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高精地圖的應(yīng)用與發(fā)展

時間:2020-12-05 15:59來源:網(wǎng)絡(luò)整理 瀏覽:
先明確一個概念,我們生活中經(jīng)常使用的地圖,用來查詢定位或?qū)Ш降?,例如騰訊地圖、高德地圖、百度地圖等,并不是高精地圖,它們的用戶群體與使用方向

先明確一個概念,我們生活中經(jīng)常使用的地圖,用來查詢定位或導(dǎo)航的,例如騰訊地圖、高德地圖、百度地圖等,并不是高精地圖,它們的用戶群體與使用方向與高精地圖不一致,其制作流程也與高精地圖并不一致。

如何定義高精地圖?

一般來說,亞米級以下精度,都算是高精地圖。

接下來將從應(yīng)用方向發(fā)展歷程、技術(shù)瓶頸、未來展望幾個方面,概述一下高精地圖的過去、當(dāng)下、將來。

一、高精地圖應(yīng)用方向

新興:自動駕駛

關(guān)注前沿動態(tài)的人,對自動駕駛都不會陌生,也會經(jīng)常在路上看到高精地圖采集車。

高精地圖是自動駕駛的基礎(chǔ),沒有高精地圖,自動駕駛無法實現(xiàn)。

且不是所有地圖采集車都叫高精地圖采集車,只有像下面這樣配置的車(百度Apollo2.5)才是高精地圖采集車。

它得有采集點云數(shù)據(jù)的激光雷達裝置,進行高精定位的RTK裝置,獲取車輛角度和加速度的慣導(dǎo)系統(tǒng)等,才能叫做高精地圖采集車。一臺車的成本在百萬以上,由此可見,自動駕駛和高精地圖是燒錢產(chǎn)業(yè)

傳統(tǒng):基礎(chǔ)建設(shè)與國土規(guī)劃

自然資源普查、土地利用調(diào)查、城市規(guī)劃建設(shè)等國計民生行業(yè),是最傳統(tǒng)的需要使用高精地圖數(shù)據(jù)的方向。

例如,中國有18億畝耕地,保障糧食產(chǎn)量能達到自給自足,且有結(jié)余。這個數(shù)字是如何得出?如何保證每年紅線不破的?

就是通過每年的土地利用調(diào)查,修正數(shù)字線劃圖,統(tǒng)計地類圖斑(每一塊土地都是什么使用類型,耕地、林地、工業(yè)用地、居住用地等,甚至更細分的苗木林地、經(jīng)濟作物林地、茶園、蘋果園、草莓園等等)得出的。

每次大范圍的國土資源普查,幾乎都要國土資源領(lǐng)域全員投入,街市巷陌、田間地頭調(diào)查經(jīng)年,點燈熬夜,趕一個又一個截止日,才能完成全國普查內(nèi)容。

在這些領(lǐng)域要使用的地圖數(shù)據(jù)精度要求極高,通常是毫米或厘米級,僅僅到達米級是不夠的。

未來:小而精的垂直應(yīng)用

受限于設(shè)備價格和精度要求,在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi),高精地圖產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)成本是降不下來的,不可能量產(chǎn)化。

但是北斗和5G的發(fā)展,讓高精定位成為切合實際的前沿?zé)狳c。幾乎與高精定位同源雙生的高精地圖,是任何人都不能放棄的蛋糕。

目前在業(yè)內(nèi),高精地圖和高精定位,仍然是和自動駕駛緊緊綁定,但除了自動駕駛,它就沒有有其他的應(yīng)用方向了嗎?

答案顯然是否定的。

地圖本身不是個大產(chǎn)業(yè),但是它作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與服務(wù)方,跟各行各業(yè)都有結(jié)合,且不可或缺。隨著互聯(lián)網(wǎng)需求的發(fā)展,定制化需求會越來越多。

1.不可量產(chǎn);2.熱點相關(guān);3.行業(yè)結(jié)合。

我們可以理想的預(yù)期:服務(wù)于細分行業(yè),定制化的高精地圖,小范圍的試點應(yīng)用,可能是未來高精地圖的發(fā)展方向。

綜上,高精地圖是一個門檻較高的領(lǐng)域,小范圍(單純面積)成本還好,范圍一大,就需要投入很多的人力、物力、財力。

二、高精地圖的發(fā)展與限制

1.限制條件:資質(zhì)

