如何实现低空遥感与无限量数据产业化、规模化的应用

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2017年6月14日23:03:13 评论 6275字阅读20分55秒

2017年6月14日上午,由泰伯网主办、主题为“空间大数据的崛起”的WGDC2017峰会上正在国家会议中心如火如荼地进行中。同时,由南方测绘主办的分会场上,低空遥感和无限量数据应用论坛也在多功能厅A隆重举行。

汽车瞭望在现场了解到,南方测绘无人机事业部技术总监李程先生、南方三维激光事业部总经理张磊先生、南方卫星导航系统集成技术部经理潘伟峰先生、澳大利亚优立中国CEO张雪兵先生、北科天绘副总经理罗志广先生出席论坛,并就峰会主题分享了自己的观点。南方测绘北方总部的总经理董亚新参与大会并主持了这个论坛。同时,论坛也吸引了关注空间大数据、地理信息测量等信息的众多观众和媒体前来交流。

南方测绘北方总部总经理董亚新先生主持峰会

以下是出席论坛的专家分享的主要观点摘录:

李程:传统的测绘数据,基本上主要就是一个地形图以及地籍图,地形图描述地面的起伏变化,地籍图把房屋信息给数字化表示出来。在传统的测绘数据里面,是多维的,地形没有办法详细描绘出来立体的变化,只是表示出来层高。现在技术的发展,我们可以用更立体、更具体的方式查询以及观察这种数据,即地理信息的立体系统。南方测绘也在尝试把以前三维数据转化到像右图添加现实光和场景的三维场景。

南方测绘无人机事业部技术总监李程做《基于无人机的数字城市可视化解决方案》应用分享

在素材获取方面,以前使用RTK全站仪,把这些地物的要素采集回来。后面有了卫星之后就可以使用卫星获取遥感影像,近几年人们还发现了使用无人机采集地面的低空遥感数据就可以把拍摄监控拍摄清楚,从而检测一个网格模型。使用无人机还可以通过摄影测量一些技术手段,前几个获取手段同样的目的,可以生成数字模型,同时我们无人机事业部选择使用了无人机的方式获取全要素的地理信息的测绘数据。

经过一系列数据处理,使用一个三维建模软件,我们可以把得到的三维模型放在某个场景里面,对它进行一个场景的定位,这样的话就可以比较真实的反应一些场景里面的重点建筑或者是重点的要素,而且这种三维模型的话更精致,更精美。

此外,除了地形跟建筑物的要素之外还支持植被的形式,从灌木到参天大树,这些植被通过数字线画图的成立,设置一些简单参数,可以在这个软件里面自动生成三维的模型,也可以在城市里面生成动态模型,例如飞机、汽车以及人物,这些模型可以属于三维动画,把这个三维动画插到这个场景里面可以实现这个城市动起来的真实的可动的场景。

使用表距以及网格模型,建筑物的网格,逐步生成三维的模型场景里面,每一层都是按图划分,可以对这个土成进行修改以及查询,有了这个三维场景就可以对一个城市进行数字虚拟的模拟跟分析,数据的话我们不仅仅需要浏览,多角度来看更多更关注数据的应用,怎么样跟这些数据进行交互,进行互动。

数据应用,虚拟现实系统还可以模拟晴朗的场景,阴天的场景,黄昏的场景,实现从早上多晚上的场景。现在我们的城市雾霾比较严重,如果从气象局得到一个能见度,我们在这个虚拟场景里面就可以设置能见度,就可以模拟这个城市雾霾程度,可以分析出来前方多少段路会看到,及时发现这个安全隐患。还有一些灾害的信息就是洪水,我们提供一个水面模型的分析,对于洪水的话可以从水位查询到实时水位,到虚拟现实里面可以模拟出来水位情况下,淹没城市面积以及水位线,动态生成的水淹线。高程的伪彩渲染,在地形里面用的比较多,测绘里面使用颜色判断高低起伏,对于一些规划以及设计,就可以有效规避高损的地方。

同时我们还支持太阳能实时光照渲染,生成地面的阴影,这种就是城市的阴影计算,右图是森林的阴影计算,我们这套系统不只是城市,同时我们还可以模拟森林、园林等等各种各样的地形。

