到一個地方簽到，隨手拍點照片，錄段視頻，再把這些內(nèi)容分享給你的朋友，這些都是稀松平常的事。但是如果我告訴你，這些照片和視頻能被用來繪制城市的街道和建筑物的地圖，你是不是會驚到?

　　如今，VarCity項目用瑞士蘇黎世城市的三維建模案例證明：這已經(jīng)成為現(xiàn)實。以下是外國媒體Geospatialword網(wǎng)站關(guān)于VarCity項目的報道，泰伯網(wǎng)將其編譯過來，希望這種創(chuàng)新思路能給國內(nèi)三維建模領(lǐng)域的同仁們帶來啟發(fā)。

僅通過使用圖像，城市的三維模型就建立起來了

　　VarCity是一個計算機視覺研究項目，創(chuàng)立于五年前。該項目采用多源圖像的方式，來創(chuàng)建城市三維地圖。圖像來源包括網(wǎng)絡(luò)攝像頭、交通攝像頭、空中拍攝、無人機等。

　　單是利用這些圖像數(shù)據(jù)，VarCity項目組就創(chuàng)建了蘇黎世大范圍的三維地圖，效果十分精細(xì)。在此項目中，這些公共來源的照片將不再是地圖的補充，而是作為地圖本身的數(shù)據(jù)源。

該模型能夠區(qū)分建筑物、街道、植物和水體

將海量圖像和視頻整合成一款產(chǎn)品

　　VarCity項目旨在以自動的方式解析圖像數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建城市三維模型，了解城市日常動態(tài)，而并不是通過照片去挖掘人們的隱私。該項目將數(shù)百萬張圖像和視頻一起制成蘇黎世的三維模型。這項科技有很多潛在的應(yīng)用，例如它能分析行人在哪、停車場什么時間有停車位。

　　VarCity項目由歐洲研究委員會(European Research Council，ERC)投資，該團隊成員來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院計算機視覺實驗室。這個項目的想法最初是由Luc VanGool教授在2011-2012年間提出，并完成撰寫。VarCity項目的領(lǐng)導(dǎo)者和研究者Hayko Riemenschneider說：“這個項目把計算機視覺、機器學(xué)習(xí)的新功能組合在一起，并提升到一個新的高度，這也得益于城市一直都會產(chǎn)生大量圖像的事實。正是在這樣的背景下，一群年輕的研究人員創(chuàng)建了VarCity項目組。”

　　在過去的5年中，該團隊已經(jīng)開發(fā)出通過圖像自動創(chuàng)建城市模型的算法和工具。事實上，這些算法也能區(qū)分人行道和馬路、路面和草地等。同理，也能為其它的城市自動創(chuàng)建同樣高精度的三維模型。

　　該項目生成的三維模型可以看作是谷歌街景視圖的動態(tài)3D版本，同時還附帶得出了一些額外信息，諸如城區(qū)有多少綠地、建筑物的建筑特色等等。值得一提的是，VarCity地圖設(shè)計做了隱私內(nèi)容的考慮，它并不直接展示地圖上的所有細(xì)節(jié)，只是作為創(chuàng)建地圖的基礎(chǔ)。

　　這個項目使用通用參考框架，如瑞士坐標(biāo)系統(tǒng)CH1903+，該系統(tǒng)將同一地點的所有不同結(jié)果融合在一起。為了做到這點，團隊將他們有的GPS元數(shù)據(jù)的局部測量轉(zhuǎn)到同一通用坐標(biāo)系統(tǒng)。

該模型還能識別出外墻和窗戶(在圖片的左前方，在建筑物中以黃色和紅色突出顯示)。(可視化：蘇黎世)

數(shù)據(jù)越多，城市模型就越精確

　　該項目的研究是基于多種數(shù)據(jù)源的，但在每種應(yīng)用的情況下都只用到了圖像和視頻數(shù)據(jù)。 Riemenschneider博士說：“我們使用2008年采集的航空圖像來建立整個城市的粗略模型;然后再使用2013年采集的街景圖像，以繪制行車道;最后，使用公共網(wǎng)絡(luò)攝像頭、空中無人機或社交媒體的圖像，填充行人區(qū)和旅游區(qū)。數(shù)據(jù)越多，城市模型就越精確。”

　　然而，項目中被用到的所有數(shù)據(jù)都是公開的或有使用授權(quán)的，在網(wǎng)上收集的數(shù)據(jù)都是基于知識共享許可協(xié)議而分享的，因此都是允許使用的。

破解手動建模費時費力之難題

　　有關(guān)機器學(xué)習(xí)的技術(shù)不斷提升，包括深度學(xué)習(xí)、運動結(jié)構(gòu)、3D表面重建、針對物體探測的環(huán)境感知、追蹤、分割(尤其是行人和車輛檢測以及影像的語義分割)，這些技術(shù)均被用于這個項目開發(fā)中。然而，這個項目怎樣才能幫助到普通人?

　　隨著高科技方法的應(yīng)用，VarCity能立即評估一個城市的組成，如建筑物、植物、水系等等，同時還能評估單體建筑，如窗戶的高度、表面積、太陽透射。另外，它也能提供一個全球交通模型和特殊區(qū)域的微觀模擬。

　　所以，試想，如果能對所有大樓陰影部分的陽光進行估計，或是有多少陽光找到窗戶，也可以通過觀察精細(xì)模擬知道多少車輛在街上穿梭，類似的應(yīng)用還有很多。

　　VarCity在城市規(guī)劃上扮演著至關(guān)重要的角色，如分區(qū)法分析、模擬新建樓房是怎樣阻礙其他樓房陽光照射等等一系列問題。未來，這些應(yīng)用要求大量技術(shù)人員利用數(shù)字化軟件手動建立整個城市的三維模型，人工成本將非常昂貴。屆時，VarCity就能快速解決上述問題。Riemenschneider博士說：“我們希望使用圖像數(shù)據(jù)建造模型時越自動越好，希望這些工具讓城市三維建模過程變得更加便捷”。

　　VarCity項目背后的商業(yè)機會很多初創(chuàng)公司已經(jīng)從這個項目中脫穎而出，比如Spectando和Casalva提供虛擬建筑勘察和圖像分析，Parquery通過城市三維知識實時監(jiān)測停車空間。

　　然而，VarCity項目確實也存在一些小問題，在技術(shù)、科學(xué)、數(shù)據(jù)問題上還面臨很多挑戰(zhàn)，但是因為項目擁有長期投資，所以團隊還有時間解決這些問題并得到提升。

　　Riemenschneider博士說：“我們收集了各種各樣云端的網(wǎng)站照片，然而我們沒有自己特定的提供數(shù)據(jù)的平臺，我們期待人們上傳更多帶有地理標(biāo)簽和文本標(biāo)簽的照片。將來，其他正在進行的項目可能會開發(fā)出這樣的平臺。”