关于推进实景三维中国建设的若干思考.pdf
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1、关于推进实景三维中国建设的若干思考数字挛生的智慧中国数字世界:数字事生城市2 1!具有深度学习能力、虚实融 合、迭代进化 的数字城市 以虚控实反向作用智能操控物理世界:钢筋水泥城市现习化 初学进 果我代 效自迭真三维实景模型是数字挛生智慧中国的底座主要内容1.实景三维核心数据产品一一地理实体 2.实景三维建设硬软件自主可控3.真三维实景底座与物联网时空大数据关联融 合4.数据的安全与使用问题传统基础测绘产品4D产品三维模型Li Dar点云街景全景传统基础测绘产品的不足一多为“交付物为“地图围绕“形状”比例尺限制地表形状,语义贫乏没有提供唯一性标识计算机识别困难更新时效低、无实时动态数据二匕0时
2、代呼唤新型基础测绘产品蠢兴市城市脉的交付物为“数据”一切围绕“信息”Arpeb具备语义能够反映社会属性计算机能够识别数量可以自动计量更新快、与物联网传感器关联北京时间)017年12月15/3啦2分24秒L=101视点高度23286图片来源于:战略支援部队信息工程大学华一新教授新时代基础测绘需要解决的问题地理信息(时空信息)唯一性地理信息与其它信息的关联方式对客观世界的抽象和建模有没有更好的方式纷繁复杂的地理信息表现形态如何统一地理信息本身的内在关系与关联地理实体是解决之道地理实体geographic entity现实世界中具有共同性质具有社会经济意义的地理单元。的自然或人工地物。是具有社会意义
3、和经济意义的 地理单元。1一i是什么i-淮./、J Lil L,I i#叫什么地理实体 X在哪里I“h 上t地名,地理坐标 地址(现代地图)(语言描述)地理实体产品设计房屋涵洞主干道车行桥数字线化图(DLG)碎6 碎2半依比例尺的涵洞,iYYi.Yi.+二 以 人,依比例尺的涵洞主干道边线主干道 中心线钢地理实体祈6I莲花小区1栋概念识别XXX涵洞21,XXX涵洞1范围面数据中心线数据中山北路实体表达岱黄高速府河大;乔对象化语义化府河空间、属性名称唯一标识码时间关系地理实体产品设计场景展示宏观制图;地名地址;关联挂接等微观制 空间分析变罂圜制作等“一码多态”:一个地理实体对象+多种空间数据表达
4、地理实体产品设计僮型实例化地址产生时间消亡时间时间主要内容1.实景三维核心数据产品一一地理实体 2.实景三维建设硬软件自主可控3.真三维实景底座与物联网时空大数据关联融 合4.数据的安全与使用问题2.实景三维建设硬软件自主可控1)实景三维采集装备2)数据处理相关软件3)数据组织管理软件4)海量数据可视化云渲染平台针对有人机采集相机成本高,研制普通相机代替飞思相机技术多相机组异步协同影像采集技术目标:解决相机存储慢与飞行速度之间的矛盾,实现大高差遗址高质量低成本采集 双9相机,2组*9相机倾斜摄影 异步控制&协同曝光 可扩容至4组或8组 解决有人机高速飞行拍摄问题 像素分辨率与重叠度接近飞思相机
5、 成本为飞思5相机倾斜设备的1/6 fTLl rLrLnTj-m E E n相机组异步协同采集示意图有人机高山区采集方法:9相机组*2(18相机)大型航测仪成本高,低成本相机拍照速度慢,曝光间隔与飞行速度之间存在矛盾遗址核心保护区68平方公里,高差1280米,气候条件恶劣,无人机无法正常工作实景三维采集装备:空地光学.LiDAR的融合光学相机激光雷达 光学相机+激光雷达倾斜航摄仪(四维远见)(彳来卡)双鱼系列相机(大势智慧)(际上导航)无人机激光雷达机载激光雷达武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室毛庆洲教授团队长期从事光、机、电、算”与测绘技术的 融合,研制自主知识产权的高精度激光扫描仪,团
