文/李曉冬
在新型城鎮(zhèn)化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型并進(jìn)的時(shí)代，城市信息模型作為智慧城市建設(shè)的“數(shù)字底座”，已逐漸成為城市治理、規(guī)劃與運(yùn)行的重要技術(shù)支撐。
然而，盡管城市信息模型被視為一種通用的基礎(chǔ)性技術(shù)，在實(shí)踐中卻暴露出諸多現(xiàn)實(shí)難題，包括數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、異構(gòu)數(shù)據(jù)融合困難、模型復(fù)雜度高造成加載緩慢等，導(dǎo)致城市級(jí)三維模型的建設(shè)效果遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
面對(duì)這些普遍存在的行業(yè)問題，北京飛渡科技股份有限公司技術(shù)專家王雪，憑借十余年在GIS平臺(tái)研發(fā)、三維數(shù)據(jù)處理算法和3D圖形圖像軟件系統(tǒng)工程實(shí)踐領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建起從三維數(shù)字城市場景輕量化算法研發(fā)、三維數(shù)據(jù)處理軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的完整技術(shù)路徑，推動(dòng)了飛渡數(shù)據(jù)產(chǎn)品在全國多個(gè)城市成功落地應(yīng)用，也為國內(nèi)城市信息模型項(xiàng)目的數(shù)據(jù)底板搭建提供了樣板。
破解城市級(jí)三維模型處理的核心技術(shù)瓶頸
在實(shí)際項(xiàng)目中，城市數(shù)字孿生平臺(tái)往往需要處理TB級(jí)別的三維數(shù)據(jù)，包括建筑BIM模型、人工建模模型、傾斜攝影模型、地形模型等多種數(shù)據(jù)源。這些模型因數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式不同，數(shù)據(jù)尺度不一致、數(shù)據(jù)復(fù)雜度高等原因，常導(dǎo)致數(shù)據(jù)在使用時(shí)出現(xiàn)多尺度視覺效果失真、顯示卡頓等問題，極大影響了用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)可用性。
王雪認(rèn)為，城市級(jí)三維模型性能瓶頸，并非單一環(huán)節(jié)導(dǎo)致，而是模型生產(chǎn)、組織、優(yōu)化和渲染全過程中多環(huán)節(jié)協(xié)同不暢的綜合結(jié)果。因此，針對(duì)城市級(jí)多源數(shù)據(jù)融合場景下的技術(shù)挑戰(zhàn)，她提出了一套創(chuàng)新的城市級(jí)三維模型輕量化算法與數(shù)據(jù)優(yōu)化策略，并從底層架構(gòu)設(shè)計(jì)到算法研發(fā)進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新。這套方法并非傳統(tǒng)LOD技術(shù)的簡單延伸，而是針對(duì)TB級(jí)城市數(shù)據(jù)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合等實(shí)際復(fù)雜問題提出的原創(chuàng)性解決方案。
為解決城市級(jí)多源數(shù)據(jù)融合這一行業(yè)難題，王雪設(shè)計(jì)了一套統(tǒng)一的模型適配與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換流程，并通過自主研發(fā)的高效數(shù)據(jù)優(yōu)化處理中間件，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模異構(gòu)數(shù)據(jù)的格式標(biāo)準(zhǔn)化、坐標(biāo)系統(tǒng)一以及LOD切片優(yōu)化，有效解決了數(shù)據(jù)融合中的關(guān)鍵瓶頸問題，極大提升了數(shù)據(jù)處理效率和兼容性。這一體系使飛渡軟件在項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出更強(qiáng)的通用性與兼容性。
