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　　6月15日上午，空间地理信息数据高效获取、利用与服务峰会在北京国度会议中心开幕，中国工程院院士、摄影丈量与遥感专家刘先林先生做了题为“AR技术与三维GIS的融合”的演讲，以下为演讲实录，未经院士自己确认：

　　刘先林：

　　各位同道，欢迎各人来这里听我的汇报。前不久中国电子协会约请我做一个关于这方面的汇报，由于我从前做了一些显示的技术，所以承诺了。后来发现VR技术已经向AR过渡了，就是要把实景和虚景相结合，实景就是我们测绘人的利益了。昨天（6月14日）上海搞AR最驰名的公司来找我要搞合作，要急剧把实景出产出来。AR行业在2015年的时辰很疯狂，到后来就越来越不能了。此刻看起来，能不能把地理信息技术注入进去，获得新生，但愿AR和VR技术进入新一轮的潮水。

　　地学业者对AR有个界说，说此刻空间地理信息数据重要是形的基础上来叠加各类实时大数据，就是流，使人们对客观世界有更深刻的意识，这是我们对AR的见解。这个大会蕴含了三维显示的汇报，我们讲的是测绘工作者，立体观察已经几十年了，经过了很屡次的更新换代。好比说左边这个立体机，右边这个就是我们解析测图仪，解析测图仪很少，1998年之后就不怎么用了，各人可能没见过。这个各人极度熟悉，就全数字，这个很盛行，全国或许有几千套。而后多通路的立体显示，基于GPU的融合技术，我们能够实现这样的大屏幕的高低融合、左右融合，从前只能是通常三维显示，做成了能够在立体上显示，重要的技术就是把显卡底层的职能专门做一个空间实现融合。融合也不是那么单一，几何上要融合起来、光度融合起来、高度上融合起来，要看不出任何的缝。好比说左图是有三通路的，这三个通路早期都是用双液晶，最早各人都知路我们是CRT的，CRT的照度极度低，我们花几百万、上千万买过这个比利时的器材，险些比力用，后来全数退掉了。后来我们发了然双投影、高亮度液晶投影，亮度极度高，其中一个沉要的技术就是两个投影来实现一个立体的投影，同时还要融合，由于一个投影仪的宽杜仔限的，我们要更大的，整个会场要很震撼的，这个也做了不少，全国所有的地理信息产业部门目前用到的液晶的高亮度的器材。右边这个用了一个国表的投影，直接人能够沉浸式的，也是国度测绘局用的。

　　最近新出来的就是LED大屏幕，这个比力新。所有的那些投影仪亮度还是不够，不能在室表，只能在室内。要在室表看立体就是要高亮度的LED，LED的每一个发光管都是能够阐发红蓝绿彩色的板，方便率很高，能够在野表使用。我们目前有两种方式，一种就是自动立体，就是戴上液晶眼镜，把这个液晶放在眼镜上来是能够看到的，戴上眼镜就能看到立体。另表一种方式就是被动的LED，被动LED戴的不是液晶眼镜了，目前销售了第一台，估计未来在一些大场所，像今天这个LED屏幕还是相当高了，但是不能看立体，给什么眼镜都不能。BB贝博艾弗森官网测绘人的立体是不必要旋转的，此刻的发展趋向就是LED。目前LED的立体大屏幕的需要极度大，已经起头出现了，这是最新一代的立体。手机立体也有。

　　下一步我们提倡一个叫做手机的裸眼立体，手机很有意思，我们年轻的时辰看立体有的要拿立体镜，有的不用立体镜，直接拿两个照片折起来就能够，裸眼没有任何的设备就能够看立体。智能手机横过来以来跟我们眼基线正好相称，所以拿来看立体极度相宜。所以下一步手机的裸眼立体将会出现，我们也致力于这方面的钻研。因而在三维显示方面，应该说我们测绘人比搞AR、VR的人很高，并且此刻还有新花腔要出来，就是手机的裸眼立体，这是我们下一步要提出的。

