背景

　　傾斜攝影建模技術(shù)，基于傾斜攝影測(cè)量原理，可以將一系列傾斜照片轉(zhuǎn)化為高分辨率的、帶有圖像紋理的三維網(wǎng)格模型。傾斜攝影建模具有高效、低成本、高度還原現(xiàn)實(shí)世界等特性，同時(shí)成果模型具有一定的測(cè)繪精度，可滿足測(cè)繪需求。這些特性，使傾斜攝影建模技術(shù)在眾多行業(yè)應(yīng)用中有著廣泛的前景，可以在很大程度上改變和擴(kuò)展行業(yè)工作模式。在全國傾斜攝影聯(lián)盟主辦的傾斜攝影微課堂泰瑞專題課程中，泰瑞CTO黃棟博士針對(duì)傾斜攝影建模技術(shù)及傾斜攝影模型在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹與分享，如公共安全、應(yīng)急救援、電力巡檢、智慧旅游、智慧城管等領(lǐng)域。

　　分享嘉賓

　　泰瑞CTO黃棟博士，于德國卡爾斯魯厄大學(xué)獲得計(jì)算機(jī)博士學(xué)位。北京航空航天大學(xué)軟件學(xué)院特聘教授。曾在西門子公司通訊安全研究中心(Siemens Corporate Research)工作, 從事信息系統(tǒng)集成和通訊系統(tǒng)開發(fā)工作。專業(yè)領(lǐng)域包括移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和基于位置服務(wù)應(yīng)用研發(fā)和設(shè)計(jì)，SCADA和智慧工廠，GIS系統(tǒng)以及智慧城市系統(tǒng)等。目前工作和研究重點(diǎn)為實(shí)景三維數(shù)據(jù)處理和GIS應(yīng)用，計(jì)算機(jī)視覺和人工智能等技術(shù)在地理信息行業(yè)的應(yīng)用等領(lǐng)域。

　　課程開始

　　在上次實(shí)景三維公開課中，介紹了PhotoMesh傾斜攝影自動(dòng)建模工具，這次課程將延續(xù)上次公開課的內(nèi)容，給大家介紹關(guān)于PhotoMesh數(shù)據(jù)成果的應(yīng)用過程。

　　PhotoMesh傾斜數(shù)據(jù)生產(chǎn)其實(shí)只是整個(gè)三維實(shí)景服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，從下圖可以看到全產(chǎn)業(yè)鏈的工作流程，包括從數(shù)據(jù)獲取與處理，到數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用。

　　可以看出，除了傾斜數(shù)據(jù)之外，還要把DEM、DOM、BIM、矢量等多源數(shù)據(jù)都在平臺(tái)上進(jìn)行融合，才能搭建地上地下、室內(nèi)室外全要素三維場(chǎng)景。在行業(yè)中應(yīng)用讓它發(fā)揮最大的價(jià)值。

　　平臺(tái)

　　應(yīng)用過程中涉及到的柵格數(shù)據(jù)融合，傾斜、人工、BIM三維模型數(shù)據(jù)的優(yōu)化和融合，以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和云部署，都需要一個(gè)整體產(chǎn)品架構(gòu)來支持。

　　上圖所展現(xiàn)的就是我們整體的產(chǎn)品架構(gòu)，可以看到我們的產(chǎn)品涵蓋了全產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠提供全產(chǎn)業(yè)鏈一站式的解決方案。

　　TerraBuilder實(shí)現(xiàn)了柵格數(shù)據(jù)融合，通過DC直連機(jī)制可以發(fā)布PB級(jí)三維地形。

　　CityBuilder可以實(shí)現(xiàn)傾斜、人工和BIM多源模型數(shù)據(jù)的優(yōu)化和融合，實(shí)現(xiàn)傾斜模型單體化和業(yè)務(wù)屬性的掛接。

　　三維地形數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)、矢量特征圖層可以用TerraGate以流方式發(fā)送到客戶端。這個(gè)流程中用到的產(chǎn)品可以從后面的視頻看到它們的架構(gòu)關(guān)系。

　　在最新的產(chǎn)品中，還支持構(gòu)建Paas級(jí)別的私有云方案和主流Iaas集成。

　　在解決了多源數(shù)據(jù)的加載融合處理之后，就可以開始開發(fā)應(yīng)用了。比如像技術(shù)人員比較熟悉的編碼環(huán)境IDE，我們開始三維應(yīng)用也有這樣一個(gè)IDE，就是TerraExplorer。這個(gè)開發(fā)環(huán)境提供了API接口，可以實(shí)現(xiàn)B/S或C/S架構(gòu)的行業(yè)定制開發(fā)和移動(dòng)端定制開發(fā)，構(gòu)建成行業(yè)實(shí)際工作中實(shí)用的應(yīng)用網(wǎng)頁或應(yīng)用程序。用戶可以在PC端、移動(dòng)端、網(wǎng)頁端以及虛擬現(xiàn)實(shí)終端進(jìn)行瀏覽、查詢、編輯和分析。

　　TerraExplorer Pro還可以實(shí)現(xiàn)多種專業(yè)三維空間分析，包括地形分析、視線分析、視域分析、洪水淹沒分析、陰影分析等。在即將發(fā)布的TerraExplorer Pro V7.0版本中，增強(qiáng)了對(duì)傾斜數(shù)據(jù)的空間分析能力的支持，可以在傾斜數(shù)據(jù)上做等高線和坡度分析，以及在工程領(lǐng)域用途很廣泛的截面工具。

