泰伯網(wǎng)訊 9月16日,第六屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)年會暨首屆衛(wèi)星應(yīng)用國際博覽會在深圳龍崗召開,本次會議以“超越衛(wèi)星導(dǎo)航 共享天地信息”為主題,由中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會、中國遙感應(yīng)用協(xié)會、中國衛(wèi)星全球服務(wù)聯(lián)盟合作主辦。
在本屆大會的高端論壇上,中國工程院院士劉先林做了題為《國產(chǎn)測繪裝備的新進展》的主題報告。
以下為中國工程院院士劉先林的主題演講(內(nèi)容未經(jīng)本人核實):
我們這個時代是技術(shù)快速進步的時代,人們說的人類未來40年將會超過過去4000年的進步,社會快速進步要求對地理信息的產(chǎn)業(yè)要求更高,更高的地理信息就要求更好的裝備,而這個裝備現(xiàn)在很有意思,主要是靠創(chuàng)新,如果你選擇要做裝備的話,你就要有足夠的思想準備戰(zhàn)勝各種困難,人家做數(shù)據(jù)的、人家做發(fā)布的比你錢賺得多,要有足夠的時間克服困難,根本就是創(chuàng)新,我們國家設(shè)備創(chuàng)新還是不錯的,有些上市公司大家一起來做,眾創(chuàng)的年代已經(jīng)來到。
所有這一切來得如此之快,我們似乎處在一個知識爆炸的年代,以至于我這個PPT頁數(shù)猛增,歡迎拷貝,這里面還不包含清泉院長好多的成果,他全票獲得一等獎。所謂的互聯(lián)網(wǎng)+年代我們還沒有搞得很清楚,美國悄悄把互聯(lián)網(wǎng)+時代進入到新經(jīng)濟時代,所以我們也要足夠的重視這一點。
我這里把我們做裝備的一些總的原則在這里介紹一下,現(xiàn)在的裝備應(yīng)該提升,過去是移動感知要發(fā)展成為感知移動,過去是單一數(shù)據(jù)源要變成多源,過去是被動,現(xiàn)在是要發(fā)展成為三維,要主動感知,過去回收方式要發(fā)展成為傳輸方式。
新一代GIS采集方面應(yīng)該是一機多用,有很多例子,衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)該是一星多用為原則,這樣給國家節(jié)約很多錢。這里自我標榜一下,我們雖然在進口的大品牌壓力之下還沒有被壓倒,最近幾年國內(nèi)幾個大的做鏡頭拍攝廠商基本上用我們的相機,就是因為我們是多用途,既可以干這個,也可以干那樣的事情,手機是最明顯的例子,手機功能越來越多,過去就是打電話,現(xiàn)在所有你想得到的一切功能,增加一個APP就可以給你做出來,過去只有通訊,現(xiàn)在有定位、照相、陀螺,家里老太太叫我干這個干那個,我都能用手機給她搞定,她說馬桶蓋壞了你給我修理,我想到手機除了不能代替榔頭、扳手之外,其他的都能實現(xiàn),我們要高度重視,一機多用最典型的就是手機的例子,專業(yè)的測量隊伍、測繪機構(gòu),手機不光會開始用在志愿者的泛在測繪上網(wǎng)更新一點紋理,專業(yè)的測繪也會把手機作為測繪裝備。
我認為新的測繪裝備應(yīng)該能夠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),過去我們測繪儀器進步的,全是全自動的,但是出來的數(shù)據(jù)全是無結(jié)構(gòu)的,這個把我們的行業(yè)完全搞倒退了,所以我主張你要搞新的裝備一定要產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),什么是結(jié)構(gòu)化?三條,一是要有分層分類,三維模型不能只有一層或者兩三層,而是要有足夠的分層,不僅要有分層,而且要有分類管理,而且要有屬性。
