瑞士的一个多学科团队通过创新的ScanVan对锡安市进行建模，从理论，技术和法律角度探索了城市数字化的未来。

ScanVan是一个为期四年的项目，旨在开发一种将城市数字化的新技术，并于2021年3月完成。这是EPFL数字人文实验室（HES-Industrial Systems Research Institute of HES-）的研究人员与瑞士的三方合作。 SO Valais / Wallis以及苏黎世大学的ITSL（信息技术，社会和法律中心），由SNSF大数据研究国家计划资助。团队领导了该项目，从其理论构想和对未来社会和商业应用的探索到实际实施。

ScanVan在信息和通信技术领域又向前迈出了重要的一步：以3D形式制作城市模型。当前大多数扫描系统都使用可伸缩的激光系统或基于标准相机的摄影测量方法，这些方法并非万无一失，需要多次扫描。ScanVan团队开发了一种全向球面采集系统，该系统与专用算法相关联，可确保较高的扫描和摄影测量计算效率。该系统安装在移动的车辆（ScanVan）中，以规则的增量生成球形图像。在实践中，ScanVan只需要经过一条街道即可获取足够的数据以进行三维复制。尼尔斯·哈默尔（Nils Hamel）解释了相机背后的逻辑：

“目标是利用一种可以看到其周围整个球体的设备来一次捕获场景的各个方面。这样的策略极大地减轻了图像连通性的问题，因为彼此接近的捕获在每种情况下都保证了很大的重叠。从而简化了图像采集后的连通性图，这极大地促进了采集活动，并使摄影测量学更接近用于连续3D和4D映射的逼真的超现代技术。”

ScanVan的相机©DHLAB / EPFL

这些进步使得可以考虑定期扫描整个城市，从而创建城市的4D表示形式（3D +时间）。ScanVan团队使用车辆的原型制作了锡安市的完全对齐模型，从而对该技术进行了测试。EPFL小组研究了第一个理论模型和计算模型。由Pierre-AndréMudry领导的HES-SO Valais / Wallis团队负责制造创新的球形摄像机，并为车辆配备了相关的数据处理硬件和软件。Pierre-AndréMudry解释了ScanVan技术的发展：

弥合理论与现实应用之间的鸿沟需要一种综合的方法论，在这种方法论中，我们研究所的应用技术技能可以补充在EPFL开发的技术。在这个项目中，我们已经反复证明了基础科学与应用科学之间成功的协同作用如何是有益的，例如使用数学上定义的后视镜，该后视镜可以在实际约束下制造，并成功地集成到移动车辆的采集系统中。”

EPFL的Cosandey广场的数字化©DHLAB / EPFL

2020年，苏黎世大学加入了该项目，以研究高分辨率3D模型的开发可能引起的隐私问题。弗洛伦特·图文宁（Florent Thouvenin）和他的团队思考了如何确保ScanVan收购技术与瑞士法规对个人身份数据的保护合规。采用了“设计有隐私”的方法来创建处理管道和勘探接口。这包括自动算法处理以模糊个人和车辆的可识别数据，以及附加的人为控制以提高公众的透明度。

“用球面图像生成3D城市模型是一种非常有趣的技术方法。但是，借助摄像机收集公共空间中的数据会使人们在图像中发现自己。因此，必须遵守各种法律，包括数据保护法律。如果我们从开发开始就遵循“设计有隐私”的方法，则可以大大简化这种合规性。通过采用这种方法，我们针对瑞士和欧盟现行的数据保护法对技术进行了分析。然后，我们提出了设计注意事项并建议了行动，以克服项目期间发现的法律问题。”

尽管ScanVan仍处于原型阶段，但它将对依赖城市数字化的服务的商业部署和管理产生未来影响，例如自动驾驶汽车程序：可以与流动性实验室Sion-Valais进行链接。ScanVan是一个相当紧凑且可扩展的系统，它为地方政府和企业提供了更大的可能性，要求其相对于城市数字化等当前的庞然大物，在数据管理方面拥有更大的自主权。它还将允许以更加本地化和公众负责的方式来管理有关人们隐私的决策。对于EPFL数字人文实验室主任弗雷德里克·卡普兰（FrédéricKaplan）而言，当今大多数城市正处于一个转折点：

“在不久的将来，将自动管理定期更新的数字化双胞胎的城市与仍依赖旧的地理信息系统的城市之间将有很大的分歧。前者将采用基于自我完善信息系统的发展战略，该系统可用于多种新服务。借助其4D模型，这些城市将能够部署增强现实界面，自我优化的物流和其他自动驾驶汽车，这些汽车将相应地产生更精确的实时表示。他们将在过去和未来之间保持永久的联系。其他城市将保持对上个世纪城市空间的静态了解。”

ScanVan©DHLAB / EPFL