3D重建曼哈頓街景！谷歌開源Kartta Labs工具帶你重回“舊照”中的城市街景

記錄一座城市的歷史有幾種方式？

可能你會想到文字，圖片或者錄視頻，而谷歌卻提供了一種更具『穿越感』的方式—3D重建。

近日，谷歌研究團隊利用3D重建了20世紀40年代的曼哈頓切爾西街景，而這一功能的實現利用的是一款名為Kartta Labs工具。

Kartta Labs是一個基於Google Cloud和Kubernetes的可擴展系統，它可以根據歷史地圖和照片重建過去的城市面貌。

現在這項系統已經被谷歌正式開源，人人皆可使用它來記錄生活。

在數字檔案館收集歷史地圖的嘗試一直存在，相比之下，Kartta Labs不僅是簡單的數據收集，而是在時空中呈現地圖，即利用人工智能創造3D視覺。

具體來説，Kartta Labs系統主要包括三個模塊：

• 時間地圖服務器（A Temporal Map Server）：用於顯示地圖隨時間變化的動態過程。

• 眾包平台（ A Crowdsourcing Platform）：允許用户上傳城市歷史地圖，並將其與真實世界的地圖座標相匹配（地圖校正和矢量化）。

• 3D平台（3D Platform）：利用深度學習從相關數據中學習並重建建築物，以實現3D視覺體驗。

眾包平台，其切入口是Warper，Warper是基於MapWarper的開源Web應用程序，它允許用户上傳地圖的歷史圖像，並通過在歷史地圖上找到控制點，以及與基礎地圖相對應的點來進行地理位置校正。

用户上傳掃描的歷史地圖後，Warper會從地圖中提取文本信息，並對地圖的地理位置做出最佳猜測。（此猜測只是大致確定其位置範圍，允許用户進行參考和調整。）

在手動放置歷史地圖和參考地圖上的成對控制點後，應用程序使用地理參考點來調整圖像，使其與參考地圖對齊。

Warper使用許多開源地理空間庫和技術作為Ruby on Rails應用程序運行，包括但不限於PostGIS和GDAL。它可以將生成的地圖導出為PNG，GeoTIFF或其他格式。

Warper還運行柵格圖塊服務器，該服務器在URL處提供每個經過地理校正的地圖。該柵格圖塊服務器用於編輯應用程序中，將地理校正後的地圖加載為背景。

時間地圖服務器，其核心編輯器是開源Web的另一個應用程序，它是OpenStreetMap編輯器的自定義版本。該程序支持時間維度，並與Kartta Labs套件中其他應用程序的集成。

編輯器允許用户加載經過地理校正後的歷史地圖，並支持跟蹤其地理特徵（例如，以矢量格式構造建築，道路等）。

矢量格式提取的幾何圖形以及元數據（如：地址，名稱以及開始或結束日期）都存儲在地理空間數據庫中，可以對其進行查詢，編輯，樣式化並呈現到新地圖中。

帶時間滑塊的曼哈頓切爾西鳥瞰圖

最後，時間地圖前端Kartta（基於Tegola）可視化矢量圖塊，可以使用户在時空上瀏覽歷史地圖。

3D曼哈頓切爾西街景

Kartta的工作方式與常用的地圖應用程序（如，Google Maps）一樣，不同的是，它還具有時間滑塊，因此，用户可以選擇要查看的地圖年份，並通過移動時間滑塊，查看地圖中的建築或道路等要素如何隨時間而變化。

據瞭解，去年在國際人工智能地理知識發現研討會上，Kartta  Lab系統的研發首次被提出。

需要説明的是，Kartta  Lab不僅用於提升個人“時間旅行”的體驗，而其初心是為了讓世界歷史地圖更易於使用和呈現。

根據谷歌研究團隊介紹，歷史地圖是一種查看不同時間狀態下谷歌地圖（Google Earth）圖像的方法，它有助於確定文化和社會趨勢，不僅是個人研究的寶貴資源，也是規劃和推廣的重要資源。

十多年前，美國前副總統阿爾·戈爾（Al Gore）曾利用谷歌地圖歷史圖片展示了極地冰川的融化過程。

如前所述，Kartta  Lab系統不僅侷限於歷史地圖數據的收集，而是通過3D模型在時空中進行呈現。

接下來，谷歌研究團隊即將推出的3D模型將重建歷史建築物更詳細、完整地3D結構。該模塊將圖像與地圖數據相關聯，並在存儲庫中進行重組，最後在具有時間維度的歷史地圖上進行渲染。

不過，Kartta  Lab工具也存在很多需要完善的空間，如谷歌團隊高級軟件工程師雷蒙德·基弗利斯（Raimondas Kiveris）在博客中寫道，“我們開發了上述工具，以眾包和開源的形式對外呈現，希望可以應對數據不足的挑戰”。

https://github.com/kartta-labs（內含安裝及使用教程）

最後，對此感興趣的朋友，可以速戳鏈接來體驗~

引用鏈接：雷鋒網雷鋒網雷鋒網

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