中国测绘丨智能化:测绘地理信息的核心驱动力
摘要:当今,测绘地理信息行业面临智能化和时空大数据时代的全球性挑战。以数据密集型计算为特征、人工智能为主要技术手段的新范式,提供了测绘地理信息行业解决这一挑战的变革性理论、方法和技术。通过思维方式(大数据思维)的大变化,时空大数据的分析挖掘,人工智能的广泛应用,创新科技新模式、新知识和新规律,智能化将成为测绘地理信息行业发展的核心驱动力。

from clipboard当今,测绘地理信息行业面临智能化和时空大数据时代的全球性挑战。以数据密集型计算为特征、人工智能为主要技术手段的新范式,提供了测绘地理信息行业解决这一挑战的变革性理论、方法和技术。通过思维方式(大数据思维)的大变化,时空大数据的分析挖掘,人工智能的广泛应用,创新科技新模式、新知识和新规律,智能化将成为测绘地理信息行业发展的核心驱动力。


近年来,国内外测绘地理信息界专家学者普遍认为,未来测绘地理信息科技将朝着智能化的方向发展。智能化,是测绘地理信息行业发展演进的规律和趋势。


测绘地理信息行业始终处在科技前沿,行业科技进步与人工智能的发展进程密不可分。新一代信息、航天和通信技术与测绘地理信息技术高度融合,凡是涉及空间分布的事物和现象,都是测绘地理信息研究和应用的对象,其负载量、应用面和影响力大幅提升。全数字摄影测量系统在影像自动定向与自动匹配、数字高程模型自动提取、正射影像自动生成与无缝镶嵌等方面的智能化水平不断提高,遥感数据处理系统的影像智能解译水平日益提升,测量机器人实现了自动识别目标、自动照准、自动测角与测距、自动跟踪目标、自动记录等功能。


面向未来,以机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等为主要研究领域,以深度学习等为核心技术的人工智能将对测绘地理信息科技发展带来颠覆性的影响。


人工智能(AI),是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人工智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的综合性学科,涉及计算机、控制论、信息论、神经生物学、心理学、语言学等众多领域,其核心是认知科学与技术,即计算机视觉、机器学习、自然语言处理,机器人和语音识别。


人工智能试图理解智能的实质,并生产出一种新的、能与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能是智能化测绘的主要技术之一,可以为测绘地理数据的信息采集、加工制作、实际应用的全过程赋能。龚健雅院士预测,未来测绘领域70%的工作会被人工智能取代,而现在的测绘地理信息领域发展的大方向,就是与人工智能结合。


智能化测绘地理信息通过相应的技术、能力和服务,随时随地解决各行各业时空信息方面的实际问题,满足用户对地理信息的动态需求。


智能化测绘的特征是跨界融合、泛在感知、智能自主和精准服务。陈军院士认为,借助人工智能等新技术、新手段,可以归纳提炼环境感知、空间认知等自然智能及先验知识,将其融入测绘数据获取、信息处理、分析服务的过程中去,将数字化测绘提升为智能化测绘。


近几年迅速发展的深度学习、群体智能、知识图谱等人工智能技术,为自然测绘智能的挖掘提取和描述表达提供了新手段。


在实际应用中,智能化测绘在新型基础测绘、精细化城市三维模型智能生产、城市基础设施健康诊断、遥感影像人工智能协同解译、自动化智能交通等方面,是不可或缺的核心科技力量。



刘经南院士指出,智能化测绘随时随地了解各行各业的动态需求,并且有提出解决方案和提供相应服务的能力。智能化测绘要在数据保障方面做到实时化、动态化,信息处理方面要实现自动化、智能化,服务应用方面要提供知识化、智慧化的决策服务,要建立泛在的感知网络,利用大数据技术实时感知动态变化,从信息获取、智慧决策到解决实际问题,全链条地满足各行业需求。



卫星遥感技术与智能化信息技术融合得越来越紧密,对社会可持续发展和人们的现实生活有了更多关照。李德仁院士认为,遥感对地观测技术与基于手机、社交媒体等对人活动轨迹的探测相结合,可以更精准地反映出人地关系。利用夜光遥感,通过各地灯光增长速度可评估中国区域发展不平衡问题、历史人口空间演变。特别是在抗击新冠肺炎疫情期间,北斗卫星导航系统的精准定位与路线推演,在各地医院建设中的测量标绘以及物资快速运转等工作中发挥了不可替代的作用。


走向智能化的地图,可以统计、分析、预测世界即时发生的变化,为准确掌握世情国情、监测生态环境、提高管理决策水平提供重要依据。



王家耀院士认为,信息化时代的地图制图,正在迎接人工智能制图的新崛起。时空大数据思维将成为智能地图制图与GIS的时空观和方法论;多源异构时空大数据将成为信息时代智能地图制图和GIS的解决方案;时空大数据密集处理将成为智能地图制图与GIS的基本特征;机器学习将促进智能地图制图与GIS领域知识工程瓶颈问题的解决;类脑和类脑智能研究将使得智能地图制图与智能GIS实现重大突破。



在测绘地理信息智能化装备方面,南方测绘公司研发的智能化高精度测量机器人,结合智能测量的技术需求,其测角精度能达到0.5秒。相对于传统全站仪,其测量过程、数据记录、传输和处理的自动化、智能化水平有了大幅度提高。


在测绘地理信息软件方面,GIS与各类技术的融合为用户带来全新体验。北京超图软件股份有限公司总裁宋关福表示,将打通GIS与区块链技术形成空间区块链。空间区块链技术可应用到国土空间规划与用途管制、不动产登记与交易、自然资源与权益管理等自然资源管理相关领域。


智能化测绘地理信息旨在将越来越多的简单性、重复性甚至危险性的工作交由机器完成,从而让人类更好地发挥知识创造、空间思维等方面的能力,达到赋能测绘生产、提高效率与水平的目的。


为此需要在测绘自然智能解析建模和混合型智能计算模式构建的基础上,研究设计赋能机制与实现路径,综合利用深度学习、群体智能、物联网等最新技术,破解自动化提取、智能化处理、协同化生产等方面的技术难点,研发基于影像的地物信息自动提取、基于时空大数据的属性信息挖掘、新型远程式增强型调绘、众源检核等为核心的动态更新技术,提高信息提取与产品制作的智能化程度。


智能化测绘地理信息推动数据获取、处理与服务的技术升级,从基于传统测量仪器的几何信息获取,拓展到泛在智能传感器支撑的动态感知;从以模型、算法为主的数据处理,转变为以知识为引导、算法为基础的混合型智能计算范式;从平台式数据信息服务,上升为在线智能知识服务。


为此,要着力构建时空数据按需搜索与协作服务系统,综合定位、导航和授时(PNT)系统,卫星在轨数据处理系统,天空地综合智能摄影测量系统,云端遥感影像智能解译系统,智能地理信息系统,空间型知识服务系统,将众多单项智能化业务系统有效集成,形成面向全行业的智能化测绘地理信息技术体系。

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大杨树 2021-09-16 08:14
智能测绘
测绘人生 2021-09-16 07:26
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hkai2658 2021-09-15 14:15
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hkai2658 2021-09-15 14:04
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