　　我们陆部长提出来要把所有的二维系统造成三维系统，因而这就给我们带来了机遇。我们以为所谓的地理信息大数据分为两种，一种叫做形为主的，一种就是流为主的，一种是时空大数据，一种是实时大数据。我们做的事就是时空大数据，实时大数据很有意思，它是没有主张的，不知路采集是为了谁采集的，实时大数据能够进入流通领域的，它的功夫周期也比力短，甚至于毫秒级在那里采集数据。我们最近采集周期也很快，通常一个城市最快三个月要扫一次，北京就每三个月要拍一次，我们拍了四万公里，顿时又要发展这方面的工作了，又要拍四万公里。我们下一步怎么样？是不是新的冒出来了？又要拍。实时大数据频率是极度高的。

　　我们所做的时空大数据分两种，一种是无结构大数据，一种是有结构的大数据。无结构的大数据现实上不是大数据，它是数据大，我们时时说的这不是大数据。什么叫无结构大数据呢？好比说航片、卫片都是这个器材，最近极度盛行的叫做mesh模型，我们芯片机动辄售价七八百万，今年订货好多，国表的产品都没把我们压跨。国表的产品比不外我们，今年全数都找我们订货了。因而可见mesh模型极度盛行，由于它的感官上感触还是比力好的，但是mesh模型是无结构的，你看到路上的行人、车，你都关不掉，它不分类，更不要说分对象了，所以这种无结构模型的话是能够看、能够感触，它要做出决策的话只能用人脑，而结构化的时空大数据是电脑来产生知识的。要想用电脑产生知识，你所用到的数据绝不是无结构的大数据，而是有结构的大数据。这种数据才叫真正的大数据，才叫做会措辞的数据，或者叫做智慧数据。而我们所说的mesh模型都不是智慧数据，仅仅是数据大而已。因而这套技术，我们地理信息界下一步为社会提供的数据肯定是这样的数据，这样的数据绝对不是工厂化处置可能实现的，肯定是智能化处置才可能提供的。从前说一流的企业是做尺度的，此刻不是说了，此刻是一流的企业做平台。

　　这是一个无结构的三维模型，这个模型很老了。

　　传统的测绘遥感数据量极度大，但是要把它由数据大转化为大数据，必必要用人为智能的技术来对大数据进行结构化，出格是当前盛行的深度进建可能自动的监测、宰割、跟踪矢量、挂接属性。传统意思上的深度进建就是监测，可能找到，找到这里是法式，但是这还远远不够，肯定要进行宰割，而后在这个基础上进行跟踪得到矢量，而后挂接属性，若是没有属性的话是不成能产生知识的。所以说结构化数据第一个就是分层分类，一层层打上来的构筑物。这是我们所要求的结构化的大数据。这是电线的探头，在你的系统里肯定是分隔的治理的，对于他们搞虚构现实的人来说很不成理解，他们做的AR、做的实体模型不分层分类，他们对这个也感兴致，感触为什么要这样？昨天专门跑来问我，我给他们讲了好多的道理。第一步这个数据肯定是分层分类的，哪怕没有类，各人都混在一路不能。这个就是对象化治理，每一棵树都有自己的属性，肯定是对象化治理的，这是结构化数据；褂锌隙ㄒ腥噶，像是房屋。这些图形的背后肯定是一些文件来支持的，未来推算机能懂读这个器材，它不用再自己去用深度进建来对这些不会措辞的数据进行刷新，事先采集的时辰就把它搞定了，这中央就Y轴就是对象实体。你要和这些工业部门相结合的话属性要求极度严格。我们能够把几何属性都事先做好。这种大局的数据是高级大局的，出产最难题，必须高度自动化，人为是不成能出产出来的。这种数据做出来之后能够出产任何一种低级大局的数据，无结构的也能够做出来。

　　目前从AR的概想来看是以感性为主，不是理性的。感性为主的意思就是放在卡上进行一次碰撞检测，或者前后遮挡检测，这个就很低级，只能在卡上运算，不能在云上运算，我们要的数据是要在云上进行知识产出，这点对AR是很沉要的。昨天跟他们搞虚构的人讲到，我们是搞现实的，虚构和现实肯定要相结合。

