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【PConline 访谈】不久前，2014第四届“中国智慧城市”大会在京召开。会议期间，太平洋电脑网企业频道采访了华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏先生，就GPU加速在GIS领域的应用等相关话题进行了探讨。
从数字城市到智慧城市，这代表什么样的一个意义？能不能阐述一下？对于中国现在正在加速城镇化有什么样的作用？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：我们做了很多数字城市，实际上是将城市的信息化变成数字化，而这个过程，实际信息不是一个动态的，而是一个静态的，比如说要建一个整个数字的城市影像，地理信息，或者收集到所有道路、楼宇等等的信息，这是一个采集的过程，过程采集完了以后，数字化了，到了应用系统里面大家开始使用，这个过程就完毕了，这个过程称之为城市的数字化过程；而智慧城市就是要将我们这个信息不断的时时采集，要把这个信息变成动态化，这个过程就需城市把信息快速的收集上来，快速的分析和处理完成以后，交给城市决策者去决策和指挥，去解决城市问题，来完成智慧城市的一个过程。 打个比方，我们人的手、眼、脑的一个关系，就是说眼睛是用来收集的过程，采集的过程，包括我们的航飞，包括我们的摇杆，信息收集都是一个采集的过程，脑是一个分析的过程，手是用来决策和指挥的过程。人眼收集，收集完了以后由大脑去做思考，思考完了以后指挥手做事情，影响它，反过来再有影响的结果再收集，收集完了以后再进行大脑思考和分析，再由这个手去决策指挥，这个过程一定要循环起来。 华浩操作平台就是加速整个信息的循环过程，循环流程，让它速度更快，而不是效率更高，现在没有哪一个系统能够完成这样一个信息流程，大多数情况下都是应急系统，都是在非常规状态下的快速的一个信息的简单处理，而非专业性处理，刚好满足。分出应急系统和常规系统，应急系统不呈规则的都要呈规则，比如发生地震，二十分钟之内发生完地震，两个小时之内能把地震灾区的地图拿出来，哪怕不准确，也没有关系，这个价值比什么都高，作为领导来讲，我拿到这张决策图马上就开始部署兵力了，往哪个地方抗争，哪个地方救灾，哪个去弄，很快就下去了。包括资源部署图，所有图在两个小时之内拿出来，和在二十个小时之内拿出来，和在三十个小时之内拿出来的价值是完全不一样的，这是智慧城市和数字城市最大的区别。 华浩操作平台就是将整个信息赶上我们人们需要的速度和效率，当时很多系统建的时候，数据量太大了，赶上应用需求，在两个小时之内所有影像拿出来以后，处理完了以后，跟地图匹配在一起，很快拿出一张抗震救灾的专题图拿出来交给领导决策指挥，现在没有系统可以做到。华浩博达做的就是这件事，它的价值就是在这里，这是它做的工作。 现在说智慧城市，据说图片总更新，不能说拍了一张图就完了。想知道更新这个周期大概是多长时间？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：首先分两个层面来说，第一我们说测绘专业，对于这个领域来说相对比较封闭，测绘是所有信息的准确和精确，它是宁可要准确和精确，而不要求追求效率。举一个例子，原来在2010年以前我们国家一个生产周期，全国地图1：5生产一个周期要五年，拿这个周期去做应急，这个显然是没有价值的。 现在我们国家在逐步的走这条体系，由原先的五年变成一年，再由原来的一年变成三个月，这是整个应急体系，包括最近三个月的周期是应急测绘，既要达到应急的条件，同时要满足测绘的要求，叫应急测绘，三个月一个周期，这样一条线。还有更多的线，也是市场上大家能接受的，我们常知道的百度地图、高德地图、腾讯地图，很多这样的地图，包括谷歌地球，这些是没有站在测绘圈子里面，但是准确度能够被老百姓所接受，这样的精度周期快很多，第一是老百姓能够用起来，比如说四维图新，包括高德在内，测绘周期都是以季度为单位，最早是春秋两季，后来变成的四季，一年四次，开始是两次。 对于影像的生产来讲通常都是按月计，部分地区要生产加工，两个月、三个月、五个月，生产效率是非常低，在这种生产能力当中，软件的处理能力太低下，大部分的时间是人在等计算机。