城市全球三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不是光照顧到規(guī)委,而是要27個委辦局都照顧到,它的實體分類要50種以上,每一個類要對N個對象都進行管理,而每一個實體要含有若干個屬性。每一個文件是一類,每一行是一個對象,一個對象里面每一列是它的一個屬性,而且這個新的測繪裝備一定要引入人工智能AI,國家要在2030年之前占領(lǐng)人工智能制高點,這一點就不再進一步舉例子,測繪裝備人工智能是比比皆是。
現(xiàn)在介紹一下各個測繪領(lǐng)域新裝備的技術(shù)進展,包括我們國內(nèi)的一些知名院校,這里面包含了一些隱蔽地區(qū)、室內(nèi)定位、灘涂與近海、地下、陸地個移動測量與自動駕駛、航空、航天,剛才說的PNT我們非常感興趣,只有真正實現(xiàn)PNT我們才能做到廣泛的服務(wù)。
隱蔽地區(qū)和室內(nèi),到了室內(nèi)的定位就解決不了,在室內(nèi)地區(qū)和隱蔽地區(qū)提出兩個概念,一個是正定位,反定位是對移動終端進行反定位,而更多的反定位是對手機實現(xiàn)的,全定位這個想法不一定和PNT很一致,因為PNT講到了七個圈,但是沒有講到隱蔽地區(qū)數(shù)據(jù)一下子怎么解決,也沒有講到室內(nèi)怎么解決,所以我們用戶對全定位的要求,那種高精度的絕對定位時,最好現(xiàn)有的測量型接收機不做任何改變就能夠派上用場,室內(nèi)外都要支持手機定位,包括用手機進行10公分級實時定位,這個要求是很高的,甚至可以說是不合理的,但是科研工作者的責(zé)任就是要把不可能變成可能。
各行業(yè)全定位精度要求是不一樣的,我這里說的是民用的,不是軍用的,也不是監(jiān)測類的,移動測量用于不動產(chǎn)的時候,我們要求5公分的精度,并不要求很高,自動駕駛要求是0.1M無,多要素城市實體模型0.2M,智慧醫(yī)院、停車場、商場0.5m,監(jiān)測類就非常高,不在我們討論范圍。
室內(nèi)定位,我們做了大量調(diào)研,得到這9種方式,有武大、同濟、交大、北郵等等我們都去看了一下。在座都是行家,我們認為藍牙定位比較實用,未來基站定位會有前途,因為手機到任何地方都有信號,等到5G出現(xiàn)之后基站定位我們覺得比較方便,因為在室內(nèi)也有信號,室外也有信號,樹底下也有信號,而且全國兩三千個地基增強站,手機是500萬個基站,把它增加一些電文更改,時間定位提高,我們用的就已經(jīng)覺得是未來室內(nèi)外定位最有希望的一個方式。
當(dāng)前室內(nèi)定位各種方案的評價,包括協(xié)同定位、wifi定位、藍牙定位、超寬帶脈沖、超寬帶雷達、Lifi、RFID、偽衛(wèi)星、基站定位,我們覺得現(xiàn)在有些新東西,像Lifi很新,當(dāng)前用藍牙,未來基站定位會比較有效。
近海,剛才談到海洋測繪問題,我們了解了一下近海和灘涂測繪目前是難題,做了一些水下無人潛艇的應(yīng)用,這個大家感興趣的可以了解一下,PPT后面都有比較詳細的介紹。
關(guān)于地下管線測繪,整個行業(yè)假如說4000億,地下管線包含2000億的產(chǎn)值,是一個很大的產(chǎn)業(yè),目前都是手工很落后的技術(shù),有沒有可能一些新的東西,我這里介紹一個超導(dǎo)磁力儀和地下空洞和地下管線方法,是不一樣的,有感興趣的人也可以看一下,也有他們的網(wǎng)址和聯(lián)系方式。
