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李成名:天空地一体化对地面和城市的感知

来源: 发稿人: 发布时间: 2015-11-10

我想从三个方面和大家分享,一个是我们面临的机遇和挑战,第二个是挑战对我们未来发展的思考和探索,第三个是与郭总一起做的事情。

第一块是机遇和挑战,现在我们都知道全国和世界范围内开展了智慧城市的建设,整个通用的框架和结构是七层。第一个是感知层,包括天空地一体的对地面和城市的感知。

第二个是网络层,传输各种信息,下达各种指令。

第三个是公布设施层、公布数据库、公布平台,像大脑一样支撑着各种应用和服务着老百姓和企业。

在这个过程中我们测绘给智慧城市提供的是智慧空间,现在我们开展的工作是整个智慧空间当中提供一个时空信息云平台和空间大数据这样一个中心来构成目前的智慧空间,支撑智慧城市的建设。我们做的工作是支撑整个智慧城市的,做的是智慧城市当中的一点点。

所做的工作在整个智慧城市整体框架中我们涉及到两大部分:一、时空信息大数据,时间空间信息,然后和其他数据融合起来,我们这一部分是融在公共数据库当中的。

二、时空信息云平台,也是融在智慧城市公共信息平台当中,是一个基础平台,和其他专题平台做支撑。

这是我们在整个框架当中做的工作,所发挥作用和处的位置。当然有感知层,各种遥感的设备获取信息也是一部分。

智慧城市的发展,它的整个进步给我们提出了很多挑战。特别是十年来我们开展数字城市建设的过程中我们走到了现在,感受很多。第一个是量,非常大。上午李德仁院士也讲了,我们做数字城市,哪怕是一个中等城市瓦片数据分成20多层,大概一个中等城市有十几亿、二十几亿,我们要从一部服务器集群迁移到另一部,恐怕要两周的时间。

第二块是平台当中获得很多即时的智能终端的信息,有一天服务老百姓可以达到80亿条。同时,我们还把大量的监控视频实时信息拉进来,每秒如果一帧的话,一天一个探头大概有4G的数据。现在从地下走到地上,室外走到室内,数据的量大是必然的。

然后是高速,当这些都结合了以后对速度的要求空间的加快。另外把过去静态的地理信息图在主要关注点上实时的把信息嵌入到我们地图当中,实现动态的信息和我们传来的静态信息无缝结合在一起,速度要求是非常快的。

这些数据PB级的、EB级的,这样的大数据有待于我们深入的挖掘。大数据对我们提出了新的挑战,如果说我们力求发展,有可能融入到其中,会被整个新的浪潮中取代。如果我们抓住这个机遇可能会上更高的台阶,从模拟、数字、服务等等出发。

正是基于这些想法,未来我们想做的事情一个是在这样一个新时代我们提供什么样的图,这样的图该怎么样去测和管呢?和其他的信息怎么有机的集成,丰富我们这张大地图,将来怎么样更好的用于老百姓和政府的各个部门,这些都是在新的时代要求我们有新的提升和变革的。

第一个是提供什么样的图呢?可能是多比例尺、相互重复、交叉、覆盖多尺度的数据库。但是我们现实的世界是连续的,由于我们测量手段的限制,我们只能把连续的世界分层,把每个断面测绘出来。但是不同层级的断面由于我们抽象的时间有先有后,包括在基准、时间、内容的标准上都不尽相同。当我们把各种宏观、中观、微观信息放到地理信息之上,放到我们地图之上,由于我们是几个主要的层级,这些要实现空间化是很难的。

另外,我们可能是表面东西考虑的多,但是我们未来更多的是兼顾室内外、地上下一体化,能够连续的表达我们的世界,不是分极的方式来考虑的,这是给新的大数据时代提供了真正的图画。

我们如何测绘呢?航摄、外业控制、内业处理,大家从不同的角度去测,丰富我们多尺度数据库。实际上我们在成都做了三年的实验,将来想按要素去测绘和更新。在经济发展最迅速的地方测五到十五公分,更外围我就测五十到一百公分,我没有尺度的概念。

管的方式更多是服务大厅,包括我们这个大楼也有服务大厅。如果有用户的话我们工作人员根据用户的需要提取出来,像银行工作台一样,我们要取钱存钱,银行工作人员从他的银行库里完成取钱和存钱的工作。

未来得服务方式我们的数据和服务,一方面是我们的传统点线面的数据资源。另外一方面变化为网络化服务的方式,整个是一体化的。而且是多尺度、多层次一体化,数据资源、服务资源一体化,管理功能和服务功能一体化,不再区分。

第三个是丰富,现在我们更多的通过坐标的统一来实现各种信息整合。我们通过抓取的软件和技术,把各种网上的服务动态的追加到我们服务资源上。所以过去相对静态的数据库现在每一秒在更新,是一个动态积累的过程。这样的一个数据非常丰富,有视频、文本、表格,这些数据怎么追加到我们的地图之上?实际上也是非常需要攻克的技术。形成以后是动态静态一体化,二维和三维一体化,结构和非结构化信息一体化,都丰富在我们这张地图上。

