虚拟现实赋能新型智慧城市，三项国家重点研发计划项目成果重磅发布

4月23日，国家重点研发计划项目成果发布会暨第八届中国虚拟现实产学研大会“XR+智慧城市”技术论坛在京召开。据悉，论坛由虚拟现实技术与系统国家重点实验室（北京航空航天大学）、测绘遥感信息工程国家重点实验室（武汉大学）、模式识别国家重点实验室（中国科学院自动化研究所）、中电科新型智慧城市研究院有限公司、中国虚拟现实技术与产业创新平台（CVRVT）主办。

智慧城市是虚拟现实技术重要应用领域

近年来，虚拟现实技术进入了快速发展期，新概念新理念不断涌现，在各领域的应用不断深化。“智慧城市是虚拟现实技术的重要应用领域，虚拟现实相关技术可以在智慧城市的信息基础设施以及各个行业发挥重要作用，”北航虚拟现实技术与系统国家重点实验室赵沁平院士在致辞中表示，“虚拟现实技术与系统国家重点实验室是我国最早开展虚拟现实技术研究与应用的单位之一，我们一直相信虚拟现实技术对产业具有巨大的促进作用并围绕国家需求付诸实践。”

武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室副主任吴华意介绍了实验室相关情况，并表示，“武汉大学非常荣幸地参加了北京航空航天大学牵头的‘物联网与智慧城市’国家重点研发计划，由实验室王伟教授承担课题‘城市日常管理数据汇聚融合与事件动态仿真’，围绕如何利用海量异构的城市日常管理及物联网数据，驱动城市空间事件的动态仿真开展研究工作，现已取得多项重要技术进展与成果”。

当前，随着虚拟现实、人工智能等新一代信息技术的发展与应用，新型数字产业生态正在快速形成。中国虚拟现实技术与产业创新平台CVRVT秘书长于文江指出，“虚拟现实、数字人、数字孪生、元宇宙等新型数字生态及虚实共生的新型社会形态已经来到我们的身边，开拓了人类的想象边界，加速社会体系与产业体系向更具有想象力的全面数字化转型发展，一些原来存在于科幻中的场景正在成为现实。”他建议，社会各界应围绕技术前沿和重点产业领域，持续推动科技成果转化和产业化工作，加快产业技术供给能力，扎实落地产业应用，推进我国相关产业的发展。

“虚拟现实之所以重要是因为它将单调复杂的数据组织为可自然理解与交互的‘世界’，极大扩展了人类所在的世界。我们希望虚拟现实相关的前瞻性研究和应用能够影响更多的人、更多的行业，发挥更大的作用。”北京航空航天大学教授周忠谈道。

智慧城市建设亟需构建新一代仿真平台

项目组认为，城市场景数据具备全时空、跨层级、跨业务等诸多特点，动态认知难度极高，亟需构建具备模型智能性与仿真真实性的新一代仿真平台需要，以支撑数字孪生等系统中虚拟与现实世界融合的动态认知。

据分析，现阶段，智慧城市的建设普遍存在虚拟城市场景模型缺乏语义与结构，海量城市视频“碎片化”，事件仿真局限于按照设定模式进行推演、难以支撑城市复杂巨系统的快速决策等诸多挑战。项目组围绕智能建模、虚拟融合、动态仿真三大重点取得了一系列重要示范应用和多项技术进展。

例如，随着城市信息化基础设施日益完善，摄像头、传感器等各种感知设备已经无处不在，每天都会产生海量的城市视频。城市交通、安防、防疫等多种场景的运营管理都依托于城市视频提供的数据要素。然而，由于城市三维模型无法频繁更新，如何整合实时视频流，实现融合认知成为了城市管理的一个难题。鱼眼、超广角、全景等畸变图像如何进行图像标定与对象形状恢复；低重叠度图像如何进行视频匹配融合；图像如何进行语义理解、视频分析、警报联动等都是摆在管理者面前的“拦路虎”。

“我们的研究目标一方面是实现视频图像与城市信息实时、准确的空间融合；另一方面是构建能满足现有各类相机数据的虚实融合引擎。”周忠介绍说。通过系列研究，团队推出畸变视觉融合、视频匹配融合、运动影像融合等关键技术，荣获多个奖项，并成功研制出虚拟融合引擎，进一步推出了平台级产品。

三大项目成果重磅发布

会议期间，北京大视景科技有限公司、武汉吉嘉时空信息有限公司、中电科新型智慧城市研究院有限公司、交通运输部科学研究院、三和数码测绘地理信息技术有限公司、北京航空航天大学、华中科技大学等企业、机构、高校代表分别分享了包括虚实融合引擎与实景数字孪生系统、动态仿真引擎与虚拟仿真地球系统、城市级虚实融合多尺度仿真平台在内的三大项目成果及相关应用案例。

其中，实景数字孪生系统在永清县“一网五治”项目应用中，基于高精度卫星照片、无人机倾斜摄影和三维建模等科技手段，实现区域卫星影像全域覆盖、重点区域实景还原、重点位置实景融合，构建数字孪生城市的三维空间基础模型，为承载政法大数据提供了空间地理场景。

动态仿真引擎曾亮相武汉世界军人运动会开、闭幕式的三维仿真推演系统，以时间为轴进行推演逻辑建模，结合开、闭幕式的具体事件策划脚本数据，按时间计划进行动态的三维可视化推演，实现了策划过程的可视化，为武汉军运会开闭幕式的顺利举行节约了大量时间与人力成本。

城市级虚实融合多尺度仿真平台也成功应用于深圳“智慧福田”城市建设中，通过构建具有高精度空间属性和可交互特性的三维模型，融合基于统一标准地址的业务数据和基础数据（流动人口、户籍人口、法人、烟感、监控视频等），实现了数据高度集聚、信息实时流动、安全预警准确及时，为城市的精细化治理提供了有力支撑。

会上，周忠强调，尽管项目成果已经得到了示范性应用，但核心技术从示范应用到市场量产还需加强推广，需要产学研各界通力合作。“下一阶段，希望能够（将项目成果）辐射至更大范围，为我国智慧城市、工业等数字经济相关产业的发展发挥促进作用。”

作者丨宋婧

编辑丨连晓东

美编丨马利亚