　　当然对于AR数据结构化的数据尺度还有待钻研，流动的数据，所谓的流分两种，一种是有形的流，好比说车辆探头。一种是无形的数据流，好比说数据流、资金流，网购的数据。这两种流都能够叠加到相对静止的空间地理信息数据上，使得观测成效更活泼，这就是我们说的热力争，所以我们可能做的事好多。

　　最后，我给他们讲了一下AR技术怎么样能力再次成为一个潮水，它的主题问题要使受多达到千万级，甚至于亿级的，我们做一个产品动不动就几百万。用户一年最多销七台，但是人家滴滴打车融资动不动上百亿美元，由于他的受多极度广、极度巨大，你这个AR要想再次成为潮水的话，受多肯定要从少数人造成无数人。

　　AR的下一步热点，跟我们地理信息相结合能够做些什么事件？

　　第一个是4DAR，就是交通部门的探头。这个探头的数据量是爆炸性的，警员要想从里面找到一点知识是很难题的，就要用4DAR技术援手他。由于这个探头数据里面有大部门的数据都是静止的，好比说树、标线、屋子，都是静止的，只有把移动的部门提取出来。每个探头是有模型的，有它的地位和方位，在这个基础上就能够把探头的数据进行叠加，这个就是录像用深度进建很方便的能够把车找到，从前用这个技术是在街景颁布的时辰把车牌给荫蔽掉，此刻不是了。此刻是要把这个车牌用上，没有车牌的数据无法使用，这是我们三维模型。车上去之后这个模型还能够旋转，这就是AR现场的实景。也就是通过深度进建的法子把警员的数据拿出来，把车找出来，把固定场景的器材更真实的表此刻上面，仅仅把警员所关切的车提取出来，而后投上去，这就是4D。

　　若是警员关切人的话也是能够的，这有什么益处呢？就是数据量大的近况，并且不仅能够看到近况，还能够追忆汗青、预测未来，看这个车下面要跑到哪儿去。这里面最主题的是移动对象应该是有属性的，就是说这些移动对象他的车商标、车型、车的色彩，这都是移动对象的属性。所以BB贝博艾弗森官网三维对象的话从前有点状对象、线状对象、面状对象、体状对象，这是BB贝博艾弗森官网对象化治理中的四种。点状对象好比说电杆，线状对象是隔离带，面状对象是墙，体状对象是构筑物或者过街天桥。此刻出来了第五种就是移动的对象，这个移动对象在BB贝博艾弗森官网结构里面能改，仅仅是把属性里面对这个对象要有描述，在BB贝博艾弗森官网属性里面有它的大写坐标、幼写坐标、几何状态，还要增长它的功夫。就是我们从前三维时期的时辰，这个属性里面的几何对象三维矢量，好比说一个路灯三个点就够了，一个坐标也是三个点，一个电杆两个点就够了，一个屋子当然多一些。此刻移动对象的话属性里面的几何矢量就增长了，T1XYZ，T2X2Y2Z2，属性项里面的矢量部门造成了四维的矢量，这就是4DAR结构的数据基础。若是不是这样的，警员能够在系统里面调任何时刻、任何地址的场景，肆意功夫、任何地址、你所必要的任何对象的场景，但是周围的所有器材都是真实的。把滋扰的车也能够去掉了。

　　这是第一个“热”，我们预计在国度公安部门大量的探头数据量爆炸的情况下，将会有这个“热”支持AR技术进一步的发展。当然AR技术能够在手机上颁布，也能够在LED上颁布，也能够在网上颁布。