如何服务?用户有了自己的数据想和我们地理信息结合,我们把两个数据结合起来,按照他的要求开发一些功能,就变成了交钥匙的GIS系统,这种加工方式的服务方式是我们过去的主要服务方式。这种方式其实和我们五年、十年、十五年之前的打字社服务一样,打字员根据用户修改完善内容,最后做成打好的结果,提交给用户。有了word以后,人人都可以自己打字,人人都可以做表格,人人都可以排版,所以我们现在的打字社越来越少。这种加工方式的服务,必然以大众服务的方式取代。

未来我们基于移动互联网,或者是互联网,把我们地理信息的资源,把我们地理信息和其他各种各样的信息匹配起来。把自动制图和综合分析的功能做成服务,开放给大家。大家可以自主服务,取代我们原来的来料加工的方式。将来可能整个是计时的,资源也是开放的,是动态积累的,是不断扩展的。

同时,用户使用我们这些信息资源和功能服务,可能是自主性越来越高,由自己来完成。将来在这个新的时代,给我们提的是六个字更高的要求。基于这些思考,我们一直在探索,我们开发了WJ-三,按要素去测绘和更新。可以有一比五百,一百一千等等任意比例尺图,根据技术的攻关和尝试基本成型,和整个生态体系有机结合在一起。

第二块是如何管和如何和其他信息集成在一块,更加丰富的问题。类似做成ATM机的方式,把结构化和非结构化的信息资源全部一体化的管起来。如果你带坐标的通过坐标匹配的方式实现空间化。如果是表格和表单的形式实现空间化,还有一些是非结构化的数据,像文本、图片、视频。这里面是完全没有未知信息蕴含其中的,我们把它蕴含的基因提出来,实现空间化的匹配。

服务的方式是基于移动互联网解决自主服务的方式,我们2005年到2015年做的信息平台,实际上给各个专业部门提供了这样一个自主开发的系统。我们把我们的服务资源、数据资源开放给大家。我们把我们整个API开放给大家,我们把我们的功能开放给大家,作为标准的服务。同时和云计算结合,把基础设施的计算能力、存储能力开放给大家。有了这些,各个部门完全在政务网上可以自主的开发想要的、专业的GIS系统。这是公共平台在政府方面实现了自主化,到了智慧城市阶段想和最新的云计算有机结合在一起,在服务质量和智能化进一步提高和提升的时候做到一体化。

我们还能够通过网络爬取的各类信息集成起来,可能这个数据需要缩放,需要制图和空间化,有自动制图的功能服务,包括空间分析。有了这些服务,用户就可以完全自主的做空间分析,达到大众制图,大众做空间分析的最终目标,实现老百姓使用我们地理信息的自主化。

第三个部分是困扰和立得的一些合作,我们在成都做了六百平方公里比五百的中心城区,和外围一万四千平方公里的一比两千。要综合到一比一万,全自动化去做需要14个小时来完成这个事情。尽管我带着我们的科研团队花了很多时间对我们的算法不断的优化和提高、提升,最终达到了8个小时完成。有一次我们和郭总聊起来,他说我们基础的生产云可以用一下,和他们对接了三个月,把我们WJ工作站放在了立得空间,现在差不多一个小时就可以完成了。

这是通过同学关系,在一起聊天,怎么样把效率能够进一步提高,一个小时左右完成全市大比例尺和小比例尺的缩编,通过硬件和软件的结合,就把这个问题解决了。这是在合作的过程中,大家在集成过程中测试的一些效果和数据。

今天上午和新图软件、立得空间签了战略的协议。把过去个人感情的合作,上升到两个技术之间的正式合作。有了这个合作,我想下一步还是要考虑做一些事情。一个是倾斜的影像、街景等等全自动化的三维,基本上是连成一体的,房子和地面是一个完整的整体。实际上在后来的空间分析和制图应用中很难应用起来,我们大概花了两三年时间,把整个的倾斜、连成一片的整体影像一个一个全自动化实现,现在已经完成了。左边是咱们的倾斜影像,右边是全自动化,把房子和人工、自然构筑物提取出来,这是自动化提取的结果。

一百平方公里单体提取19个小时,下一步有了这样的战略合作协议,能够把这一块移到立得生产云上,能够用一到两个小时把一百平方公里单体提取完成。

第三个事情是我们通过计算、存储等等都放在云上做。现在我的手机上也可以通过移动互联网和智能终端显示、操作。如果把过去模型转到移动互联网和智能终端适用的模型,全自动化转化要用9个小时。时间太长了,尽管在算法和软件上做了很多的改变和优化,实际上提升的空间很小,花的精力和提高的效率不匹配。如果将来和硬件的云结合起来,最好能够在30分钟到一个小时解决掉。

今年我们立得空间和新图软件获得了国家自主创新的品牌,我们的强强联合,不管是哪一方都会有一个美好的未来。


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