当“卫星遥感”遇见“数字人” ——智慧地球大讲坛聚焦多源时空卫星遥感

卫星遥感数据科技跟数字人能碰撞出什么火花？二者又有什么样的关系和交集？3月10日，由航天宏图股份有限公司主办，以“多源时空卫星遥感遇见数字人”为主题的《智慧地球大讲堂》第二期沙龙在北京举行。

清华大学长聘副教授刘烨斌博士、北京航空航天大学副研究员汪淼博士、航天宏图公司高级副总裁王涛博士参与本次沙龙，三位专家围绕地球3D、人工智能、虚实结合、增强现实、实景三维、数字人等热门话题，从技术发展及行业现状等方面进行了权威解答。航天宏图公司高级副总裁洋溢主持了本次沙龙。 近年来，云计算技术、移动互联网技术、大数据技术、物联网技术、5G及人工智能技术、元宇宙技术飞速发展，遥感领域也有了非常大的提升。

王涛介绍了卫星、无人机、智能驾驶等终端，描绘了测量技术在军事和日常生活中的广泛应用。在实景三维的测量方面，无人机、卫星起到了互补作用，终端手机为我们提供了一个全息的、空天地一体的遥感观测网络。

“元宇宙是我们互联网从二维向三维进化的过程”，王涛表示，空间测绘是建立虚拟世界重要的手段之一。谈到数字孪生时，王涛阐述了其在应急管理、灾害处理上的应用。他以航天宏图的地铁数字建模为例，模拟地铁客流量、应急管理、路口疏散等，数字建模提供了比较准确的平行时空模拟。

“数字人是元宇宙提供智能服务的一个入口” ，在王涛看来，数字人应用场景非常广阔，虚拟演员、虚拟主播、虚拟小助手等，数字人有着天然的优势。而人物建模、视觉驱动、语音驱动、文本驱动、情感计算是虚拟人重要的底层技术。

刘烨斌表示，目前，卫星遥感的成像设备在时间和空间上分辨率还不够高，多维多尺度的高分辨率观测可以作为遥感观测的补充。据了解，刘烨斌所在的团队研制了一套多维多尺度的成像系统，通过两级成像，可以达到2.5亿像素30帧每秒的观测。这套系统可以在几公里外看清楚车辆的车牌，在一公里外能识别人脸，在安防领域有很大的帮助。

刘烨斌表示，动态高分辨率成像在实景三维中的难点是如何进行动静结合，“二维的观测是一个固定的视角，但三维是可以任意视点的，所以怎么去融合这些信息是一个难题”，人工智能技术对于三维实景的后期编辑建模会有很大帮助。

“未来的交流和通信方式，将会是数字人应用的一大方向”，刘烨斌老师表示，“通过全息显示设备将人物形象传输并以全息投影的方式让远方的两个人能互相的交流”，动捕、重建、生成这三个技术是数字人技术的研究核心。他介绍说，动捕是通过深度相机实现对人体实时动态的三维重建以及运动捕捉。重建是指对外观的重建，核心是采集人的实时动态去实现数字人的全息通信系统。生成是指去创造数字人的表情、动作、形象、语音等等，成本控制是关键，而人工智能将会在未来降低这个技术的成本。

汪淼认为，数字孪生将我们的物理世界和我们的虚拟世界进行连接，这种技术也可以用在卫星领域。他距离说，对于数字卫星的虚拟孪生，可以帮助我们对卫星的隐形状态进行监测，为维修提供指导。在虚拟生理人体以及医学仿真方面，数字孪生可以提供一些重大的信息基础设施，支撑个性化手术、精准治疗以及新药和新医疗器械的研发。

目前，汪淼的实验室围绕微观尺度的人体构成单元建模，以及个性化手术仿真和药物对人体的交互作用等方向开展研究，目前已经做到了器官和组织的建模，未来还要在生理以及生化，从分子到细胞这些微观领域进行建模。数字孪生与生化生理人体相结合，将对生命科学以及医药领域的创新带来颠覆性的影响。城市级的数字孪生可以实现人群行为模拟，包括突发事件的应急处理，城市活动的彩排演练，这对我们的城市安全有很大的作用。

“元宇宙的另一种技术路线是偏卡通一点的，不是完全重现出真实世界”，汪淼介绍，目前对于用户端虚拟内容生成的建模工具，让用户非常方便地创造虚拟世界的工具，是当前非常火爆的一个研究方向。

对于数字虚拟人，汪淼表示，虚拟人的底层技术主要有三大块，一类技术主要对虚拟人进行高真实感的这种高保真的建模，另一类是表情跟踪，手势的识别技术，主要对虚拟人进行驱动，还有一类是基于继续学习的技术，目的是为虚拟人赋予知识，让它能够和人进行互动。

云计算、大数据、人工智能、增强现实、实景三维、地球3D等技术的让卫星遥感在应用端有了更广阔的纵深。三维视觉、虚拟现实、计算机摄像、图形计算等技术对数字人的生成和重建提供了基础。

相信在未来的某一天，人们可以置身真实的虚拟世界，每一位用户都可以自由选择化身为数字人，在元宇宙的世界中进行生产和交流。而在实现这个过程中探索的所有技术，都将成为推动人类向更好的未来前进的不懈动力。（战钊）

智慧地球大讲堂

“智慧地球大讲堂”是PIE-Engine遥感云服务平台上的一个栏目，已开展逾百期。栏目定期邀请院士、专家教授、学术型官员等行业大咖做前瞻性报告，借助大讲堂来与国内外同行探讨遥感、导航、气象、海洋、水利等多个地球科学领域的新理论、新技术，分享地球科学研究的新进展与新成果。

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