张磊:激光雷达目前处在2.0到3.0的角度上跨越。激光雷达从业人员还是不多,但是作为激光雷达的用户来讲,坚持相信我们依然创造整个信息化测绘的80%的价值。我们2007年跟澳大利亚的I-SIte有个过合作,后来因为全球金融危机,他们地面扫描设备的合作交给莱卡。2009年开始做了大量的推广工作,我们在东北做大型测绘,九天做了160多个平方公里,做土地的调查。2014年,跟FARO公司有一个代理的协议,我们依然是云南贵州广西的FARO的总代理。经历了这么多年跟国外设备打交道,2014年推出了征图的公司,主要做移动测量系统,研发时间是从2010年就开始了,在北京的三顶工厂。截止到目前为止,南方测绘在征图这一块推出五款产品。

南方测绘三维激光事业部总经理张磊做《南方测绘之激光雷达布局》的产品介绍

其中,移动测量系统在我们仓库里面是有六套,大家需要演示以及项目合作是完全没有问题,这个设备也给用户比较良好的反馈。这个现象在移动测量里面解释得通,三大件,一件管道,一件是扫描仪,一件是精度测量。大家知道比较好的管道是不允许合作的,这个设备带来了比较便捷的服务。

第二份是基于无人机的雷达产品,这个设备测程100米。还有一个新要上市的产品,一个架次假如说30分钟的时间,可以扫0.6个平方米的这个地形测绘,因为我们内部的测试在100-150米的高程基本上可以达到5公分的精度。去年10月份开始到今年1月份,我们用了三个月的时间,11个人三台车,走过了中国28个省会城市加上两个展会,三十城,目的也是加速整个中国的移动测量的普及的事情。

2017年情人节,我们与北科天绘共同注册了天绘三鼎。唯一生产厂商就是北京的天绘三鼎,生产三维激光扫描系统。整个设备的操作方式,我可以用笔记本无线操作,也可以用手机把它进行一个关联,而且这个设备有基座,测绘人员比较喜欢用这样的方式。

2017年第二件事,就是我们拿到了飞思中国授权。当初我们拿下这个事情不是为了赚钱,而是为了降低我们激光雷达的传感器的成本,因为我们的机载设备相机用了佳能两千万象素,后来发现飞到五百米高空的时候这个象素确实是有点低,就想用这样飞思的设备。

今天为止,南方测绘在整个激光这一块从手持的扫描仪到地面,到背包,到推车,到基于车载,到基于船载,到基于无人机,到大飞机,完全都有。

前段时间在四川的乐山扫了150公里长,大概600米宽的湿地数据,公路要建设了,建设之前先做一个地形的勘察,当时就把整个地形分成三段,每一段用直升机飞,不到三个小时,整个测区六个小时的时间。这样一个测区如果用十个人拿着传感仪器测基本上两年也干不完,全都是一个一个的小山,根本有一些地方很难上去,但是激光雷达用了六个小时,内沿处理DMS出来,只用三个小时,后面大概一个月的时间。

今年也成立了南方测绘信息化测绘研究院,目前国产的基于移动测量软件非常少,我们非常欢迎在校的老师以及学生能够参与进来,我们切实想推出一款基于激光雷达的开源的软件。我们欢迎能提供任何软件算法,硬件研发以及用户群做一些体验。

潘伟峰: 怎么样解决位置应用的需求问题?南方测绘从2007年开始做北斗系统,叫CORS。十年磨一剑已经打破了非常适合做高精度应用的硬件的技术体系,在全国很多省份,省级的CORS或者行业上建立了很多的体系,基于这个体系做了很多的应用。

南方卫星导航系统集成技术部经理潘伟峰介绍《北斗高精度行业应用解决方案》

第一,水下勘测。对于南方来讲,除了陆地的三维激光或者这两天展会看到摄影测量的技术,在水域这一块也有非常先进的解决方案。比如说通过多波束、单波束、姿态仪对海洋水底测量或者通过旁扫、声纳对海洋地理的地质进行勘察,还有通过ROV、AOV对海洋进行检测。