移動測量方面,我們做出了一個模型街景,完全超過了Google街景,上面這些隔離帶,路上一個人沒有,一輛車沒有,每棵樹都是單獨管理,每根電線桿都是單獨管理,做出來是一個模型街景,很多領(lǐng)導(dǎo)看了之后說你這個是不錯,但是得多少人投入進去才做得出來,但是我跟他們講隨著新技術(shù)的發(fā)展不要怕,靠兩個東西,一個靠云計算,一個靠老百姓上網(wǎng)進行補充模型和紋理,完全有可能實現(xiàn),我認為這樣一個全要素的城市三維模型才是智慧城市所需要的。
避障激光的事,感興趣的也可以了解。無人駕駛中用到相控陣雷達,這個相控陣雷達并不貴,對移動物體的測試非常有效。剛才從室內(nèi)一直到地面,現(xiàn)在到航空,我提出了1+N的方式,現(xiàn)在提出N+N的模式,就是要遙控,我覺得在國家應(yīng)急測繪中有沒有可能把CORS站旁邊放一個無人機,一旦出現(xiàn)災(zāi)情之后就讓它出去,N就是N個CORS站,使得國家領(lǐng)導(dǎo)人在四個小時內(nèi)拿到數(shù)據(jù),最后達到目的,我相信這是可以達到的。微型SAR我們也做了一些試驗,還有三維SAR,它半米的精度可以把這個模型自動建起來,當(dāng)然還沒有結(jié)構(gòu)化。還有國產(chǎn)極光,也得到了應(yīng)用,效果還是不錯的,特別是它跟了一臺測量型的測量相機,在得到一平米一個點的數(shù)據(jù)同時,可以得到一平方米幾十個點、上百個點的數(shù)據(jù)。
我們做的SWDC+5相機,可以互換,可以更換鏡頭,可以更換底盤,可以測圖,一機多用,所以這個銷售現(xiàn)在也還不錯。泰瑞公司,目前它的頂層軟件收購了,五鏡頭后處理軟件,它叫SmartEarth,它的老總姓劉。西安測繪研究所做的Q3DCS,做的相當(dāng)不錯,三維構(gòu)思模型相當(dāng)不錯,往前走一步要出三維結(jié)構(gòu)線,由武大出來的DIPCAD,一個老師做的,做的非常不錯,我們自己也在做,提取線,提取面,在這個基礎(chǔ)上把三維模型結(jié)構(gòu)構(gòu)建起來。
航天,航天變化非???,據(jù)說不久天上的衛(wèi)星將會達到4000顆,我們發(fā)一個衛(wèi)星都是幾億、幾十億,現(xiàn)在不是了,幾千萬就能發(fā)一個。特別是對移動目標,它的目標是對移動目標進行探測,這樣帶來小衛(wèi)星滿天飛,最開始是北京號,再是吉林號,清華、武大都出來了,滿天都是衛(wèi)星,資料會非常多,這個量變會帶來質(zhì)變,你的手上可以拿到很多很多資料,資料多了以后就可以把你的提取成功率逼近100%。
剛才講到量子進步的如此之快,看到我們國家發(fā)射量子衛(wèi)星,量子衛(wèi)星上面有一個量子相機,我個人是做量子相機的,爭取好長時間才爭取到2億到3億相元。量子衛(wèi)星單光子進程非???,單光子激光有一個好處,發(fā)散角非常小,腳印的全波形處理不光可以進行幾何定位,而且可以做提取,對目標提取、分類提取有幫助,量子科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展將是測繪新裝備的下一個高潮,現(xiàn)在量子的事還理解不了,不是很懂。
