【静.沙龙】推出【主题分享】，每周三晚9:00-10：30，围绕大数据、人工智能、前沿科技与人文等主题进行微信群的在线交流、探讨。

【静.沙龙主题分享】第10期三维城市建模与城市大数据

主讲嘉宾： 陈宝权

主持人： 中国经济网经营顾问杨静

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嘉宾介绍：

【陈宝权】中国计算机学会常务理事、山东大学软件学院院长、计算科学与技术学院院长，教授，博士生导师。研究方向为大规模城市场景三维获取及海量数据可视化，在ACM SIGGRAPH、IEEE VIS、ACM TOG等国际会议和刊物发表论文100 余篇。现任SIGGRAPH Asia 2014会议主席，第一次将该会议引入中国大陆。2008 年入选中科院"百人计划"，2010 年获国家杰出青年科学基金资助，2014年获批973项目“城市大数据的计算理论和方法”并担任首席科学家。

【9月17日主题分享精彩回放】

【杨静lillian】陈宝权教授是第一位在我群进行分享的博导级计算机学院院长，欢迎！

【王涛-爱奇艺】陈院长是激光扫描，三维城市建模的顶级专家。

【陈宝权】承蒙邀请，第一次尝试这种在线交流的方式。就从自动驾驶车开讲吧。

大家看到的视频是谷歌自动驾驶车。（视频格式无法转换至微信公众号）

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图片是自动驾驶车“看”到的世界，一个彩色的世界。这个世界是车上带的“眼睛” - 激光扫描系统获得。 每个彩色的像素代表世界中的一个”点“ - 一个有三维坐标的点，也就是有精确的三维坐标。

这就是一个被”数字化“了的世界，这样的一个三维世界，能够帮助车导航。

除了自动驾驶，这样数字化的三维世界还能带来很多应用，如虚拟现实、增强现实、混合现实等。也就是说，人在现实的世界里行走，可以看到更多的“东西”。

【杨静lillian】3D可视化的应用好像还有兵棋推演，虚拟作战系统。

【陈宝权】是的。谈各种应用之前，如何快速三维建模就变得很重要。两大方法：1. 通过图像，所谓“被动式”传感；2. 通过激光扫描，所谓“主动式”传感。两种方式最终都能做三维测量，但精度、效率和鲁棒性都不一样。高精度、厘米级（地图）就是指精度。卫星遥感可以得到三维测量，但精度和“尺度”都相对低。是大尺度测量：测大的山脉地形。GPS和北斗是定位系统，是测量的辅助系统，本身不是传感器，不是测量与影像传感器。

【杨静lillian】三维建模，就是一个高精度的3D城市地图么？

【陈宝权】可以这么说最近发展比较快的是采用激光扫描的方式来做快速的三维测量，然后用软件三维建模，也是我们这几年主要采用的方法。

【张文强】激光数据和视频数据融合建模和可视化是关键技术。

【杨静lillian】激光雷达看到“3D地图”，然后传感给无人车的控制系统？

【陈宝权】应该是激光雷达看到现实的街景，然后传感给无人车的控制系统，与系统（或车的“大脑”）里的“3D地图”做比对，就可以精确定位了。这个定位过程和我们人在街上行走导航一样。我们对去过的地方有“记忆”-就像车载系统里的3D地图。下图是我们的车载激光扫描系统。

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【王涛-爱奇艺】我国绘制的月球表面三维图，欧洲绘制火星的三维表面图，如此大的表面，精度怎么样？他的卫星获取方式是不是更高效？我国的月球三维地图用了激光测距仪。火星的，就是卫星影像算的。

