瑞士的一個多學(xué)科團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新的ScanVan對錫安市進(jìn)行建模，從理論，技術(shù)和法律角度探索了城市數(shù)字化的未來。

ScanVan是一個為期四年的項(xiàng)目，旨在開發(fā)一種將城市數(shù)字化的新技術(shù)，并于2021年3月完成。這是EPFL數(shù)字人文實(shí)驗(yàn)室（HES-Industrial Systems Research Institute of HES-）的研究人員與瑞士的三方合作。 SO Valais / Wallis以及蘇黎世大學(xué)的ITSL（信息技術(shù)，社會和法律中心），由SNSF大數(shù)據(jù)研究國家計(jì)劃資助。團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)了該項(xiàng)目，從其理論構(gòu)想和對未來社會和商業(yè)應(yīng)用的探索到實(shí)際實(shí)施。

ScanVan在信息和通信技術(shù)領(lǐng)域又向前邁出了重要的一步：以3D形式制作城市模型。當(dāng)前大多數(shù)掃描系統(tǒng)都使用可伸縮的激光系統(tǒng)或基于標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)的攝影測量方法，這些方法并非萬無一失，需要多次掃描。ScanVan團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種全向球面采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)與專用算法相關(guān)聯(lián)，可確保較高的掃描和攝影測量計(jì)算效率。該系統(tǒng)安裝在移動的車輛（ScanVan）中，以規(guī)則的增量生成球形圖像。在實(shí)踐中，ScanVan只需要經(jīng)過一條街道即可獲取足夠的數(shù)據(jù)以進(jìn)行三維復(fù)制。尼爾斯·哈默爾（Nils Hamel）解釋了相機(jī)背后的邏輯：

“目標(biāo)是利用一種可以看到其周圍整個球體的設(shè)備來一次捕獲場景的各個方面。這樣的策略極大地減輕了圖像連通性的問題，因?yàn)楸舜私咏牟东@在每種情況下都保證了很大的重疊。從而簡化了圖像采集后的連通性圖，這極大地促進(jìn)了采集活動，并使攝影測量學(xué)更接近用于連續(xù)3D和4D映射的逼真的超現(xiàn)代技術(shù)?！?/p>

ScanVan的相機(jī)?DHLAB / EPFL

這些進(jìn)步使得可以考慮定期掃描整個城市，從而創(chuàng)建城市的4D表示形式（3D +時(shí)間）。ScanVan團(tuán)隊(duì)使用車輛的原型制作了錫安市的完全對齊模型，從而對該技術(shù)進(jìn)行了測試。EPFL小組研究了第一個理論模型和計(jì)算模型。由Pierre-AndréMudry領(lǐng)導(dǎo)的HES-SO Valais / Wallis團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)制造創(chuàng)新的球形攝像機(jī)，并為車輛配備了相關(guān)的數(shù)據(jù)處理硬件和軟件。Pierre-AndréMudry解釋了ScanVan技術(shù)的發(fā)展：

彌合理論與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用之間的鴻溝需要一種綜合的方法論，在這種方法論中，我們研究所的應(yīng)用技術(shù)技能可以補(bǔ)充在EPFL開發(fā)的技術(shù)。在這個項(xiàng)目中，我們已經(jīng)反復(fù)證明了基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)之間成功的協(xié)同作用如何是有益的，例如使用數(shù)學(xué)上定義的后視鏡，該后視鏡可以在實(shí)際約束下制造，并成功地集成到移動車輛的采集系統(tǒng)中?！?/p>

EPFL的Cosandey廣場的數(shù)字化?DHLAB / EPFL

2020年，蘇黎世大學(xué)加入了該項(xiàng)目，以研究高分辨率3D模型的開發(fā)可能引起的隱私問題。弗洛倫特·圖文寧（Florent Thouvenin）和他的團(tuán)隊(duì)思考了如何確保ScanVan收購技術(shù)與瑞士法規(guī)對個人身份數(shù)據(jù)的保護(hù)合規(guī)。采用了“設(shè)計(jì)有隱私”的方法來創(chuàng)建處理管道和勘探接口。這包括自動算法處理以模糊個人和車輛的可識別數(shù)據(jù)，以及附加的人為控制以提高公眾的透明度。

“用球面圖像生成3D城市模型是一種非常有趣的技術(shù)方法。但是，借助攝像機(jī)收集公共空間中的數(shù)據(jù)會使人們在圖像中發(fā)現(xiàn)自己。因此，必須遵守各種法律，包括數(shù)據(jù)保護(hù)法律。如果我們從開發(fā)開始就遵循“設(shè)計(jì)有隱私”的方法，則可以大大簡化這種合規(guī)性。通過采用這種方法，我們針對瑞士和歐盟現(xiàn)行的數(shù)據(jù)保護(hù)法對技術(shù)進(jìn)行了分析。然后，我們提出了設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)并建議了行動，以克服項(xiàng)目期間發(fā)現(xiàn)的法律問題?！?/p>

盡管ScanVan仍處于原型階段，但它將對依賴城市數(shù)字化的服務(wù)的商業(yè)部署和管理產(chǎn)生未來影響，例如自動駕駛汽車程序：可以與流動性實(shí)驗(yàn)室Sion-Valais進(jìn)行鏈接。ScanVan是一個相當(dāng)緊湊且可擴(kuò)展的系統(tǒng)，它為地方政府和企業(yè)提供了更大的可能性，要求其相對于城市數(shù)字化等當(dāng)前的龐然大物，在數(shù)據(jù)管理方面擁有更大的自主權(quán)。它還將允許以更加本地化和公眾負(fù)責(zé)的方式來管理有關(guān)人們隱私的決策。對于EPFL數(shù)字人文實(shí)驗(yàn)室主任弗雷德里克·卡普蘭（FrédéricKaplan）而言，當(dāng)今大多數(shù)城市正處于一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)：

“在不久的將來，將自動管理定期更新的數(shù)字化雙胞胎的城市與仍依賴舊的地理信息系統(tǒng)的城市之間將有很大的分歧。前者將采用基于自我完善信息系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略，該系統(tǒng)可用于多種新服務(wù)。借助其4D模型，這些城市將能夠部署增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)界面，自我優(yōu)化的物流和其他自動駕駛汽車，這些汽車將相應(yīng)地產(chǎn)生更精確的實(shí)時(shí)表示。他們將在過去和未來之間保持永久的聯(lián)系。其他城市將保持對上個世紀(jì)城市空間的靜態(tài)了解?！?/p>

ScanVan?DHLAB / EPFL