　　(1) 移動(dòng)端

　　除了支持傳統(tǒng)的桌面端應(yīng)用，還可以在移動(dòng)端進(jìn)行瀏覽及功能開發(fā)。現(xiàn)在傾斜攝影數(shù)據(jù)在移動(dòng)端也可以高效的加載和顯示。

　　(2)網(wǎng)頁端

　　對(duì)于瀏覽器端無插件形式H5的加載傾斜數(shù)據(jù)，隨著瀏覽器對(duì)WebGL支持的改進(jìn)，也是有了比較大的進(jìn)步，城市級(jí)別的傾斜數(shù)據(jù)已經(jīng)可以流暢的加載。

　　(3)虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽終端

　　虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽終端，我們針對(duì)VR頭盔也有開發(fā)SDK，可以在HTC和Oculus頭盔上加載三維場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)在三維場(chǎng)景中的沉浸式體驗(yàn)。

　　服務(wù)

　　到這里， 數(shù)據(jù)的加載、顯示、分析和二次開發(fā)基本上通過這一系列的工具都可以實(shí)現(xiàn)。但我們?cè)诳蛻裟抢锝?jīng)常聽到同一個(gè)問題，就是傾斜數(shù)據(jù)好看不錯(cuò)，可有什么實(shí)際用處呢?投入回報(bào)率在哪里?

　　實(shí)際上，傾斜攝影具有建模速度快、精度高、成本低、要素全、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)、真實(shí)性高等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在很多行業(yè)中都可以展現(xiàn)它不可替代的地位和作用，甚至是很大程度上改變行業(yè)應(yīng)用的工作模式。

　　接下來，就看下傾斜攝影技術(shù)及其模型成果在行業(yè)中的具體應(yīng)用。

　　1公共安全

　　首先是公共安全行業(yè)， 傾斜攝影給公安帶來的優(yōu)勢(shì)就是快速建模和分析。尤其是城市公共安全，傾斜攝影可以在很短時(shí)間內(nèi)建立起某個(gè)區(qū)域的三維場(chǎng)景模型，給預(yù)案和安保部署、警力分配甚至狙擊手位置的分析等提供基礎(chǔ)。

　　2應(yīng)急救援

　　同樣的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也可以在應(yīng)急救援中體現(xiàn)，突發(fā)災(zāi)害發(fā)生后，通過傾斜快速建模，指揮決策人員可以迅速得到事故地現(xiàn)場(chǎng)全貌，有助于制定完備的救援計(jì)劃，從而更好的進(jìn)行指揮救援。

　　3智慧城管

　　在城市管理，特別是城市變化動(dòng)態(tài)檢測(cè)，違建管理上，通過城市模型的定期更新和無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)定期檢查違章建筑情況，從而輔助城市違建管理工作，減少了人工外業(yè)工作量，提高違建查處工作效率，也避免了人工的不準(zhǔn)確性。

　　從后面的視頻中可以看到，通過檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)城中村加高等拆遷過程中的違法現(xiàn)象，以及無人機(jī)采集不同時(shí)期傾斜數(shù)據(jù)對(duì)比所發(fā)現(xiàn)的違建面積，幫助政府節(jié)省了幾千萬的經(jīng)費(fèi)。這個(gè)投入產(chǎn)出比絕對(duì)有說服力。

　　4智慧旅游

　　對(duì)于旅游行業(yè)來說，傾斜攝影技術(shù)是必不可少的，自然風(fēng)光，山河湖泊，不可能用人工建模去還原，傾斜是唯一選擇。利用傾斜攝影建成的景區(qū)模型，配合VR設(shè)備還可以獲得沉浸式體驗(yàn)。

　　5城市規(guī)劃

　　對(duì)于城市規(guī)劃行業(yè)，基于傾斜攝影模型的高真實(shí)性，城市規(guī)劃相關(guān)分析的準(zhǔn)確度大大提高，有效輔助決策城市規(guī)劃工作。例如，城市天際線分析、日照分析等。

　　6不動(dòng)產(chǎn)登記

　　雖然目前不動(dòng)產(chǎn)登記系統(tǒng)還是以二維數(shù)據(jù)為主，但對(duì)三維數(shù)據(jù)的需求也在不斷上升。應(yīng)用傾斜攝影建模輔助不動(dòng)產(chǎn)登記工作，如空間產(chǎn)權(quán)體確定、距離面積量測(cè)和外業(yè)輔助調(diào)查等，可以大大提高工作效率，可以說是顛覆了傳統(tǒng)測(cè)繪工作模式。

　　7智慧水利

　　對(duì)于水利行業(yè)，傾斜攝影提供的真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)的三維模型，可實(shí)現(xiàn)水利設(shè)施與地形無縫結(jié)合，并將各類動(dòng)態(tài)信息、復(fù)雜關(guān)系及時(shí)準(zhǔn)確地表達(dá)出來。在水利工程研究中，可解決如調(diào)水量、路線優(yōu)化等實(shí)際問題，可對(duì)工程進(jìn)行分析對(duì)比，提高數(shù)據(jù)精度和工作效率。

　　8智慧電信

　　電信也是傾斜數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)分析結(jié)合的典型案例。基于傾斜攝影模型分析電信信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，可以得到更為接近真實(shí)準(zhǔn)確的場(chǎng)強(qiáng)分布數(shù)據(jù)，對(duì)電信基站進(jìn)行優(yōu)化部署等工作。