8 марта 2023 - Источник: gim-international.com

Исследователи университета Конкордия разработали быструю и точную технику для создания высокодетализированных 3D-моделей крупномасштабных ландшафтов. С помощью этой техники можно создавать цифровые копии реальных сред вплоть до уровня пикселей, что облегчает людям исследование и навигацию по различным областям. Это нововведение делает создание цифровых двойников реального мира более доступным для различных приложений.

Новый метод называется HybridFlow и использует высокодетализированные аэрофотоснимки, снятые с самолетов, летящих на высоте более 30 000 футов (около 9 000 м), для создания точных 3D-моделей городских пейзажей, ландшафтов и смешанных областей, достигая типичного разрешения более 200 мегапикселей на изображение. . Благодаря использованию передовых методов обработки полученные модели точно отображают внешний вид и структуру окружающей среды, вплоть до отдельных цветов структур.

Преодоление окклюзии и повторения в 3D-реконструкции

В отличие от традиционных методов 3D-реконструкции, которые основаны на выявлении визуального сходства между изображениями для построения моделей, передовой подход HybridFlow устраняет такие проблемы, как окклюзия и повторение, что приводит к исключительной точности.

В партнерстве Хараламбос Пулис, адъюнкт-профессор компьютерных наук и разработки программного обеспечения в школе инженерии и компьютерных наук Джины Коди, и аспирант Цяо Чен создали структуру.

«Этот цифровой двойник можно использовать в типичных приложениях для навигации и исследования различных областей, а также в виртуальном туризме, играх, фильмах и так далее», — сказал Пулис.

«Что еще более важно, существуют очень эффективные приложения, которые могут имитировать процессы безопасным и цифровым способом. Таким образом, заинтересованные стороны и органы власти могут использовать его для моделирования сценариев «что, если» в случае наводнения или других стихийных бедствий. Это позволяет нам принимать обоснованные решения и оценивать различные факторы, снижающие риск», — добавил Пулис.

Нет необходимости в глубоком обучении

Обычные методы 3D-реконструкции основаны на выявлении визуального сходства между изображениями, но, поскольку изображения часто бывают большими, такие проблемы, как окклюзия и повторение, могут снизить точность. HybridFlow использует другой подход. Вместо того, чтобы сопоставлять ключевые точки изображения и распространять совпадения по области, изображения группируются в похожие по восприятию участки на уровне пикселей. Этот метод обеспечивает более быструю обработку и более надежное отслеживание точек на изображениях, что приводит к очень точному воспроизведению.

«Это также устраняет необходимость в какой-либо технике глубокого обучения, которая потребовала бы много обучения и ресурсов», — сказал Пулис. «Это управляемый данными метод, который может обрабатывать произвольно большой набор изображений».

Хранение данных на диске, а не в памяти оптимизирует конвейер данных для эффективной обработки. Более того, с помощью удаленного компьютера модель городской территории среднего размера может быть сгенерирована менее чем за 30 минут.

Charalambos Poullis и Qiao Chen в настоящее время работают с городом Terrebonne, чтобы использовать систему HybridFlow для планирования на случай стихийных бедствий. С помощью этой системы город может создать цифровой двойник района и моделировать различные сценарии наводнения. Внедряя барьеры, такие как мешки с песком, в цифровой двойник, город может принимать обоснованные решения о том, как реагировать на наводнение. Цель состоит не в том, чтобы полностью предотвратить наводнения, а в том, чтобы вооружить город лучшими инструментами для подготовки к бедствиям и реагирования на них.