這些技術(shù)共同構(gòu)成了“飛渡芯”平臺(tái)的核心支撐體系，使系統(tǒng)在處理城市級(jí)大規(guī)模三維數(shù)據(jù)時(shí)，加載速度、響應(yīng)效率和運(yùn)行穩(wěn)定性均得到顯著提高。王雪提出的數(shù)據(jù)處理技術(shù)方案在超過20個(gè)國內(nèi)城市的CIM平臺(tái)應(yīng)用中得到了驗(yàn)證，在江蘇南京項(xiàng)目中，通過使用這套數(shù)據(jù)處理方法，將數(shù)據(jù)交付的周期從原本的3個(gè)月縮短至約3周，顯著提升了數(shù)據(jù)的處理效率。
技術(shù)成長路徑：從底層研發(fā)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)者
王雪的技術(shù)能力并非一蹴而就，而是來自于多年扎根行業(yè)一線的深厚技術(shù)積累與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
她本科與碩士均在武漢大學(xué)就讀，分別攻讀測繪工程專業(yè)和大地測量學(xué)與測量工程專業(yè)，系統(tǒng)接受了地理信息系統(tǒng)、三維建模、遙感圖像處理等基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練。畢業(yè)后先后在偉景行科技與小桔科技任職，分別從事3D GIS軟件與自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)研發(fā)。
她主導(dǎo)研發(fā)的城市級(jí)三維瓦片發(fā)布引擎 TilePush，在城市級(jí)三維場景加載效率和大體量數(shù)據(jù)處理能力方面達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，成功應(yīng)用于“數(shù)字北京”等多個(gè)標(biāo)桿項(xiàng)目，在行業(yè)內(nèi)樹立了城市場景數(shù)據(jù)處理的技術(shù)標(biāo)桿。在小桔科技期間，她將技術(shù)重心轉(zhuǎn)向無人駕駛仿真系統(tǒng)的研發(fā)，并主導(dǎo)開發(fā)了自動(dòng)駕駛感知標(biāo)注平臺(tái)。這段經(jīng)歷不僅錘煉了其在高精度三維數(shù)據(jù)處理、仿真引擎構(gòu)建和實(shí)時(shí)渲染方面的系統(tǒng)能力，更重要的是，促使她將原本服務(wù)于城市級(jí)GIS應(yīng)用的3D算法設(shè)計(jì)能力與三維引擎開發(fā)能力成功遷移到智能出行領(lǐng)域的復(fù)雜應(yīng)用場景中，體現(xiàn)了其技術(shù)方案的高度通用性與工程適配力。正是這種跨行業(yè)的深度實(shí)踐，為她日后在數(shù)字城市場景中處理多模態(tài)數(shù)據(jù)融合與復(fù)雜場景還原打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
除了工程實(shí)踐，王雪也積極參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定與技術(shù)成果固化。她是中國首個(gè)《城市信息模型數(shù)據(jù)加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T319-2023）的核心起草人之一，該標(biāo)準(zhǔn)首次明確了國內(nèi)城市級(jí)三維模型輕量化的關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范，填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的空白，已成為業(yè)內(nèi)普遍遵循的行業(yè)規(guī)范。
目前，她已擁有9項(xiàng)國家發(fā)明專利，涵蓋了三維數(shù)據(jù)切片、城市級(jí)三維模型生產(chǎn)、三維模型效果優(yōu)化等多個(gè)方向，全部專利已應(yīng)用于飛渡軟件產(chǎn)品中并獲得良好反饋。
從“可用”到“易用”：城市三維模型低成本構(gòu)建方法探索
在長期的技術(shù)實(shí)踐中，王雪始終堅(jiān)持“三維數(shù)據(jù)的真正價(jià)值，體現(xiàn)在是否能解決用戶實(shí)際痛點(diǎn)”。早期，她主導(dǎo)研發(fā)的三維場景切片技術(shù)已成功突破大尺度城市模型加載難題，使三維數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“可用”。但隨著數(shù)字城市項(xiàng)目的快速推進(jìn)，行業(yè)痛點(diǎn)進(jìn)一步演化為“如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的易用與高效生成”——即在保證精度的前提下，以更低成本、更高效率構(gòu)建城市模型底板，成為普遍需求。