【陈宝权】精度够用。应该是卫星获取，但卫星上可能用了除普通影像外其它的传感器，如InSAR。不得而知。

【杨静lillian】不是说，激光雷达和传感器目前都依赖从美国进口么？

【张文强】基本靠进口，这也是我国基础工业的悲哀。

【陈宝权】要看什么精度的，不过主要限制的不是激光雷达了，欧洲也有很好的，主要是IMU - 陀螺仪。不过国产激光扫描技术确实是我们的短板，是精密仪器。

【秦继荣】激光雷达必须低成本化，才能实用化。微硅机电陀螺系统在无人系统中有很好前景！

【新玲】城市扫描还有无人机吧？

【陈宝权】对呀。用无人机扫描也可以。但肯定无人车成本更低。

如上视频（格式无法转换）是我们的车几分钟之内采集的三维数据。现在是用有人车采集，但未来很自然的会用无人车进行扫描！甚至还有机器人！

【张文强】无人车也属于机器人。

【陈宝权】所以这些能够自主“行”、“走”、和“飞”的东西，未来会带着各种传感器，不停地感知这个世界，比我们还了解这个世界。

【杨静lillian】对。我们的视野是有局限的。他们的扫描是全覆盖的，遍历的。

【陈宝权】它们不仅全覆盖，主要是不知疲倦。如上一个视频（格式无法转换）是地面上的车载激光扫描系统和空中无人机系统结合来做全方位的三维扫描。

【陈晓夏】深圳大疆做小型无人机不错。我记得谷歌有个mango项目就是用手机完成环境采集生成3d影像的。

【陈宝权】谷歌的mango 和微软的PhotoSynth（或者早期的 Photo Tourism）系统是基于总包影像的方式获取图片，再三维重建。属于前面说的“被动式”传感一类。上面视频中的无人机就是大疆公司提供给我们的，是在2009年拍摄的。在楼顶上驾驶无人机的人群中就有大疆的CEO 汪滔，当时还很青涩 - 现在大疆也是大公司了，不可思议。我买的大疆公司的无人机当时应该是其第一个“大单”。技术问题汪滔亲自过问，也可能做大型的专业型的无人机市场太小，他转而定位个人用无人机。

【陈晓夏】大疆已经被人说成是中国的苹果了。当时单位采购还一二十万。主要是汪涛所在的高校孵化不错，加上深圳模具、工人优势。

【杨静lillian】大疆和华大基因都是深圳的公司啊。难怪有人说，深圳不再是山寨王国，而是创新王国了。

【嵇智源-科技部】@陈宝权 ,欢迎你！在群里讨论了？挺好！老朋友了，你是著名专家啊！

【陈宝权】我得感谢@嵇智源-科技部，我的第一个项目便是嵇处支持的863！最近“智慧城市”一期和 二期也是！和嵇处绝对是缘分，我刚刚回国，谁都不认识，认识的第一个科技部领导就是嵇处

【王涛-爱奇艺】伯乐找到了千里马。

【杨静lillian】城市大数据是以三维建模为基础么？可视化的城市大数据管理？

【陈宝权】如果这个世界真的全方位三维数字化了，首先，这个三维的数字城市本身就是一个“大”数据。尽管大数据不只是指“大”。再看一个图吧。

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【王涛-爱奇艺】采集的数据拼接和建模可视化，也很有挑战吧？而且，数据中的噪音也不少。

【陈宝权】是的，那个就是我们主要研究的东西，如何快速准确处理这些其实“很不好”的数据，构建精确完整的三维模型。还是回到刚才那个图吧，“三维地图”不仅可以给车导航，给人导航，更重要的是，可以给“数据”导航！

【杨静lillian】城市大数据分析就是智能交通系统和智慧城市吧？

【陈宝权】城市”大数据“中包含了各种各样的数据 - 物联网数据（如GPS、监控视频），甚至社交媒体数据。这些数据尽管是在一个城市里产生，但却因为是通过不同的系统采集，确实很散乱的。那么“三维地图”数据可以作为一个基础数据，把那些原本散乱的数据规整到一个空间一个体系里来。也就是把原本不关联的数据通过空间和时间关联起来了。给所有在现实空间中产生的数据一个时间和空间的定位。一旦关联起来，数据才能形成链条，才能从中提炼出更有用的信息。给城市交通、和城市管理带来“智能”。