在国内现状就是这样的，但是我所了解到的国外有一些技术相对比较先进。综合这样的情况，华浩博达操作平台，盯准的就是这个目标，快速增长。甚至还有一个技术是叫做快速时时可视化，把GPU的能力发挥到极至，不仅能够做快速运转，还能够为显示服务的，因为Tesla是高性能计算，它本身强悍的地方还在显示部分，两块合二为一，这个技术恰恰是华浩操作平台整个业界，乃至中国，乃至国外谁，谁都没有做到。最直接的好处是所有的影像拿过来，不用生产，通过时时可视化直接看到，直接进三维系统，把中间各个生产环节全部省略掉了。 这项技术是完全自主研发，还是NVIDIA给你们一些协助或者帮助？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：NVIDIA给了我们很多的底层协助，但是没有应用上协助，所有的应有和算法集成都是我们自己独立完成的，而且是完全我们独立自主知识产权的。 华浩公司一直从事这个领域也有年头了，大数据处理这块有没有想做过其他的解决方案，为什么选择NVIDIA来做？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：尝试过，首先从最原始开始的时候，有几个突破的想法，首先是改善算法，从算法基本上改变基本被放弃，因为整个业界有些算法很经典，还有实际上我们第一反应在GPU没有产生之前，采用的是CPU加速，CPU的加速在整个高性能计算里面有很多的处理办法，我们尝试用了非常多的方案，这个过程当中逐渐把CPU的高性能计算深入使用，后来才有了GPU。后来发现，架构跟GPU之间衔接非常的匹配，刚好觉得缺少，但是市场上没有， GPU加入后正好满足这样一个资源或缺，做了几个非常简单的尝试，发现取得的效果是非常惊人。 单纯的Tesla 的加速，如果说某一个小软件用了一个显卡做加速，提速五到八倍，七到十倍，这不算什么，应该是规模化的生产，规模化的应用，它是多显卡，然后七八张卡放几十台机器，联合在一块能不能跑起来，它是这么一个过程，而这些统一资源的调配跟原来的高性能计算结合在一起。 像这样的环境里面，专业的算法本身，高性能计算的知识，Tesla 的应用开发这三者是必须要结合在一块，才能产生出一个新的东西。华浩操作平台恰恰就是这样一个产物。 现在开始使用Tesla GPU之后，华浩操作平台，在后期处理，包括一些数据分析改善幅度能够多大，多明显？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：非常大，坦诚说跟传统CPU相比较而言，最高我们试过提升220多倍，不是一块卡，一台机器提升220多倍。第二大部分的操作和数据处理，一般都提升了三十倍左右。上面可能两张卡，可能四张卡，总的来讲一台计算机相对于普通的计算机提升三十倍。 而且还有一个比较，在国外加拿大的一个软件，跟我们同类是做摇杆影像处理的，在这块来讲他们也是用GPU加速，但是技术可能跟我们不太一样，在这个技术环境和条件下，我们跟它之间的加速比仍然能超越十倍左右，同样都用GPU加速，我们仍然有十倍的优势，不是十秒。 华浩博达跟NVIDIA的合作关系是一个什么样的状态？从什么时候开始合作的？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：合作有两年了，而且我们一直是合作伙伴关系，而且NVIDIA一直给我们提供专业的技术帮助。 用了GPU之后，相当于数据处理的模式推倒重来了吗？