為此，她在專利《基于建筑基底矢量數(shù)據(jù)生成城市建筑場景的方法及裝置》中，提出了一種創(chuàng)新的城市建筑模型構(gòu)建方法：基于模型庫構(gòu)建大尺度LOD2模型。該方法通過復(fù)用模型庫中大量高質(zhì)量建筑單體，將建模問題轉(zhuǎn)化為模型特征空間中的匹配與替換問題，從根本上擺脫了對(duì)人工建模的依賴。相比傳統(tǒng)方式，該方法將城市尺度建筑模型的生產(chǎn)成本降低至原有的20%，生產(chǎn)效率提升達(dá)80%以上，在多個(gè)實(shí)際項(xiàng)目中取得了良好效果。
從可視化走向可理解：三維城市模型的智能化演進(jìn)路徑
面向未來，城市數(shù)字孿生系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)引擎正經(jīng)歷從靜態(tài)幾何建模向具備智能理解與語義驅(qū)動(dòng)能力的系統(tǒng)性升級(jí)。王雪認(rèn)為，三維城市模型數(shù)據(jù)的價(jià)值不應(yīng)僅停留在視覺層面的“可看性”，更應(yīng)通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化與語義增強(qiáng)，使其具備更深層次的“可理解性”與“可應(yīng)用性”。
為此，她與團(tuán)隊(duì)聚焦于實(shí)景三維數(shù)據(jù)中的水體、建筑、植被等關(guān)鍵要素，開展語義精細(xì)化識(shí)別與幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作。一方面，利用AI算法對(duì)原始模型進(jìn)行重構(gòu)與視覺表現(xiàn)優(yōu)化，提升其幾何規(guī)整性和感知質(zhì)量；另一方面，通過語義標(biāo)注與結(jié)構(gòu)化處理，為三維模型賦予可識(shí)別、可調(diào)用的語義信息，使其能夠支撐城市級(jí)孿生系統(tǒng)中的智能檢索、分析推演、自動(dòng)規(guī)劃等更高層次的應(yīng)用需求。
這些研究工作的目標(biāo)，是將“看得見”的三維數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為“能被理解、能參與決策”的智能化數(shù)據(jù)資產(chǎn)，進(jìn)一步提升城市數(shù)據(jù)在規(guī)劃、治理與運(yùn)行中的實(shí)用價(jià)值。相關(guān)算法已在多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中成功應(yīng)用，初步驗(yàn)證了其在提升模型構(gòu)建效率和降低建模成本方面的顯著成效。預(yù)計(jì)未來，該方法可使城市級(jí)三維模型的構(gòu)建效率提升50%以上。
結(jié)語：以系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)筑未來城市的堅(jiān)實(shí)底座
在城市數(shù)字化進(jìn)程不斷加速的當(dāng)下，三維模型不再只是靜態(tài)展示的圖像成果，而應(yīng)成為支撐城市治理與智能決策的核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)。王雪始終秉持以技術(shù)回應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求的理念，在十余年工程實(shí)踐中，從算法研發(fā)到平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)，從異構(gòu)數(shù)據(jù)融合到語義智能建模，構(gòu)建起面向未來的數(shù)字城市底層數(shù)據(jù)引擎。
她深知，只有打通從“可用”到“好用”、再到“智能可應(yīng)用”的技術(shù)鏈條，城市數(shù)字孿生系統(tǒng)才能真正從“看得見”邁向“用得好”，為城市規(guī)劃、運(yùn)行與治理提供具備決策意義的數(shù)字支撐。這不僅是技術(shù)的演進(jìn)路徑，更是對(duì)現(xiàn)實(shí)城市問題最有價(jià)值的回應(yīng)。
在這個(gè)不斷變化的行業(yè)中，王雪這樣的技術(shù)骨干，正以穩(wěn)扎穩(wěn)打的方式，為中國數(shù)字孿生的發(fā)展留下了務(wù)實(shí)而清晰的技術(shù)印記。
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