【杨静lillian】你这不就是“天网”么？可视化的3D天网。太智能了。通过这个“天网”，每个人的所有行动（包括在互联网里的行为）都成为数据，每个机器的所有数据也都传输到这个”网“里。

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【陈宝权】确是。一个城市里的传感数据很多，如上图所示一些。这个图展示未来的愿景 - 所有的数据融合，虚拟和现实也就自然的融合！

【周凯波】我原来在广州主管这个。但要得到重视还有困难。

【陈宝权】我们也还在技术攻关，还是国家的课题资助。

【杨静lillian】我听说有一个项目，能在三维可视地图中，实时跟踪舆情发生、扩散的热点。然后迅速采取应对措施。

【陈宝权】完全可能。我们未来走在现实的场景中，一个无比智能的大脑 - 一个装载着城市里所有数字信息的大脑 - 会让我们“看”到，提供原本看不到的东西！

这个就是“增强现实”或“混合现实”。增强的，或者混合的，不只是传统的物体，而更多的是信息。大家看过电影”Eagle Eye"，有点这个意思，不过还只是停留在看现实的角度。比如，你在街上看一栋大楼，你能看到楼里面商场的货品，餐馆的菜单等等。

【杨静lillian】很可怕的是，这个”大脑“能看到一切。但权限不是给所有人的。

【陈宝权】当然会有隐私和安全问题，技术都是双刃剑。

【杨静lillian】增强的现实会给人们带来什么好处呢？

【陈宝权】随手拈来的信息啊，也就是说，所见即所得的信息提取。你看到什么东西，和这个东西相关的信息就很自然的呈现在眼前。不必敲键盘去搜索。

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【杨静lillian】这不就是谷歌眼镜和Baidueye么？

【陈宝权】谷歌眼镜和Baidueye提供了交互与呈现的设备，但服务本身是另外的事情。今天说的是其中的一部分。

【杨静lillian】它们是终端提取信息的设备，你们建构的这个是“大脑”和处理器。

【陈宝权】是的。

【杨静lillian】那么用什么技术方法来处理这些城市大数据呢？

【陈宝权】我刚才讲的就是处理的第一步：把数据时空关联融合起来。接下来就对不同的数据做处理，比如监控视频数据：如果一个城市的监控视频数据，无论室内室外，都融合在一个空间，那就有望对视频做全局的关联分析。比如说，一辆车，甚至一个人，就可以在这个空间里全方位跟踪了。（隐私问题就先不说的话。）

如上的视频能看见么？（格式无法转换）这是福建南安的一段街道。我们建立一个简单的三维模型，然后把街上的视频“嵌入”到这样的三维数字化的街道中。这样多个视频中的车辆就可以在这个三维空间里被连续跟踪了。而且可以得到它们的三维轨迹 - 尽管它们不带GPS也不提供GPS数据。

通过视频能跟踪车辆和行人，通过GPS或者手机定位，也能跟踪车辆和行人，甚至微博微信也可以跟踪这些信息，但每一个数据源都有详细的缺失，接下来就是把对这些不同数据源的分析结合起来。瞎子摸象，如果不是每个瞎子只摸一个部位，而是一个瞎子哪都摸到了，那么这个瞎子就对大象有了一个正确完整的认识。详细的缺失 -> 信息的缺失。

【杨静lillian】这个瞎子实在就是全知全能的”大数据“大仙了。

【陈宝权】时间快到了，如果想了解更多，中央台去年针对我们的工作做过个一个30分钟的“走进科学”科普节目，题目叫“把城市搬到电脑里”。（请参考阅读原文中的链接）

http://tv.cntv.cn/video/C14122/73974d63d2e2460ca1457b7157b86612

（跳过前面5分钟，故事的引子太长）

【杨静lillian】另外。Siggraph Asia 2014将于今年 12月3日-6日在深圳召开，您是会议主席。您能。给大家介绍一下这个高大上会议的情况么？为什么这个会议有3D动画的奥斯卡之称呢？

