,我相信就是应用场景无限,有广度、有深度。

今天时间比较晚了,带来的分享很精彩,已经坚持到最后了,论坛到此为止,谢谢各位。

结束


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