資質(zhì)問題曾經(jīng)是,現(xiàn)在仍然是限制地圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展(注意是地圖產(chǎn)業(yè),這個范圍很廣,普通地圖、高精地圖、地理信息服務(wù),基于位置服務(wù)等等,都可以涵蓋在這個范圍內(nèi))的最大問題。

資質(zhì)問題講起來很復(fù)雜,而且敏感。這里就不展開說了。

看下圖(政務(wù)平臺公示),可以看出來,資質(zhì)的分類很細,能做什么,不能做什么,規(guī)定的明明白白。

但好在,國家在17年之后,對互聯(lián)網(wǎng)地圖的政策放寬了,但僅僅是互聯(lián)網(wǎng)地圖,不包括高精數(shù)據(jù)。

2.分水嶺:政策放緩、互聯(lián)網(wǎng)大佬入局

早期,地圖資質(zhì)是不對民用開放的,完全屬于軍用或國家基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域。

2010年之后,互聯(lián)網(wǎng)突飛猛進,政策放緩,BAT巨頭通過收購有資質(zhì)的企業(yè),獲取地圖資質(zhì),推進地圖行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)化,隨著PC互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,大家越來越離不開手機地圖APP了。

2013年,百度全資收購有甲級導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)的長地萬方。

2013年,阿里先期斥資2.94億美元收購高德28%股份,資產(chǎn)重組后完成全面控股。

2013年,騰訊將soso地圖更名為騰訊地圖,之后入股四維圖新。

可以看出互聯(lián)網(wǎng)大佬,都是2013年入局地圖產(chǎn)業(yè)。

2013年可以看成一個分水嶺,但這時候,僅僅是普通的導(dǎo)航電子地圖(精度在百米左右),而非高精度。

大佬入局,瘋狂砸錢,加之手機產(chǎn)品更新?lián)Q代,手機導(dǎo)航地圖的時代來臨,互聯(lián)網(wǎng)地圖走進千家萬戶。

但是高精地圖產(chǎn)業(yè),仍然在傳統(tǒng)的國家單位手中,因為它并沒有明晰的民用方向。

2013年到2018年,互聯(lián)網(wǎng)地圖蓬勃發(fā)展,高舉不要錢的大旗,造成了行業(yè)變革,車載導(dǎo)航市場一蹶不振,漸漸落幕,這是日新月異的科技時代,不得不經(jīng)歷的陣痛。

時代洗禮下,墻頭變換大王旗,山河歲月空惆悵。

3.借東風(fēng):自動駕駛帶動高精地圖

2010年,谷歌宣布研發(fā)自動駕駛汽車。

2015年,百度聯(lián)合寶馬宣布研發(fā)自動駕駛項目。

2017年,北京市交通委聯(lián)合交管局、經(jīng)濟信息委,發(fā)布針對自動駕駛道路測試的《指導(dǎo)意見》與《實施細則》,規(guī)范推動自動駕駛汽車的實際道路測試。

2018年,騰訊入局,百度阿波羅正式在長沙上路。

2019年,自動駕駛的春天艷陽高照,風(fēng)投紛至沓來,企業(yè)百花齊放,似乎滿大街都是自動駕駛的測試車,但沒有人知道,這春天是否如北京城的春天一樣,鮮艷絢麗,轉(zhuǎn)瞬即逝。

自動駕駛的確有很多法律上和技術(shù)上的未定因素,導(dǎo)致其充滿變數(shù),但它推動了高精地圖的民用化。

導(dǎo)航必然需要地圖,普通導(dǎo)航地圖十米、甚至百米的精度,根本無法滿足無人自動駕駛的需求。

自動駕駛需要地圖底圖的精度到達車道級,需要精確的定位出車道線,一個車道白線寬不超過20厘米,也就是說地圖精度不能超過20厘米,高精地圖的需求產(chǎn)生了。

我們姑且不看雨后春筍一般的自動駕駛企業(yè),單看高精地圖。

在自動駕駛的浪潮下。

互聯(lián)網(wǎng)巨頭們在做高精地圖,高德、百度、騰訊,在地圖產(chǎn)業(yè)的旗下,都有自己的高精地圖事業(yè)部門,京東、滴滴、美團等,也都有做高精地圖的團隊。

