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三维数字地图:一张捆绑数字经济的藏宝图
新闻来源: 泰伯网    发布时间:2019-08-23

对于数字经济的发展,国家发改委认为其推力在于政府数据的开放,进而促进产业的数字化,及其所带动的传统产业的效率提升。这与地图测绘成果的共享开放理念不谋而合。


长期以来,在自然资源各主管单位的监管下,由专业测绘企业及测绘事业单位生产的数字地图成果,得以结合各政府部门、各垂直行业,乃至大众市场的需求,走向全面应用。一如地图导航、外卖、网约车和共享单车等服务,都无法脱离数字地图的支持独立运转。因此,除了在国防建设、国土管理、城乡规划等领域有着重要用途外,测绘地理信息工作对于服务社会经济,亦起到不可忽视的助动作用。


趋势上,随着现代测绘技术的发展,一直以来颇为常见的二维数字地图,正在向可还原真实环境的三维化数字地图延伸。作为一张捆绑数字经济的藏宝图,三维数字地图所发挥出的优势,正得以显现。


向大众市场先行


以主流的“倾斜摄影测量技术”方案采集和生产出的三维数字地图,在业内又称“实景三维地图”。如今,即便对公众而言,这种地图已经算不上陌生。


例如苹果公司早先于2011年收购的瑞典地图技术公司C3 Technologies,使得其在自家的地图服务中,迅速增添城市的三维地图数据,迄今已覆盖全球近400座城市。同样在谷歌公司的Google Earth和Google Map服务中,其数据团队从2012年也启动了城市级三维数字地图的生产计划,目前数据同样覆盖全球近50个国家的数百座城市。


在苹果、谷歌现有的三维数字地图体验中,各类兴趣点(POI)信息标注于三维模型之上,相比二维地图有了更加直观的展现效果。酷炫、强大,是公众对其的统一印象。


国内,互联网巨头亦有涉足三维数字地图的生产。腾讯在2014年就基于网页版的腾讯地图平台,展示过面向公众的三维数字地图产品。百度地图也曾于2016年底向公众展示过他们的三维数字地图。在被阿里巴巴全资收购的此前一年,高德公司与法国的一家地图技术公司合作生产三维数字地图,而这项能力随着次年的收购并入了阿里的位置服务版图。


出于政策敏感性,以及对信息安全方面的考虑,三维数字地图在国内并没有作为基础的地图导航工具正式进入大众市场。但由政府所引导、由符合资质要求的众多测绘企业及单位参与的、针对特定行业领域的应用,早已展开对三维数字地图应用价值的挖掘,且渐渐走在了市场的前列。


参与智慧城市


统计信息显示,全国目前已有超过600座城市采集生产过本地实景三维类型的数字地图,但不同城市对于这种三维数字地图的采集面积、应用程度不尽相同;由政府部门公开披露的规模化应用,同样也在寥寥少数。


今年4月,重庆市规划和自然资源局经由媒体公布了本市历时三年时间制作的城市三维数字地图,完整覆盖了全市8.24万平方公里的土地面积。对于数据的应用方向,局有关发言人表示,数据将开放给政府各主管部门和重庆各区县的政府单位,并侧重于国土资源调查、城市规划、综合治理、生态保护、历史文化等领域的应用。


级政府的行动同样积极。已有媒体报道提及,早在2012年,原河北省地理信息局(现河北省自然资源厅)便积极引入国外的倾斜摄影测量及建模技术,在此后至今陆续采集生产了河北省境内多城市的三维数字地图。据悉,这些地图数据被用于城市数字化管理平台的搭建,作为开放性的资源为政府各部门使用。


这些由政府所倡导的数据开放,逐渐驱动三维数字地图作为核心平台,在智慧城市的建设任务中扮演重要的角色。


数字地图、智慧城市与数字经济的关系密向来不可分。智慧城市建设对传统基础设施的智能改造,以及增加新的智能设备,使城市具备强大的数字化感知能力。而城市的运转和发展所沉淀的历史数据,抑或所实时产生的物联网、互联网数据,最后得以在三维数字地图平台直观可视,帮助政府管理者或是行业用户分析他们的业务,洞察趋势或是优化决策。


大型IT公司和手握地图资产的互联网巨头们,在国内的智慧城市业务布局中同样嗅到了三维数字地图的价值机遇。例如,华为、浪潮、科大讯飞等IT企业在与政府关于智慧城市的项目合作中,这些企业正在将三维数字地图视为其整体解决方案的重要组成部分,并就此和各地图测绘公司建立密不可分的战略合作关系。


与早年独立发展的高德在思路上类似,阿里巴巴同样选择与Smart3D和Skyline这些市场主流的倾斜摄影测量建模软件的代理商合作,并与上、下游的其它供应商一道,不断完善城市大脑解决方案的整体封装。在公开的应用项目中,阿里为上海打造的“城市大脑”,以上海市主城区的三维数字地图为平台,该平台目前接入当地公安部门的业务数据,为城市的安防预警,警力布控提供决策支持。类似的模式,阿里希望在上海的其它政府部门,以及更多城市的各政府部门中广泛推广。


百度选择的是资本构局。百度旗下的投资机构百度风投,分别于2017年和2018年里战略投资过一家名为AIRLOOK的三维数字地图初创企业,该公司拥有自研的三维建模技术和基础应用开发方面的能力,且先后与国内多个省份的自然资源厅,以及多地市的自然资源主管单位签署战略合作,以服务城市的智慧建设为初衷,推进各省市三维数字地图的政企市场化联合运营机制。在有效的商业模式铺垫下,三维数字地图将透过政府与百度生态间的合力,常态化地被运用到智慧城市的各建设项目中。