【陈宝权】SIGGRAPH 集图形与交互技术交流和产业展示为一体，北美是2-3万人规模。学术界和产业界、艺术界都有，受众非常广。这个领域最新的技术都会在这里展示。2008年这个会在亚洲开始，去年规模达到6000多人，全球61个国家的人参与。今年在深圳，第一次到中国大陆。基金委副主任高文院士是荣誉主席。我们希望利用这个机会，邀请国内这方面技术、产业界的人多多参与，与国际一流的与会人员一起交流。

【杨静lillian】Siggraph Asia据说还有动漫节，虚拟现实技术等展示。

【陈宝权】该会有一个规格最高的动漫节 - 获奖作品可以直接推荐到奥斯卡评奖，奥斯卡动画技术奖。虚拟现实技术是展示会上一个热门！移动、交互、虚拟现实都是现在的热点！

【杨静lillian】这次会议的最大亮点是什么？最值得期待的项目是什么？最逼格的学界人物是谁？

【陈宝权】大概有近10个国外领先企业的CTO级别的人物到场。剧透一下特邀嘉宾，两位keynote：Scott Ross - Old Domain公司的共同创始人，另一位创始人是JamesCameron，泰坦尼克的拍摄便是这家公司。第二位keynote：哥伦比亚大学的Steve Feiner教授。其它几位来自Pixar，Adobe, nVidia 等。

【邢瑛-创始人-全擎娱乐-北京】技术奖啊？中国动画企业可以试试，创意奖评不上，技术奖应有机会，做了那么多年的代工。

【管刚-腾讯】逼格的用法不是＂最逼格＂而是＂逼格最高的是＂……..

【陈钢】siggraph, 一定要去围观。

【邢瑛-创始人-全擎娱乐-北京】中国3D动画大厂，南京原力，深圳环球数码、华强集团，上海幻维，应该都要参加的。环球数码在艺术和技术结合上做了不少探索。

【陈宝权】你说的这些有些已经在我们的核心团队里了，但还有很多需要大家广而告之踊跃参加。前天晚上我和丁亮（华强副总）、曹辉（环球数码总经理）等在深圳聚了下，一起建了一个微信群。学术派我大概都知道，现在需要技术派、文艺派、还有营销派，也反映SIGGRAPH的包容性。

【陈志远 政府行业总经理 IBM 北京】电影行业，看来已经完全颠覆了。

【邢瑛-创始人-全擎娱乐-北京】阿里电影的老大，原来是中影集团的老大。对于做内容的人来说，谁来营销投资宣发无所谓，是好事。对于传统影视投资公司来说，确实头大。

【陈宝权】我们还会做一些线下的活动。现在开始和国外媒体一起推送会议的内容。从现在到12月3-6日之间，本人的主要工作就是SIGGRAPH Asia会议的组织工作，会希望和国内相关领域的领袖们多交流。

最后的话 - 未来很美好，今天也同样美好！作为技术来讲，不断推进的路上，风景也是很美好的！

感谢各位围观。谢谢群主的邀请，也是第一次，一把汗。

再次感谢嵇处及各位新老朋友！12月3-6日，深圳见！

【杨静lillian】各位要亲身体验虚拟现实的震撼，3D城市的光彩。那我们12月3-6日，深圳见！

【张锐-北电】我要去深圳。

【静点评】今天特别感谢@陈宝权 院长的精彩分享，从无人驾驶汽车、3D城市建模，到城市大数据分析，智慧城市。描绘了混合现实和虚拟现实交汇的城市智能管理前景。这种无所不见，无所不知的城市“大脑”，让数据无处可逃，尽在一个巨大的3D可视化模型之中。

不远的将来，我们不仅可见“现实”，还可见“增强现实”。通过智能眼镜等设备，我们可以感知到一个由大数据瞎子“摸出的”全景、立体、360度的数据城市。

那是一个真实的数据城市，虚拟城市，更美好的城市！

让我们期待这样的城市早日到来。也期待SIGGRAPH Asia成功召开！

感谢嵇处、邢瑛、王涛、张文强、秦继荣、周凯波以及各位群友的热情参与和支持！

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【陈宝权】三维城市建模与城市大数据