第二,城市完全。我们这个会议开之前也开了北斗以及智慧城市应用的峰会,这张网我们叫做国家北斗精准服务网,是南方测绘提供软件的技术支撑,中国卫星导航定位协会推的合作伙伴,也有很多的企业应用。比如城市排水的应用场景,随着近年城市的发展,一下大雨以后内涝比较严重,我们跟北京排气水集团沟通之后发现,他们之前下雨到抽排点处理就是通过巡摸的方式,效率很低,不能有效及时解决排水的问题,后来也是给他们配备这个手持定位终端,整个区域把这个抽排点,就是漏水的地质的位置全部采集了,完了之后把这个坐标附到他的排水集团的这个平台里面,一旦下雨有内涝的时候下发到定位终端里面,让这个作业人员去现场,精确找到它的排水点以及抽水点,有效快速解决了内涝的问题。

第三,数字施工。国内厂家来讲有一点可惜在数字施工没有赶上前一些年我们国家基础建设发展的机遇,这一块有一些滞后。但是作为数字施工来讲可以应用的场景依然很多。现在的高铁以及高速公路,它的基础都是需要进行做技术工程,进行土房的工作。我们跟中基盐土合作,他们打桩对他的机器进行引导,对他打桩的进度、深度进行整体的把控,这一块来讲是应用的前景非常的广。对于我们的土房以及平整都有我们基础工程,事实上这一块来讲都是基于北斗过精度定位,结合你的深度传感器的有一个综合的解决方案。

除了功能机械上的控制,对于工地资产管理这一块也是非常关注的。比如说我有一个非常大的高标段,这个里面有压路机、推土机、挖路机以及各种各样的工程车,这些工程车事实上是这个资产,怎么资产进行合理配置,工作效率怎么样,工作进度如何,事实上可以通过工地资产管理系统或者说我们工地联系联合系统的平台来进行解决,在我们的功能车上我装上相关的高精度定位设备以及油耗管理系统,我就知道这台车它的效率如何,通过这个平台来对你整个工地进行管理。目前来讲我们也是在很多的场景上进行了行业的应用。

最后,在检测这一块我们也做了很多实际的项目。检测分为两大类,一类解决结构类的检测,包括桥梁、水库大坝这样的高层建筑。第二大块,地质的检测。包括我们所说的沉降,以及泥石流等等,这两大块几乎就囊括了我们所说的所有检测类别。比如危房这一块,目前来讲这两年国家层面非常关注生民财产的保障,对于华东这一块非常的广,我们也在很多地方的应用,在浙江我们基于一技多天线实时检测的技术,结合裂缝以及清洁传感器这样的一整套解决方案给我们的危房建立这样一拖完整的检测系统。第二大块在福州乌龙将大桥建立基于北斗,基于振动加速度的技术,包括风力风速的传感器,对桥的实施运行状况进行完整的检测,结合平时检测的手段对桥的整体运行的健康情况做一个客观、科学的评估。

张雪兵:这次咱们大会的主题叫做空间大数据的崛起,就是这个题目我其实有四个项目,第一,说明空间大数据应用需求极速增加。第二,我们空间大数据的生产的能力在大幅度提高。第三,空间大数据在应用过程中,过去很多瓶颈,现在随着技术的突破,这些瓶颈慢慢的被突破了,所以我们空间大数据应用的面正在拓宽。第四,空间大数据应用的形式发生了很多的变化,也有很多丰富形态使用,也让我们的地理信息大数据应用更多更宽广的里面。

优立中国CEO张雪兵先生做《地理信息大数据三维可视化》的应用分享

我们技术专注于三维可视化的核心竞争力,解决大和精度的问题,解决移动可视化以及方针之的问题。说到大,我们的数据可以有450TB,东京城市可以用到1PB,叫做无限大的数据,都可以进行实时的运算。在我们这里,不受数据量的大小的限制。数据不受大小限制以后就开始追求它的精度,过去我们数据运算量有限制没有人敢做这么高精度的点云模型,不受大小限制就可以做到最高精的,用象素级别精度实现点云的模型。有了这样一个高精度的三维模型,可以放在虚拟现实以及城市的推广、旅游的应用、游戏就会成为可能。

比如扬州瘦西湖的故亭桥的三维模型,做这个桥是北京的九龙壁,故亭桥、白塔以及体育馆,我们只花了一天的时间采集,回来第二天就可以把刚才这样一个三维高精度的模型呈现出来,用技术突破可以打规模提高我们生产效率。

