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童庆禧:采用多镜头、多卫星的组网组群方式开拓倾斜摄影技术应用

童庆禧认为,近几年倾斜摄影技术取得很大进步,这与国家政策和企业的努力息息相关。与传统人工建模相比,倾斜摄影具有很多技术先进性。但不应该满足于眼前的成果,需要继续展开想象力,开拓更多应用。

  7月22日,以“自主创新引领发展、跨界融合、开创未来”为主题的2015中国测绘地理信息高端论坛在中国测绘创新基地举办。

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  国家测绘地理信息局党组成员、中国测绘地理信息协会李维森理事长、中国工程院院士倪光南研究员、中国科学院院士童庆禧研究员、刘先林研究员列席上午的大会并致辞。另外还有来自地理信息领域各个企业代表出席论坛,包括超图软件、中科宇图、北科天绘等。

  上午,中国科学院童庆禧院士带来了题为“倾斜摄影技术与测绘地理信息发展新局势”的报告。童庆禧认为,近几年倾斜摄影技术取得很大进步,这与国家政策和企业的努力息息相关。与传统人工建模相比,倾斜摄影具有很多技术先进性。但不应该满足于眼前的成果,需要继续展开想象力,实现自主创新。

  “我们也在构想能不能采用多镜头、多卫星的组网组群的方式来解决全球的三维建模问题。”童庆禧在会上也直言了自己的构想。

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  以下为演讲实录(未经本人核实):

  童庆禧各位领导及专家、大家上午好!李维森局长刚刚提到了要构建测绘地理信息的创新体系,这是非常重要的。我认为,自主创新体系应该包括理论的创新、技术的创新以及体制和机制的创新。

  我认为测绘地理信息界的企业是国内非常活跃的企业群体。由于技术的进步,在测绘地理信息领域技术上取得了非常重要的进展,包括激光雷达的测图、微波雷达的测图、空地一体化、卫星、航空和卫星定位导航系统和地面的无缝导航系统相结合等。

  倾斜航空摄影在最近一两年取得了长足的进步,多个企业也形成了倾斜摄影技术联盟。我想谈谈测绘地理信息倾斜摄影技术目前的作用和发展趋势。分为技术原理、技术先进性、国内发展现状、成果创新与应用展望几点。

  第一,从倾斜摄影的技术原理来看,倾斜摄影技术是在摄影测量技术之上发展起来的。我们讲新型的倾斜摄影,如果倾斜摄影回顾到更早期,同样的一个词,倾斜摄影在国内外都用过,是用在大倾斜来对比飞机和航空所包括的很多地方,用它来测距,是用倾斜摄影的办法。

  我们现在谈的倾斜摄影是采用多头相机从不同角度摄影,对同一个地方可以得到多幅影像,从不同的角度。因此在摄影的时候,可以得到几十张甚至上百张的影像,通过软件自动匹配,形成点云。如果地形起伏比较大,房屋比较密集,点云就比较密集,如果是河道,点云就比较稀疏。通过倾斜摄影我们可以把它建成三组三格网。由于具备多幅影像,所以很容易变成一个真的实三维模型。倾斜摄影在真实性方面是有很大优势的。

  第二,倾斜摄影的主要特点也是它的技术先进性:生产周期短、具备测绘级精度、效率高、精度高、真实感强,成本比较低。这也是现在测绘地理信息界追求的重要指标。

  和传统的人工建模相比,倾斜摄影不必耗费大量的人力物力和时间。可以通过倾斜摄影加上POS数据,完全不用人工干预。倾斜摄影自动建模的方式比传统人工建模效率高得多。

  第三,国内发展现状:现在国内的倾斜摄影发展非常快。如果没有高精度的航测仪就不可能获得非常好的影像。国内倾斜摄影相机的发展,从2010年的大型的,到现在轻型的,2013年还推出了微型的相机。这样我们的用途更加广泛,甚至用深圳大疆生产的玩具型无人机就可以用于测绘地理信息倾斜摄影的建模。这是一个很大的技术进步,技术进步一定会推动它的普及以及在各方面的应用。

  政府引导也是推动倾斜摄影建模国产软件发展非常重要的一点。2013年国家测绘地理信息局给黑龙江、陕西、四川三个国家直属局各发了街景工厂和RCD30倾斜相机各一套,这大大激励了很多行业内的科技人员和企业,为企业的有效探索进行了有益的引导,同时也激发了国内市场的开拓。

  进口倾斜摄影自动建模软件在国内的推广应用主要是以法国的街景工厂和Smart3D软件为代表。

  由于政府的引导以及行业内工程技术人员的努力和重视,倾斜摄影得到了很大的发展。有了需求的驱动,它的发展也更加迅速。目前国内已经有多家公司投入研究,并得到了很好的成果,这些产品也趋于成熟,国产建模软件,甚至全部软件的国产化指日可待。

  后处理软件的发展也非常重要,2014年下半年,超图软件针对倾斜摄影三维建模的特点推出了SuperMap GIS7C(2015)版本,攻克了海量倾斜模型加载、单体化等诸多技术难题并对其应用进行了深入的挖掘,走在了世界前列。政府的引导、国家支持、企业主导,这些主体作用体现的非常明显。

  此外,以武汉大学天际航空公司为代表的倾斜摄影三维模型修复优化处理软件也开始发展起来,尤其在倾斜摄影模型上进行大比例尺软件方面的研制,提供了强大的技术支持,完善丰富了产业链结构。

  在倾斜摄影为三维空间信息产业带来发展机遇的基础上,2014年6月11日,国家测绘地理信息局经济管理科学研究所、国家测绘地理信息局第一、二、三航测遥感院、辽宁省地理信息院、北京超图软件股份有限公司、北京红鹏天绘科技公司、武汉天际航信息科技公司、立得空间公司等数家企事业单位发起成立全国倾斜摄影技术联盟,这是一种产业体制和模式的创新。

  联盟从不同的角度来提供全产业链的服务,而且他们向全国发起了一个百城巡展活动,所到之处都引起了大家对倾斜摄影的高度重视和我们的主管部门对测绘地理信息局下属部门的高度重视。所以我相信,这个技术一定会得到更好的推广,产业会得到更好的发展。仅仅一年多以来,在倾斜摄影方面我们创造了亿元产值。

  第四,成果创新和应用的展望:通过这种多相机式的倾斜摄影,可以直接建立数字地表模型,可以建立真正摄影像模型和真三维的模型。特别是在1:500的基础信息测绘方面可以做到直接获取1:500的图。小型直升机携带多头相机的摄影,很容易找到房屋的拐角点和重要的一些基础点。

  这对地基测量和大比例尺的高精度的应用也是非常好的一个工具。它大大的节省了人力和物力,以往是做不到的,但现在通过倾斜摄影技术已经完全可以做到,也可以实现空地一体化。

  另外的一大应用就是智慧城市。空间数据从二维到三维,甚至到全息三维,城市怎么做到智慧?城市每一个部件都应该有它感应的功能,而且这个感应是互联互通的,所以我们形成了物联网这样一个概念。将来最重要的手段就是移动互联网在移动终端上进行数据显示,这一技术未来一定是支撑智慧城市的一个非常关键的技术。

  中国已经是世界第二大经济体,我们要走向世界。全球三维建模需求也越来越高,我们也在构想能不能采用多镜头、多卫星的组网组群的方式来解决全球的三维建模问题。如果说这种技术方案可行,并且得到有关方面的支持,中国对于全球三维快速建模的了解会越来越深入。

  所以我们只要展开想象力,就可以做的更好。谢谢大家!(记者/3sNews 高级编辑陈启临、龙薇)

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