傳統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)商,四維圖新一直根植其中。

通訊業(yè)巨頭,華為、小米也都在做高精定位和高精地圖。

車企更是惶不多讓了,上汽集團、吉利汽車等等。

更別說那些概念性的短命新興科技公司了。

18年、19年,借著自動駕駛的東風(fēng),人人都覺得這是個風(fēng)口,常年受困天花板的地圖數(shù)據(jù)行業(yè)人心思變、蠢蠢欲動。

但熱潮退去,高精地圖是高門檻、短期見效慢的產(chǎn)業(yè)仍然是一個不爭的事實。

(下圖中有幾家公司現(xiàn)在可能已經(jīng)不在了。)

入局、破局,發(fā)展,抽身,成敗蕭何,關(guān)鍵性的問題就是,有錢有人嗎?

2020年,自動駕駛熱度已經(jīng)不如18年19年那么瘋狂了,還能在這個行業(yè)中留下并堅持的,都是財力雄厚的大廠。

高精地圖這個行業(yè)肯定是要發(fā)展的,因為技術(shù)的發(fā)展永遠會超越我們的想象。

但如何發(fā)展,我們可能要翻看一番,毛主席的《論持久戰(zhàn)》了。

4.細分行業(yè)結(jié)合應(yīng)用:物流、出行、社交、5G、物聯(lián)網(wǎng)

2018年,國家機構(gòu)進行優(yōu)化整合,取消了國土資源部,整合相關(guān)職能部門,成立了自然資源部,地理信息行業(yè)開始緩慢的市場化改革,各地地理信息單位,由事業(yè)改為企業(yè)。

2018年前后,國家顯然降低了地圖行業(yè)的資質(zhì)審核的難度。

不再需要斥巨資收購有資質(zhì)的企業(yè),只要符合準(zhǔn)入機制(當(dāng)然要求也很高),民營企業(yè)也能申請到甲級資質(zhì)。

滴滴、順豐、京東、美團,相繼獲取了資質(zhì),結(jié)合行業(yè)布局地圖、定位、基于位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

這四家都是做什么的,想來不用細說。

由此可見,國家放寬政策,是鼓勵地理信息產(chǎn)業(yè)民用化的,只要各行各業(yè)心里有譜,法律法規(guī)常記心中,一年一度安全培訓(xùn)。

出行、物流、社交,互聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè),入局地圖,是個利好消息。這些企業(yè)不會自己做地圖,但是基于本行業(yè)的地圖應(yīng)用,他們肯定希望自己做,要不然也不會去申請資質(zhì)。

現(xiàn)在提倡精細化,高精地圖的使用就是精細化。

在設(shè)備與技術(shù)沒有質(zhì)的飛躍的時候,高精地圖很難大范圍量產(chǎn)。但有和沒有是本質(zhì)區(qū)別,在這些垂直行業(yè),高精地圖一定會有試點應(yīng)用。

自動駕駛只是其中一小方面,無人配送、智慧城市、新零售等等,都是一片藍海(不一定知道朝著什么方向,但海一定要跳下去)。

19年、20年,基建狂魔大力發(fā)展5G,5G具有高精度、低延時等特點,5G時代的定位精度相對于4G時代將有明顯變革。

5G技術(shù)推動高精定位發(fā)展,高精定位發(fā)展會推擠物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展。

萬物互聯(lián)的時代,沒有地圖,誰能看出設(shè)備在哪里?

5G時代,物聯(lián)網(wǎng)也是高精地圖產(chǎn)業(yè)的一個方向。

理想是遠大的,但前進的道路,仍需要艱苦跋涉,一步一個腳印。

5.技術(shù)瓶頸:不成熟的AI技術(shù)無法取代人海與設(shè)備昂貴

地圖行業(yè),一直都有一個老大難題,那就是在數(shù)據(jù)的采集加工更新上,無法避免海量的人力、物力的投入。

自動駕駛、高精地圖,宣傳一直主打人工智能、視覺算法等。

我們對高大上的技術(shù)充滿了期待。

但是國外強如谷歌,也未見有什么現(xiàn)實性的大范圍落地應(yīng)用(這不是說谷歌不行,它仍然是前沿技術(shù)風(fēng)向標(biāo))。

國內(nèi),高德地圖成百上千人的數(shù)據(jù)團隊(內(nèi)業(yè)、外業(yè),外包、分布各地的兼職人員),阿里巴巴技術(shù)不牛嗎?