所有这些大公司切入智慧城市领域的利好,在于以雄厚的资金和技术实力,和以可靠的企业生态的搭建能力,去承接来自政府的大型项目,封装完整的解决方案。对于身为供应商角色的三维数字地图采集、生产,以及应用开发的企业或事业单位而言,政府的策动,大企业的扶植,使之能游刃于智慧城市与数字经济发展的进程当中,从中面向各种市场需求,找到自立的方向。


从政策的导向来看,三维数字地图无疑还会将在全国范围内“遍地开花”。在今年2月召开的全国国土测绘工作座谈会上,自然资源部启动的“十四五”基础测绘规划编制工作中明确提出“实景三维中国”的计划,该计划也反映出城市建设与经济发展对于全国性三维数字地图的迫切需求。


与此同时,国内三维数字地图服务的市场化之路,正悄然拉开了序幕。


市场精分


市场蛋糕,由此被切分为了一大一小两块。


小的一块蛋糕正是来自自然资源部“十四五”基础测绘规划编制工作中提及的“实景三维中国”建设任务,政府部门将联合全国范围内具有测绘资质的超过2万家企业和单位,采集和生产每一座城市的三维数字地图,对大多数省份的众多城市而言,这样的数据积累还处于待完善的状态。


据测绘行业粗算,以平均0.8万元-1万元/平方公里的三维数字地图采集和生产均价估算,仅单次采集全国城市主城区乃至全境范围的数据,其市场可在数十亿元规模。


大的一块蛋糕属于三维数字地图的行业应用,其更像是一角冰山之下暗藏的巨大矿藏。将有更多的IT企业进入其中,在千亿级至万亿级的预估市场中掘金。

2007年,澳大利亚图商NearMap成立。时至今日其已成长为一家市值超过13亿澳元(约合超过62亿元人民币)企业,其业务范围也拓展至美国,以及近邻国家新西兰。


“下一代数字内容提供商”的企业定位下,NearMap的市场拓展思路,是联合二次开发的合作伙伴生态,,提供覆盖众多垂直行业领域的综合解决方案,甚至是面向特定行业所开发的标准化产品。


官方信息显示,NearMap所采集的三维数字地图,已覆盖澳大利亚本土近58%的人口地区,目前其数据的应用,既包括市政规划、城市交通、灾害应急、公共工程、公共安全、公共服务等偏向于由政府部门买单的细分领域,也专注于面向地产、能源、通信、广告营销、建筑景观设计等商业级用户的需求提供服务。三维数字地图服务,在政企两级市场中找到了立足点。


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这种基于三维数字地图的采集和生产,并积极联合上下游合作伙伴持续精分市场的模式,也是属于中国市场的风向标。


技术精进


即便资金和市场就位,三维数字地图的应用仍然面临着不容忽视的挑战。这是关于社会经济发展对于三维数字地图的需求,与现有的三维数字地图在生产力层面很难满足实效性应用之间的矛盾。这意味着,三维数字地图的持续更新能力,要尽可能与城市建设与发展的速度追平。


突破口无外乎数据生产技术的精进。基于机器学习、深度学习所建构建的计算机视觉,实现三维建模智能化生产,正在让一些侧重于三维数字地图生产的传统测绘公司,发展成为图形图像处理的AI公司。


正如在传统的流程中,即便使用市场中主流的自动化三维数字地图建模软件,在模型初期生产和后期模型精修的过程中,仍然需要非常可观的人工作业工作量来确保数据成果的质量,所以较高的人力成本和相对应的本地计算资源成本的投入在所难免。


因而,“降本增效”体现在将AI算法充分融入到传统的实景三维建模流程中,从而进一步提高建模生产与模型后期修复的自动化和智能化水平,并降最终降低过高的人力、物力成本投入。


由于三维数字地图的生产结果仅仅是可看(也可量测)但缺乏可用性的“整张表皮”,因而“行业赋能”的使命,在于结合实景三维数据的智能生产成果,利用AI对其进行更深入的识别和挖掘,即人眼可辨别的地图中的建筑、道路、公共设施、植被、水体等地物要素、同样也可由AI识别,这种能力最终输出的是一种单体化的数据成果,使各类地物信息可挂载各类数据和业务信息,为各行业所用。而以往,对三维数字地图的单体化处理,同样需要靠人力的堆砌。


三维数字地图的单体化成果,实际上还可以作为一种计算机可识别的语义信息,参与到更大规模的AI空间计算中。一些专攻于计算机视觉领域的AI专家和学者,正在通过对现实空间的三维重建还原,投入到实际应用层面的研究。


香港科技大学教授、IEEE会士权龙是其中的学术派代表之一,从上世纪八、九十年代起,权龙教授致力于计算机视觉和机器人应用科学方向的研究。


在其看来,基于计算机视觉技术实现对环境的三维重建,有助于AI做到对真实环境更深层的感知,这对于汽车的自动驾驶,机器人的智能作业,以及在增强现实和虚拟现实中与真实环境中周围事物的交互,都将有所助力。


有趣的是,权龙教授和他科研团队,在推进三维重建市场化应用的第一步,是建立了一个三维数字地图的在线众包生产平台,该平台将三维重建技术的AI算法,以云服务的方式提供给全球的个人和行业用户。尽管做到像谷歌地图、苹果地图那样聚集全球的城市级三维数字地图,他们还有很长的路要走。


但这一已经投入商业化运营的数据生产平台,更关注的其实是由用户开发的那些更有创造性的三维数字地图应用。而那些终将推动社会经济发展,促进行业优化与变革的服务,才是数字经济的时代中,三维数字地图服务市场的出路。