實(shí)時(shí)三維建模技術(shù)：快速實(shí)景建模 滿足實(shí)戰(zhàn)需求

文/應(yīng)急管理部大數(shù)據(jù)中心 楊繼星

救援如“戰(zhàn)場(chǎng)”，分秒必爭(zhēng)，一張實(shí)時(shí)更新的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景三維地圖對(duì)于應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)具有重要意義。應(yīng)急管理部大數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新研發(fā)的分鐘級(jí)實(shí)時(shí)三維建模技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)邊飛邊建模，幾分鐘即可完成1平方公里區(qū)域的三維實(shí)景建模。

傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)三維建模技術(shù)存在耗時(shí)長(zhǎng)、穩(wěn)定性差、操作復(fù)雜以及無(wú)法邊飛邊建模等問題，無(wú)法滿足應(yīng)急救援的實(shí)戰(zhàn)需求。應(yīng)急管理部大數(shù)據(jù)中心基于自主研發(fā)的實(shí)時(shí)三維建模核心技術(shù)，研發(fā)了數(shù)字戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)三維建模系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)指揮一體機(jī)、機(jī)載AI計(jì)算機(jī)、衛(wèi)通復(fù)合翼無(wú)人機(jī)等核心裝備。系統(tǒng)可快速完成航測(cè)數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)生成三維模型，并實(shí)時(shí)發(fā)布至應(yīng)急管理部應(yīng)急指揮一張圖，為前后方指揮部快速提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)三維態(tài)勢(shì)圖，輔助研判災(zāi)情發(fā)展態(tài)勢(shì)。

實(shí)時(shí)三維建模系統(tǒng)采用軟硬件一體化設(shè)計(jì)，內(nèi)置于現(xiàn)場(chǎng)指揮一體機(jī)，在傳統(tǒng)三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)上，融合圖像降維、圖像預(yù)匹配、自適應(yīng)分塊計(jì)算、GPU深度加速等多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)救援現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景模型的快速重建。系統(tǒng)可提供實(shí)景三維量測(cè)、空間分析、關(guān)鍵目標(biāo)識(shí)別、模型多期對(duì)比等智能化分析工具，基于實(shí)時(shí)三維實(shí)景模型疊加現(xiàn)場(chǎng)氣象、水文、地質(zhì)、人員定位、生命體征、車輛工況等物聯(lián)感知數(shù)據(jù)，打造現(xiàn)場(chǎng)三維數(shù)字化底座，實(shí)現(xiàn)救援現(xiàn)場(chǎng)要素?cái)?shù)字化、災(zāi)情態(tài)勢(shì)可視化。

機(jī)載AI計(jì)算機(jī)：集成到無(wú)人機(jī)上，實(shí)現(xiàn)自主飛行控制、空中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、云邊協(xié)同計(jì)算等功能，是無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)快速三維建模與智能應(yīng)用的關(guān)鍵裝備之一。

長(zhǎng)航時(shí)衛(wèi)通復(fù)合翼無(wú)人機(jī)：最長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間10小時(shí)以上，最高時(shí)速170公里，可搭載機(jī)載AI計(jì)算機(jī)、航測(cè)相機(jī)、衛(wèi)星通信、自組網(wǎng)基站等載荷，執(zhí)行跨區(qū)域超遠(yuǎn)程空中偵察、快速三維建模、通信中繼、目標(biāo)識(shí)別等多種任務(wù)。

目前，實(shí)時(shí)三維建模系統(tǒng)已在“2·22”內(nèi)蒙古阿拉善露天煤礦特大坍塌事故、“6·4”四川樂山山體垮塌、河北涿州洪澇災(zāi)害等事故災(zāi)害救援中實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，為災(zāi)害事故應(yīng)急救援提供了有效支撐。

（本文將刊登于2023年第8期《中國(guó)應(yīng)急管理》雜志“中國(guó)應(yīng)急展”欄目）