6、队经过多年的研究在高精度测绘级激光扫描装备领域突破以下关键技术:高精度测距技术。采用5GHz波形数字化技术,结 合独特的波形建技术可实现1/32采样间隔的测距精 度,达毫米级,精度达到且超国外主流同类设备。高精度测角技术。利用转镜转动惯性建模技术与 对径双读头实现偏心误差进行修正,测角精度可达 0.001,达到国际主流装备同等水平。高频率测距技术。基于FPGA硬件平台实现高频测 距的模糊关联求解,突破远距离高频测距的光速限制,在测距1500m时仍可达到较高的测量频率,技术水平 超过国际主流装备。多次回波探测技术。基于实时在线波形建模与独 特的波形分解技术,实现多次回波的硬件计算,可达 7次回波
7、探测,达到国内领先水平。激光可射时刻CLK计效编内翳脉冲jmRRnnnnnnnfinnnnKJn_!_I_lTOT1T2T3T 4 Time/Range基于高精度激光测距、高精密指向角度测量高频激光发射的多回波探测与模糊关联求解等关键技术的突破,团队完成了FT-1500和MT-1500两款机载激光雷达系统,目前已实现量产,且完成了二十余台套的销售,分布 范围已经遍布我国西北、青藏高原、华中、华东等地区,作业领域包括电力巡检、城区测量、地形地物测绘、农业林业调查等。指标项 技术参数FT-1500MT-1500精度 3mm100m测距 最大1500m回波 7次测量频 最大2000kHz率(支持MT
8、A)扫凄频 300600线侬重量 约2.7kg视场角 757110便携式背包侠LEADOR三维高精度点云模型采集、处理、出图,软件自动化一键式处理;irjlnlm2x.x.*-s:4;-#i11 aw IB 111BL*J小结硬件方案基本成熟国产化装备完全能够满足实景三维建设的要求(相机镜头等核心部件还 不能完全替代)大飞机与无人机应用日益广泛像建模处理难度大多源融合,空地融合采集是趋势1.实景三维建设硬软件自主可控1)实景三维采集装备2)数据处理相关软件3)数据组织管理软件4)海量数据可视化云渲染平台实景三维数据处理的技术挑战大角度偏差:导致像素特征变化较大,匹配困难航带多,航带乱:整体空三
9、困难照片数量多:整体稳定和可靠解算难,计算消耗大非量测相机:内部参数的不稳定,解算难超高像素分辨率:物体运动干扰更明显,如:车辆移动、风吹树动等 多源数据融合:影像与点云联合建模(不同源,不同参数模型)存量数据转换地理实体:地形图与地理实体数据如何对应,如何表达重建大师(Get3D)(大势智慧)融合摄影测量、计算机视觉、人工智能等技术。支持:倾斜摄影.垂直摄影、任意拍照支持:激光点云+倾斜摄影联合建模G-GngineA模块组成:大规模空三处理 三维重建集群计算 任务调度新一代全自主产权人工智能云计算三维建模引 擎多区块联合空三单次空三的数据量无限制让区块之间无需刺连接点,无分层可多机并行空三,
10、提高空三效率保证收敛,解算稳定,空三通过率99%超大数据一次导入可视化 逻辑分块,除多机并行空三稳定 f空三解算无分层纹理色彩更真实,过渡更均匀 ContertCapture Viewer Tae_.000-043Qsgb】一 口 国 DasViewer-F:/G3D螃/G3的CC神对4CC/G3/osgb/osgb.dav-Display显示/6 曲a公团田o区context国外软件 因阴影变化,重建斑驳重建大师智能纹理选择算法,避免阴影错乱点云与倾斜摄影融合建模仅倾斜摄影测量建模融合激光扫描建模与深度学习结合,建模过程中对城市中移动车辆识别与覆盖区修复现有地理信息实体化改造软件灵活的生产方
11、 案定制快速、灵活的生产方案定制,适配现有 的基础测绘、规划、三调等存量数据75%存量数据转换利用率,极大减少 转换时间、错误吉奥时空地理实体生产工具可以从基础地理 信息数据直接转换生成地理实体的类别比例 高达75%以上“实体转换序号 数据名称 目标名称35 HYDA SX_HP_A36 HYDA SX_HP_A-自动/半自动化处理工具,提升生丰富的地理实 体处理工具多态地理实体 数据生产能力支持地理实体矢量、影像、三维数据 生产及管理s-作业就堡集V 0用水系*必(/-J具购水系面一*;*眄5点v EPK*w 臼/*Q;*v 0 l,Q 蹲 a*曰/吟*Q;*a.*QI 关闭 I目,力式彳;
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