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：不是，恰恰是我们数据架构刚好跟NVIDIA的架构体系是一个很好的弥补关系，我们仅仅只是将当中的某一些小部分一替换，换成了GPU加速以后，变成一个质的飞跃，这个过程把很多竞争对手超越过去了，所以不是一个推倒重来的过程，恰恰是一个架构整合的过程。 华浩操作平台为我们智慧城市提供哪些应用方面的解决方案？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：举一个具体的例子，比如说像原来城市化做系统的时候，有城市影像，往往是三到五年买一次，就不买了，一看见这个影像是几年前的影像，很显然这是不现实的。现在利用这个操作平台是做到影像的时时快速更新。而且这个功能和过程可以完全转向我们的用户，最终的政府用户，原来是不可想象的，做这件事情一定要是号称专业的数据公司，大量的数据公司他们来做的，去完成，政府用户是完成不了的，这个转变是很明显的。至少整个城市最新的影像信息是可以快速得到更新的。 比如说包括卫星的影像，也存在一个资金问题，卫星目前来说是比较少，但是中国也在发，国外也在发，等天上到处都是卫星的时候，卫星资源一把一把来的时候，势必要影响整个的影像操作模式，而华浩平台实际上倡导一种新理念，采用定略模式，一年给一定资金，影像第一时间给我，我就关注这块区域，剩下的事情全部由政府系统来完成所有的影像快速更新，快速进入系统，类似于实现谷歌地球，百度地图这样的应用系统，然后完成它自己的应用服务和业务服务，这个是非常明显的一种应用。包括数据的应急处理，比如说举一个例子，做视频数据处理的一些公司，他们做了很多视频的分析，我们只做一点，跟空间地平相关的应用，视频往往是由于窗口比较小，大家在追踪视频的时候往往是一个视频一个视频的找，在地图上把视频标好位置，播放视频，倡导的一个虚拟的视频拼接，不是真正意义上把数据拼接在一起，是虚拟拼接，在这个基础上只要得到每一个视频，它的摄像头姿态和位置时候，我把这个视频直接的扒在地图上，视频和视频之间自动接起来了，统一的调出时间，什么时间，什么时刻，所有的视频是什么情况，一览无余，看的都清楚了。可以跨越视频的搜索范围，像这些技术目前来讲，我相信按照我用户的一句话来讲，都是我脑子里想的，但是从来没有见过的东西。好像看了科幻片一样。我们要做的是把它变成现实，变成活生生的系统。 另外就是NVIDIA公司国外一个软件，有一个视频在展会上播出来了，结合了历年一些动态数据，能够快速的分析，雨雪天是什么，云是什么，信息是什么，这些是一个典型的物联网的呈现，所有的传感器和信息数据进来以后，怎么样分布到空间位置上是什么样的关系，什么情况，都能够呈现出来，什么样的一个效果，有什么变化规律，在空间位置上是什么样一个分布，应用就很广了，比如说这某一个地方有人得了一个传染疾病，就开始分析了，这个地方有了，这个医院收入了这个传染疾病，他家地址住在哪里，这个医院接受了以后，这些信息如果第一时间进入到信息中心以后，很快的它的检测手段就可以通过它把我当前时刻内，所有这种疾病传染危险源的这些人分布条件就显示出来了，以最快的时间，而且时时，所有的数据不断的收集，不断更新，不断的刷新，不断的看我现在的分布情况和条件，绝对不是简单的说有人来收集，把它录到系统里面去，然后再看一下分布条件，要比这个还要快，达到视频集，叫计算分析视频。按照这个说法，达到多少帧，这么一个过程，他们这个城市的管理者可以提供非常直接的一个认识。相类似这样的信息应用非常多，各种条件，案件，公安要应用的，比如说北京前一段时间的道路积水，影响道路是什么情况，道路的拥堵情况，太多信息都需要去收集，都需要去分析，只是现在目前来说我们没有能够处理这样的数据，没有办法让这样的数据结合在一起流通起来。 中国城镇化越来越发展快，数据量也越来越大，华浩是怎么样在这块应对这个挑战的，包括技术开发，包括跟NVIDIA合作，有没有一些比较切实可行的办法？