很多用户也可以在一些他们展示的地方,展厅以及远程的地方可以用一些触摸屏实现。我们在深圳博物馆花了半天的时间采集这个博物馆,参加文博会的时候不能把博物馆放过去怎么办,可以把触摸屏放过去,可以在现场呈现博物馆的原形。

上面是我们南方最擅长的数据采集,进行属数据转换做高精度的建模,这是数据生产部分,我们也进行管理以及MDM应用,进行虚拟旅游教学展示,或者我们放在云端,可以向我们内网的用户进行分享。所有场景都是从现实生活当中采集进来,这是我们一个独特的技术,我们怎么样模拟现实的能力。这个是非常有赖于优立创新的科技进行CDK,如果无限量的数据加载,我们全系虚拟现实是优立非常自豪的产品,这是我们未来更加自豪的技术。因为它颠覆了我们过去所有的虚拟现实以及娱乐游戏动漫行业的游戏规则,过去我们用优立一些游戏引擎生产内容,今天我们首先用扫描、用拍照来从现实采集数据,用我们CDK的系统进行自动化的游戏分成。

公共安全在国外用的比较多,在警察系统,甚至我们在美国ARA都用我们的软件技术。在卫星大数据我们最近开始和卫星数据进行结合,把卫星大数据进行可视化呈现,最后一个板块是教育,我们已经做了大量教育方面的模块,刚才我们CDK生产内容的这样一个工具,用这个对先进的方法生成内容的用户。

罗志广:测绘导航是古老而由与时俱进充满生机的科学,搞清楚“我在哪里,山那边是什么”。这次会议是无限量大数据,这个背景下测绘导航新的理论、新的提法层出不穷,测绘导航本身发展过程中也要回答一个问题,“就是我在哪里,山那边是什么?”

北科天绘副总经理罗志广先生分享《空间大数据与天绘三鼎Lidar布局》

研究它的目的想说明什么?现在测绘基准实际上是天地一体,电子化、数字化。天地一体,它的内在含义到底是什么,其实它是主要讲了不仅仅是固定的地球上的坐标,还要把地球的指向参数测出来,把北斗卫星,各种系统等等它的位置跟地面进行联系起来,这个目前咱们国家没有,但是我可以说2020年咱们具有自主的测定的能力,现在是用模拟的地球自转的参考数。数字化现在国内进的比较好,换一个说法就是大的水准面,也就是说数字的这个差以及基准面,它的目的是按需的可以实现空间基准线的拓展。地理空间情报这是一个大的课题,时空大数据融合应用。

以数据为中心的技术体制,这个基础体制就是满足多样化的产品,将来就是按需定制,实现数据一次采集,多次使用,而且要保证产品出来以后,你所说的要素,产品的形式等等。这是美国2001年国会的委员会,为关于原来影像测绘学的调查报告,必须要以数据为中心的。那是2001年,2007年是让这个以数据为中心的技术体制已经成为了美国国防信息系统基本的指导原则。

北科天绘导航的激光雷达,这是北科天绘的产品布局,目前已经是2016年5月份推出了R-Fans,下个月推出C-fans,九月份还要推R-Fans32,年底推出全固态激光雷达,刚才一线,扫出来的线是16个线,32个就是32号线,它是一个扇面一样,它旋转是这样,线越多这个分辨目标机械程度分辨率越高。这是R-fans16的指标,这个测试度达到两百米,这个激光的点能够做到320KH2,视场是360度乘24度,重量是32克。在垂直视场24度兼顾覆盖范围和分辨率。

前面的是叫C-Fans是单向的,像车灯一样嵌到车里面去。这个C-Fans是旋在车上面,这个指标除了这个以外,其他指标跟C-fans差不多,但是这个垂直角分辨率明显比原来要提高了,这是它的长处。这个就是R-Fans-32,垂直方面分辨率精度更高。现在这个已经达到到0.5度。其他几个指标跟A-Fans是相当的。这是全固态的激光雷达,它就不是通过那种面的,是整个体制不一样。像其他雷达一样,是通过少数旋转,它是通过机载面阵激光雷达。除了产品布局,北科天绘还有生产布局。

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weinxin
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  • 本文由 发表于 2017年6月14日23:03:13
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匿名

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