新需求只能用新的裝備來提供服務(wù),我們現(xiàn)在不談過去傳統(tǒng)的制圖,1000圖、500圖、地籍測量。智慧城市,對它的定義說不很清楚,工程院最近有一個智慧城市的研討會,中日韓科學(xué)家的共同研討,結(jié)果這個研討中間他對智慧城市的定義完全只字不提地理空間的時空大數(shù)據(jù),我說你這個就不叫智慧城市,我想了一下什么樣的系統(tǒng)是智慧城市,定義說不清,但是什么系統(tǒng)不是智慧城市這個能說清楚,你有信息孤島,你不共享,這個不叫智慧城市,你沒用到大數(shù)據(jù),也不叫智慧城市,你也沒有用到時空地理信息大數(shù)據(jù),也不能叫智慧城市,沒有用手機推送,你沒有用大眾提供服務(wù),也不叫智慧城市,你只有認識社會,只有信息流動,沒有能量流動,也不叫智慧城市,我提出這樣一個觀點。
要建立智慧城市,首先要建立網(wǎng)上的虛擬城市,我們主張是它有結(jié)構(gòu)化的三維模型、三維數(shù)據(jù),而且在上面可以進行分層分類的在線瀏覽,而且可以放大縮小,推動對屬性狀的檢索產(chǎn)生各種知識,另外在公安部門做一點video數(shù)據(jù)和三維融合。
智慧城市的糾結(jié),因為沒有足夠新型的地理信息技術(shù)和數(shù)據(jù)帶來的,要全定位,要有全息三維地理數(shù)據(jù),才能把智慧城市往前推一步。我們認為現(xiàn)在比較現(xiàn)實的就是做車站接人定位位置共享,這個比較現(xiàn)實,高鐵站現(xiàn)在遇到的困難,每20米放一個藍牙,藍牙20塊錢一個,用手機把藍牙打開,下一個APP,加上相應(yīng)軟件,把地圖輸進去,你接人的時候就互相可以進行位置共享。
現(xiàn)在共享經(jīng)濟據(jù)說是一個潮流,共享經(jīng)濟現(xiàn)在亂象叢生,其原因就是沒有用到我們的定位,我們的定位現(xiàn)在對它的服務(wù)還沒有滿足要求,如果這兩個全實現(xiàn),共享經(jīng)濟的亂象就會克服。
萬億產(chǎn)值的AR,AR就是把計算機里面客觀世界的三維模型和你在現(xiàn)場看到的三維模型進行疊合,這是增強現(xiàn)實,這個需求已經(jīng)出現(xiàn)了,并不是虛無縹渺的,最近一個體育大學(xué)要我去給他們介紹這個東西,運動員要出去比賽,先要熟悉場地,我們先派人出去把場地給它取回來,運動員就在北京運動場上訓(xùn)練,但是感覺是在國外運動場,提前適應(yīng)了。到紐約推介南京市,也是用了AR技術(shù)。
還有一個新的需求就是自動駕駛,自動駕駛過去已經(jīng)做了很長時間,我們也試圖從GIS的角度來理解自動駕駛,在今天展會上也有一個我們已經(jīng)運行的自動駕駛壓路機,在泰安的一個分公司做出來的,效果還不錯,大家感興趣可以看一下。我們雖然不做自動駕駛,我們只做GIS,怎么又做自動駕駛呢?我們先賺一點錢,做老年代步電動車。我們提出汽車機頂盒的概念,實際上就是一個手機,未來的自動駕駛汽車很可能就是一個手機加上一點避障裝置就可以實現(xiàn),用超聲波都是有可能的,因為僅僅是一個避障而已,提出來汽車機頂盒的概念加上交通云平臺指揮下的自動駕駛,只要你有足夠的定位,你足夠?qū)崟r的定位,給手機提供實時的定位,網(wǎng)絡(luò)差分,而且又有加密軟件進來,對移動終端提供10公分、20公分就夠了,因為我們在駕校知道兩個車相差30公分就危險了,再和汽車總線相連接,再加上避障就可以了,我們想在老年代步車上試用一下。
我這個報告就到這里,很多東西都還沒有出現(xiàn),有的在實驗室,這僅僅是一些構(gòu)思而已,什么時候面市就要靠廣大的用戶,需要是發(fā)明之本,我的報告到這里。
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