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3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

本文作者:贝爽 2020-09-17 18:34
导语:凝视一张城市旧照唤起怀旧的感觉?这个AI工具可以带你“回到过去”。

记录一座城市的历史有几种方式?

可能你会想到文字,图片或者录视频,而谷歌却提供了一种更具『穿越感』的方式—3D重建。

近日,谷歌研究团队利用3D重建了20世纪40年代的曼哈顿切尔西街景,而这一功能的实现利用的是一款名为Kartta Labs工具。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

Kartta Labs是一个基于Google Cloud和Kubernetes的可扩展系统,它可以根据历史地图和照片重建过去的城市面貌。

现在这项系统已经被谷歌正式开源,人人皆可使用它来记录生活。

Kartta Labs:3D重现城市街景

在数字档案馆收集历史地图的尝试一直存在,相比之下,Kartta Labs不仅是简单的数据收集,而是在时空中呈现地图,即利用人工智能创造3D视觉。

具体来说,Kartta Labs系统主要包括三个模块:

  • 时间地图服务器(A Temporal Map Server):用于显示地图随时间变化的动态过程。

  • 众包平台( A Crowdsourcing Platform):允许用户上传城市历史地图,并将其与真实世界的地图坐标相匹配(地图校正和矢量化)。

  • 3D平台(3D Platform):利用深度学习从相关数据中学习并重建建筑物,以实现3D视觉体验。

众包平台,其切入口是Warper,Warper是基于MapWarper的开源Web应用程序,它允许用户上传地图的历史图像,并通过在历史地图上找到控制点,以及与基础地图相对应的点来进行地理位置校正。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

用户上传扫描的历史地图后,Warper会从地图中提取文本信息,并对地图的地理位置做出最佳猜测。(此猜测只是大致确定其位置范围,允许用户进行参考和调整。)

在手动放置历史地图和参考地图上的成对控制点后,应用程序使用地理参考点来调整图像,使其与参考地图对齐。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

Warper使用许多开源地理空间库和技术作为Ruby on Rails应用程序运行,包括但不限于PostGIS和GDAL。它可以将生成的地图导出为PNG,GeoTIFF或其他格式。

Warper还运行栅格图块服务器,该服务器在URL处提供每个经过地理校正的地图。该栅格图块服务器用于编辑应用程序中,将地理校正后的地图加载为背景。

时间地图服务器,其核心编辑器是开源Web的另一个应用程序,它是OpenStreetMap编辑器的自定义版本。该程序支持时间维度,并与Kartta Labs套件中其他应用程序的集成。

编辑器允许用户加载经过地理校正后的历史地图,并支持跟踪其地理特征(例如,以矢量格式构造建筑,道路等)。

矢量格式提取的几何图形以及元数据(如:地址,名称以及开始或结束日期)都存储在地理空间数据库中,可以对其进行查询,编辑,样式化并呈现到新地图中。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

带时间滑块的曼哈顿切尔西鸟瞰图

最后,时间地图前端Kartta(基于Tegola)可视化矢量图块,可以使用户在时空上浏览历史地图。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

3D曼哈顿切尔西街景

Kartta的工作方式与常用的地图应用程序(如,Google Maps)一样,不同的是,它还具有时间滑块,因此,用户可以选择要查看的地图年份,并通过移动时间滑块,查看地图中的建筑或道路等要素如何随时间而变化。

记录世界历史地图,现已开源

据了解,去年在国际人工智能地理知识发现研讨会上,Kartta  Lab系统的研发首次被提出。

需要说明的是,Kartta  Lab不仅用于提升个人“时间旅行”的体验,而其初心是为了让世界历史地图更易于使用和呈现。

根据谷歌研究团队介绍,历史地图是一种查看不同时间状态下谷歌地图(Google Earth)图像的方法,它有助于确定文化和社会趋势,不仅是个人研究的宝贵资源,也是规划和推广的重要资源。

十多年前,美国前副总统阿尔·戈尔(Al Gore)曾利用谷歌地图历史图片展示了极地冰川的融化过程。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

如前所述,Kartta  Lab系统不仅局限于历史地图数据的收集,而是通过3D模型在时空中进行呈现。

接下来,谷歌研究团队即将推出的3D模型将重建历史建筑物更详细、完整地3D结构。该模块将图像与地图数据相关联,并在存储库中进行重组,最后在具有时间维度的历史地图上进行渲染。

不过,Kartta  Lab工具也存在很多需要完善的空间,如谷歌团队高级软件工程师雷蒙德·基弗利斯(Raimondas Kiveris)在博客中写道,“我们开发了上述工具,以众包和开源的形式对外呈现,希望可以应对数据不足的挑战”。

3D重建曼哈顿街景!谷歌开源Kartta Labs工具带你重回“旧照”中的城市街景

https://github.com/kartta-labs(内含安装及使用教程)

最后,对此感兴趣的朋友,可以速戳链接来体验~

引用链接:雷锋网雷锋网(公众号:雷锋网)雷锋网

https://venturebeat.com/2020/09/15/google-launches-kartta-labs-to-recreate-historical-maps-in-3d/

https://venturebeat.com/2009/02/02/google-earth-now-travels-the-world-and-the-seven-seas-and-beyond/

https://opensource.googleblog.com/2020/09/recreating-historical-streetscapes.html

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