牛的話,為什么要用這么多人呢?

是因為地圖數(shù)據(jù)采集更新的問題,是沒有辦法在短期之內(nèi)不利用人海解決的。

舉個例子,車道線問題。

我們會理所應(yīng)當(dāng)?shù)南?,瀝青地面是黑色的,車道線是白色的,那很容易把車道線提取出來,其實不然,路況是復(fù)雜多變的,萬一道路上有貓貓狗狗塑料袋反光水坑把車道線遮擋住了呢?萬一這條道路川流不息,把車道線磨得黑乎乎的,跟地面沒啥區(qū)別了呢?

現(xiàn)實應(yīng)用要比實驗室里的不確定因素多很多。

再舉個例子,POI更新。

地圖采集車上路掃街,刮風(fēng)下雨,照片拍攝得模糊不清,通過程序?qū)⒌昝R別出來,準(zhǔn)確性不高,仍然需要人工核對。還有些小街小巷,汽車無法出入,那就需要人去實地看了。甚至像下圖,一張圖,無數(shù)個招牌,怎么看?

開車開飛機拍攝柵格照片需要人,外業(yè)實地調(diào)繪需要人,內(nèi)業(yè)采集審核需要人。

中國地大物博,畫地圖需要人山人海,這是一個不爭的事實。想做地圖,要有雄厚的財力支撐,這是事實。

當(dāng)然如果只做小范圍的地圖(一個小區(qū)、一個廠房等),也不需要那么多人。

但是人數(shù)可以縮減,硬件設(shè)備還是個硬指標(biāo)。

高精地圖采集車,大幾百萬(便宜的精度達不到要求);如果覺得車不好的話,航攝無人機更貴(注意航攝無人機不是普通無人機,航攝無人機在飛行的過程中,是要記錄參數(shù)的,以供后續(xù)的正射解算),還得需要航空攝影測量的資質(zhì),這個資質(zhì)還沒有開放到常規(guī)民用領(lǐng)域;但無人機穩(wěn)定性差,可以選擇航攝飛機(目前只有軍用)。

有人會說,可以用衛(wèi)星影像。要做高精地圖,民用分辨率不達標(biāo)。這里注意,影像分辨率跟衛(wèi)星定位精度是兩碼事,北斗從來不出影像。

不開玩笑,民用領(lǐng)域,唯一可選的就是采集車。

當(dāng)然如果能解決影像采集的問題,矢量化的過程就相對容易了,獲取定位點和基準(zhǔn)線的全站儀、RTK也就十來萬。剩下的就可以內(nèi)業(yè)解決了,內(nèi)業(yè)有電腦就夠了。

這里說的只是二維高精地圖,還不是三維,三維的話,需要測量計算高程,更貴更難。

不過高精只是個閾,毫米級是高精,厘米級是高精,米級也是高精。在一定范圍內(nèi),投入高精地圖采集車和RTK,實現(xiàn)米級高精地圖的生產(chǎn)還是不算困難的。

在人類的發(fā)展史上,利用科技進步,后世的人總能實現(xiàn)過去的神話,例如登月。

我們可以樂觀的相信,隨著制造業(yè)和通訊技術(shù)的發(fā)展,大范圍低成本的實現(xiàn)高精地圖的生產(chǎn)指日可待。

而目前在各個領(lǐng)域的試點,都是為這個美好而光明的未來鋪路。

(我一直認為,農(nóng)業(yè)是立命之本,制造業(yè)是國之根基。)

三、總結(jié)

本文從高精地圖的應(yīng)用、發(fā)展、限制等方面,闡述了一些不算成熟的見解,較泛而淺。

應(yīng)用、發(fā)展、限制,如果想深入了解的話,建議多關(guān)注政策變化,解讀各種通知文件,留意自動駕駛、5G、物聯(lián)網(wǎng)、車輛網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)動態(tài)。來源 | hdmap

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