「实景三维」，进击的遥感厂商

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文章转载自微信公众号GIS前沿，文章授权转载：GIS小丸子，版权归原作者及刊载媒体所有。

前段时间UnrealFest 2022上，遥感卫星行业巨头MAXAR联合Blackshark.ai做了一场题为《The Next Digital Twin is...Earth!》的分享，并展出了在UE5中渲染的两款基于MAXAR高精度遥感数据构建的实景三维数据产品：Precision3D 和 AI合成3D数据，也代表着头部遥感厂商以实景三维基础数据提供商的角色融入元宇宙生态。

就在去年，MAXAR就已经发布了Precision3D  #TiltTheMap系列实景三维产品效果，如下是New York区域的数据效果展示， 直观上来说，通过游戏引擎的支持，效果还是超出之前的认知的，之前虽然也知道通过遥感可以构建DSM，但是类似这种效果给出来的时候还是挺惊艳，我之前也一直建议国内的一些遥感厂商尽快推出基于游戏引擎的支持，大多数情况下一些普通的数据放到游戏引擎里就会有很大的提升，如果数据本身质量已经不错了再叠合游戏引擎，则可以取得更好的应用效果。

如下是该款数据产品的一些相关的规则参数，可以支持Cesium和ArcGIS平台的数据集成。

早在2020年6月25日，MAXAR全资收购了Vricon，该公司是 MAXAR 和 Saab 于 2015 年成立的合资企业，它的核心能力就是通过算法与商业卫星图像相结合，大规模构建高精度、沉浸式 3D 产品。

根据Maxar 2021的年报披露，Maxar 3D产品的主要销售目标：

• 是向军事和情报界销售3D 数据和软件产品以支持虚拟训练环境，并为作战人员提供更好的信息；

• 为5G和物联网的规划提供数据支撑；

• 潜在消费端市场，在用于教育、游戏、娱乐、新闻、网络、购物等的虚拟或 AR 环境中，全球 3D 模型可以帮助连接物理世界和数字世界，提高准确性和真实感；

为了更好的支持3D业务的发展，今年4月20日，MAXAR宣布对 Blackshark.ai 进行战略投资，11月3日，MAXAR又收购AI和软件工程公司 Wovenware 以增强机器学习和 3D 数据生产能力，核心的策略就是希望能够提供更多的基于遥感数据的衍生产品。

MAXAR还将发射六颗WorldView Legion卫星，结合现有的四颗卫星，实现将0.3米分辨率卫星图像的采集能力增加两倍，每天最多15次的目标区域的拍摄频率，所以叠合「端到端」的自动化生产流程，未来通过遥感卫星可以实现更快以及更加精细的城市实景三维场景的构建以及更新。

MAXAR 3D产品的构建主要还是基于多视合成的方法进行3D场景的构建。

而Blackshark.ai构建三维场景的方法则是更多基于AI特征识别的方法进行三维场景的构建，2016年微软为了构建飞行模拟器需要将2D的影像构建成实景3D的模型，因而找到了他们，该团队历时两年构建了AI自动化实现的技术栈，实现了全球 15亿座建筑和3000万平方公里的植被3D化的构建，因而该方法也得到了微软以及MAXAR的高度重视。

相对于多视合成的方法Blackshark.ai更多是通过图像识别的方式进行特征地物的提取以及合成，数据的精度也应该只是停留在白模+真实纹理这个层面，而且根据其团队的介绍，生成的数据中也存在不少错误，但是对于飞行模拟器这种应用应该是可以忍受的。这种方法从构建之初就是自带语义的，这里所谓的语义就是我们在实景三维里面常说的「实体化」，这样后期应用的时候就会更加的方便，比如在可视化领域，比如可以批量在道路上添加一些特效。

所以通过Maxar的一些探索可以发现，在实景三维领域，摄影测量、计算机视觉以及AI相关的技术也在三维重建这个领域产生了融合，传统摄影测量集中于航空和航天平台，处理航空图像和卫星遥感图像，所用的相机通常为专业量测相机，最初的目的是制作地形图和各类专题图，为测绘行业服务；计算机视觉以普通相机、大众数据为主，相对而言行业面更加广泛（引自龚健雅）；而现在基于深度神经网络的三维重建也成为了当前的热点，比如NeRF相关的应用，下面就是使用NeRF方法和传统摄影测量方法重建的三维场景的对比。

现在无论是在消费市场还是在To G领域，实景三维都成为了兵家必争之地，国家层面有《实景三维》政策推动，消费市场，华为在HDC 2022发布会上也率先推出了实景三维地图，大概率也会引起其他厂商的跟进。

但是如何提高数据采集的速度、质量、更新的频率以及降低成本都成为关键问题，而随着遥感数据采集分辨率的提高以及自动化重建算法的融合，都逐渐让未来实景三维走进寻常百姓家成为可能，遥感厂商借助3D的构建能力未来在数字孪生以及元宇宙领域的参与感也会越来越强。

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编辑：吴春奇  审核：刘欣然指导：万剑华教授