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：首先说一下，华浩平台不是一个无所不能的平台，主要现在目前来讲还是集中在空间地理信息的应用上，准确来讲是GRS或是广义GRS，囊括了定位，影像分析和处理，以及传统的GRS，这样大GRS是广义GRS的范畴，首先要解决的是在广义的GRS范畴内所有大数据解决和处理方案。目前已经能够完成像卫星影像快速处理，因为卫星影像，拍一景下来数据量非常大，一景影像目前来说，原始影响大概是几个GB，然后处理完之后变成二十几个GB，这个过程首先来说是单景，还不是所有的影像，如果面积大了分好几伏的时候，一拼接就上百G了很快，这种数据量是按照平方倍来扩大的，面积扩大一倍，按照平方倍往上走的，这个过程是非常大的。 华浩操作平台主要是面向这样的数据结构上，对海量数据的接受和数据处理这一块，有了非常严格的一个解决方案，像卫星影像，比如说现在国内卫星，国外卫星，现在该兼容的全部兼容，市面上大部分流通的卫星影像，包括从高分辨率影像，0.5米，甚至0.4米的分辨率的影像，都兼容支持它。国产型，比较好的资源卫星，一系列的卫星，包括国家民用类的军星等等，这些我们都支持整个摇杆体系。 另外就是航飞，主要通过航拍影像快速的处理，能够完成数据的加工和整个处理流程，最重要还有一点，这些卫星影像出来以后，就算处理成果图以后，再通过GRS数据再到三维数据系统里面来，这个过程还需要经过几次转变，华浩操作平台可以一步到位走到三维，你最终呈现就是三维平面，两类成果，平面地图，三维模型，直接的走到这样应用型的成果，直接为应用服务提供一个基础的数据。 划定的一个范围内，目前华浩操作平台已经完成了这件事情，在产品平台级的一个过程。而且我们通过国家测绘局的反复的测绘，雅安地震那一次，当时第一没有其他的系统可以做，高分辨率，在这么大的影像数据条件下没有系统能够做，传统影像没有时间等，这么大的数据量连续二十四小时干活，也得三天。我们尝试一下，生成二十分钟，把数据拷出去，最后花了将近四十分钟，最后这个数据是交给我们国家天气图来进行发布，他们进行后期处理和发布这么一个过程。 比较细分的一个领域，用你的技术已经解决了这个数据的问题？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：还有将来的规划，是面向数字城市，物联网时时信息的快速处理，这块主要是以专业模型为主导的，比如说气象，海洋，水利，专业模型分析，有它具体很专业的一个数据处理的过程，这个是规划当中要去推进的。现在已经完成一个基础性的平台，基础性的功能，刚才说的摇杆影像，数据处理基础的工作我们已经完成了，接下来就是面向专业领域内的快速处理算法。 在后期会在我们官方微博上逐渐把这个体系都放出来，让大家知道这个东西，因为技术这个东西说实话不能来虚的，这个东西必须一就是一，二就是二，否则是自己打自己的嘴巴。 关于地理项目定位这个方面，对于个人的隐私会不会受到影响？ 华浩博达（北京）技术有限公司副总经理-张敏：首先第一我先声明一下，这个问题跟我们的产品没有直接的关系。你说这个问题实际上是到了应用阶段过程当中的应用模式问题，你说的隐私相对于而言，我们看站在什么角度，相对于国家来讲，一丝不挂不算什么，但是站在个人角度来讲，相对于同等的人民大众来讲是相对有隐私的。所以地理信息数据本身也存在这样一个情况，对于什么样的人，开放什么样的数据，它的应用模式就尤为关键，这是我理解的这样一个认识。包括我们的数据，对于国外来讲可能稍微好一点，但是中国有些数据对于中国政府来讲，面向我们大众来讲就是隐私的，是秘密的，不能让我们大众去了解，只能在专业有限的范围内让你能够接触到。 采访手记：华浩博达的案例很好地佐证了NVIDIA的GPU加速技术在实际运用中的强悍能力。在GIS领域，数据量巨大已是业界共识，如何快速有效地处理并切实解决用户需求变得极为迫切。张敏称，与传统的CPU相比较，采用GPU加速后，数据处理能力提升220倍之多，这一数据非常惊人！显然，NVIDIA的架构体系已经很好地解决了这一难题。 |
