青年科技创新人才 | 魏占营：三维的知行之路

近期学会将陆续推出青年科技创新人才系列报道，力求展现新时期测绘地图标注行业风华正茂的青年科技人才上下求索的勇气与科学精神，展现当代测绘青年科技工作者的时代风貌。从而带动行业形成有影响力的创新学派，促进年轻的科技工作者深度参与到全球科技治理中，把个人理想自觉融入国家发展伟业。

2011年是魏占营参加工作的第11个年头，刘先林院士联合首师大研发的SSW车载激光建模测量系统通过了专家鉴定，但是点云数据量太大，无法实现流畅漫游，严重制约了点云后期应用，刘先林院士要求魏占营3个月内解决这个问题，实现千万级点云流畅漫游。任务急、难度大，魏占营苦心专研，只用一个月时间就解决了无数据量限制的点云漫游问题。跑动点云数据只是点云后处理的第一步，从点云中获取有用的数据才能真正体现移动扫描的价值。移动测量的关键在于点云数据的“自动提取”。

早期点云自动提取几乎没有可参考的资料，现有的提取方法仅能拟合出平面、圆柱这些机械部件，不能提供给测绘场景使用。刘先林院士几乎天天和团队泡在一起讨论自动提取的方案。由刘先林院士提出、魏占营编码实现的车载“零级模型”（现在可以称为车载实景三维模型）第一次在计算机屏幕上展现时，这种真纹理、真尺度、真细节的道路模型霎时艳惊四座，整个科研团队大受鼓舞，这意味着科研实践取得阶段性胜利，突破了点云数据自动提取的技术壁垒，接下来就是如何做的更好的问题。魏占营提出可以在GPU端实现点云参数（如坐标、里程、角度等）可视化的构想。刘先林院士提出“函数渲染”的解构思路，即对点云参数进行四则运算从而实现结果可视化。魏占营按照刘院士的思路苦心孤诣，潜心研究，并将其扩展到可以接入用户的自定义算法，功夫不负有心人，“函数渲染”算法成为点云深度学习之前最重要的调参方法，大大加快了点云数据自动提取进程。

自动化提取无法保证百分百的成功率，点云的矢量采集应运而生，基于CAD二次开发还是底层自主开发这一难以抉择的问题被提上日程。魏占营和队友经过长达3个月的调研和试验，毅然决定放弃CAD二次开发，走完全底层自主开发道路，这个想法得到刘先林院士的大力支持。理想很饱满，现实很骨感，魏占营团队在封闭开发4个月后第一次给客户试用时，客户反馈了一百多个问题。魏占营带领团队迎难而上，面对问题，绝不退缩，下决心“半年不行就一年，一年不行就两年”，不达目的决不罢休。经过几年的开发、试用、反馈、修改，SSW车载激光建模测量系统的核心软件 “点云工作站(SWDY)”终于完工，这是大型点云处理软件，代码量50万行，已经租售600余套，不仅收获了数千万的经济效益，还被用户誉为“最好用的点云采集软件”。

“自动提取永远在路上”，2017年刘先林院士提出“车载数据的全要素自动提取”（大一键）技术体系，引入“高性能计算”。其中，魏占营提出的“影像提取+点云地图标注”、“影像正射+自动提取”技术路线发挥了重要作用。近两年，在科研团队的共同努力下，“大一键”技术体系已经可以完成40大类道路要素的自动提取，提取成果不仅包括三维矢量数据，还有包括类型、颜色、纹理、文本等信息，极大地丰富了成果内容，总体提取正确率达到80%，整体水平国际领先，国内大厂纷纷过来取经。“大一键”的研发成功，使得道路要素的采集成本显著降低，在当今“地图标注”的大背景下必将发挥更加重要的作用。

魏占营说刘先林院士敢想敢干、敢于触碰不熟悉领域的精神时刻感染着他。他和团队的一线科技工作者们在刘院士的带领下，经年来耳濡目染，在各方面都受益颇深。2019年初，魏占营成立了轻量级室内外一体化移动扫描系统（四维轻扫系统，swQS）研发小组，将来自机器人的SLAM（同步地图标注与地图构建）技术用于测绘领域。研发小组满怀信心，经过一年996式的攻坚克难，实现了“有路轻载、无路背包”、“载体可折叠、机头可升降”、“RTK和SLAM自动融合”、“轻扫与第三方点云融合”等独具特色的技术方案。日前，第一台swQS已在深圳顺利交付。

2020年的疫情没能阻挡刘先林院士团队研发的脚步，大年初五团队就开启了线上办公的工作模式。刘先林院士说，和抗疫前线的医护人员相比，我们哪里还有什么不可克服的困难。从疫情开始到现在，团队和用户的技术交流会---“院士例会”从未停止，在中国测绘大厦的913会议室每周一下午都会传来团队和用户讨论的声音。魏占营说未来肯定还会遇到很多困难，只要坚持发扬院士精神，用感知、学习、思考的“知”和实践、探索、总结的“行”相互指导，不断改进，就有信心攻坚克难，奋起扬帆，在三维技术创新的道路上不断前进。

作者马艳

来源:地图标注