　　第二点就是手机上的立体观察，由于手机的数据量有限，目前要都从网高低载的话，你在网高低载一个带纹理的模型数量会很大。那么怎么办呢？最近我们就搞了一个数据量险些为零的，险些能够忽略不计的，叫做“白膜”。这就是一个“白膜”，当然这里面把构筑物关掉了，其时做得还不是很成功，齐全用激光，不用影像就能够把“白膜”输入进来，做好之后它的数据量险些能够忽略不计，用本地数据就能够周游，但是标线、路杆、天桥都是真实的，固然没有效影像，但是也足够让人看到这所有。所以这种“白膜”做出来以来就有可能在手机上进行周游，这个我们以为是AR的下一个热点。

　　这个“白膜”做出来之后有什么用呢？首先一个就是能够作为自动导航，给他们注入一些新的血液。此刻的导航软件当然也有三维，但三维根基上都是虚伪的，跟真实的情况不一致。我们此刻固然不是真实的纹理，但是根基上状态是真实的，因而从从前所谓的百度、高德这些自动驾驶的软件中注入这样的器材，就是所谓的实体导航。实体导航有什么益处呢？第一个益处就是到了主张地之后能够找到真正要去的处所，而不是走错了。此刻由于北京搞拆伪建，把大厂商和宾馆的标志都拆了，所以到了主张地之后导航实现了你也找不到要去的处所。因而这样的实体导航就能够把你的指标所处在的路口，或者是构筑物进行渲染，渲染成另表一种色彩，你这样就很容易的在最后100米的时辰找到你要去的处所，这是一个模式。另表一个就是实体定位，如果我们把这个街区所有的“白膜”都建起来，这个“白膜”建起来并不是很复杂，只有车开从前数据拿回家，第二天早上就出来了，这个就靠云推算，靠GPU，第二天早上就能够拿到“白膜”，根基上八九不离十，应该说根基上不用编纂了。这样的数据对于未来的实体定位提供了一个基础，此刻的定位潮水好多，此刻的地基加强、蓝牙定位、基站定位，这些都是无线电定位，跟我们搞测绘的没有关系。但是我们搞测绘的下一步会推一个实体定位，我实体都做出来了，你拿我就能够了，当然也不是图像定位，图像定位的话信息量太大。所以我们测绘工作者在定位的技术上可能会有新的思路。

　　第三个热点，就是AR车窗的自动驾驶。也就是说在国表是有这个设法的，还没有齐全实现；嵘嫌幸桓龉舅邓芄蛔鯝R车窗，AR车窗就是在车上能够既把你推算机里面的实体街景的模型投影到屏幕上去，同时你又能够从，AR车窗是一个通明的，能够看到地面、看到实景。这两者结合起来对于自动驾驶，对于驾驶的乐趣会提高。一方面你的数据是不是对，就能够知路了。另表一方面你自动驾驶的路线是不是对，若是不合的话肯定是吞吐的。因而AR在移动物体，蕴含人傍边城市很有效，从前的头盔都是VR头盔，目前所看到的都是VR头盔，这个VR头盔看不到自己的身段，也看不到地面，用户用一下子就头晕。因而提出来一个AR头会的概想。而AR头盔要想推广的话，那就离不开我们搞测绘的人了，由于它要现实模型，现实模型由谁提供呢？就是靠我们测绘人提供的，所以我们在这个傍边的利用是有好多场所的，固然我们是跨界融合碰撞了一下，最后反映还是很好的。十多幼我来加我的微信，我为什么在这里做汇报呢？就是但愿我们测绘人不要局限在从前的二维、三维，此刻是四维时期了。也许这个会来的很快，把AR技术和我们现有的采集技术结合起来，我们此刻做的数据就要求非？蒲У，将会在马路上每隔200米就建一个5G的基站。刚才我们四五十类的路线都能够全身分的采集出来，这点是有基础的。但是客户提出来的一个需要，你采集了之后我怎么知路它的变动？是不是再采一次？我此刻初步的思路还不是这样的，而是用电子标签，用RFDI的技术实现动态的监测，因而我们测绘工作者的服务面，固然我们测绘局此刻定到天然资源部去了，但是服务面长短？淼，险些没有一个行业可能不用BB贝博艾弗森官网技术。所以我们测绘地理信息工作者是在新一轮的创新大潮中大有作为。我的汇报就到这里，感激。