雷遠(yuǎn)建

深圳市勘察研究院有限公司 廣東 深圳 518026

引言

人工智能從提出算法到現(xiàn)在，已經(jīng)給多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了非常深遠(yuǎn)的影響。測(cè)繪作為人們感知地球、開發(fā)地理信息資源的基礎(chǔ)技術(shù)，在人工智能的輔助下，可以加快信息采集速度，提升采集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，從而為“智能化” 城市發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支持。基于人工智能對(duì)攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的影響，可以得到更加可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而為行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展、技術(shù)進(jìn)一步融合提供有效參考。

1 人工智能相關(guān)內(nèi)容論述

1.1 發(fā)展過(guò)程概述

從目前的發(fā)展情況來(lái)看，人工智能的發(fā)展可以分為以下4個(gè)階段：①人工智能的探索期，此階段人工智能芯片的成熟度較低，許多內(nèi)容還處于理論階段，而人工智能虛擬助理也處于理論和落實(shí)的過(guò)渡期。在此背景下，人工智能的研究主要集中在制造領(lǐng)域，對(duì)于科研領(lǐng)域的涉及度相對(duì)較低。②市場(chǎng)啟動(dòng)期，在市場(chǎng)中出現(xiàn)了一些簡(jiǎn)單工業(yè)機(jī)器人，其具備了簡(jiǎn)單的機(jī)器人視覺，可以代替人工執(zhí)行一些簡(jiǎn)單操作，之前的理論知識(shí)逐漸轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)。該背景下產(chǎn)生的人工智能，其操作容錯(cuò)率相對(duì)較高，只是在一些簡(jiǎn)單領(lǐng)域中應(yīng)用。③高速發(fā)展期，在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)技術(shù)、視覺傳達(dá)技術(shù)等科學(xué)手段不斷成熟的背景下，人工智能發(fā)展速度也在加快，工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行指令的復(fù)雜度也在不斷提高。該背景下人工智能的涉足領(lǐng)域不斷拓展，從傳統(tǒng)制造業(yè)開始向著生活領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域中滲透，應(yīng)用普及度也在不斷提高。④應(yīng)用成熟期，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)、云平臺(tái)、仿真模擬技術(shù)，人工智能水平也在不斷提升，這也為人類生存環(huán)境、工作環(huán)境、競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的持續(xù)改善提供了有效幫助。在此背景下，人工智能也在科研領(lǐng)域、精密加工領(lǐng)域中得到了推廣，其應(yīng)用價(jià)值也得到了充分體現(xiàn)。

1.2 研究成果整理

目前，人工智能在發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)取得了以下研究成果：第一，人機(jī)對(duì)弈，如目前活躍度較高的“深藍(lán)”、“X3D德國(guó)人”智能機(jī)器人，其具備超強(qiáng)計(jì)算能力，在與人進(jìn)行PK的過(guò)程中取得來(lái)良好成績(jī)。例如，“X3D德國(guó)人”智能機(jī)器人已經(jīng)打敗了多名世界頂尖棋手，代表了人工智能技術(shù)發(fā)展進(jìn)入到了新高度。第二，模式識(shí)別，包括2D識(shí)別引擎、3D識(shí)別引擎、多維識(shí)別引擎等。以2D識(shí)別引擎為例，其內(nèi)容包括人臉識(shí)別、文字識(shí)別、圖像識(shí)別、車牌識(shí)別等。如目前許多智能建筑、停車場(chǎng)都應(yīng)用到了智能掃描系統(tǒng)，可以為人們生活提供更多便利。第三，自動(dòng)工程，包括自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、獵鷹系統(tǒng)等。如目前一些地區(qū)試推廣的無(wú)人駕駛快遞車、無(wú)人駕駛汽車等。第四，知識(shí)工程，包括專家系統(tǒng)、智能搜索引擎、計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理、機(jī)器翻譯和自然語(yǔ)言理解、數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)等。如我國(guó)的“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，便是集成多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的綜合體。

2 人工智能對(duì)攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展的影響

2.1 測(cè)繪行業(yè)發(fā)展

2.1.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)建設(shè)。從目前的發(fā)展情況來(lái)看，人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)建設(shè)的影響日益突出，對(duì)各行各業(yè)帶來(lái)了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪行業(yè)也迎來(lái)了重大變革，智能化、信息化的測(cè)繪時(shí)代即將代替數(shù)字化測(cè)繪，成為測(cè)繪的新標(biāo)桿。對(duì)測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行深入剖析可以看出，測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展是測(cè)繪科學(xué)和應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)的共同創(chuàng)新和進(jìn)步，需要在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)背景下，依靠先進(jìn)的測(cè)繪方法和技術(shù)以及新技術(shù)、新工藝、新的生產(chǎn)管理模式，共同完成測(cè)繪地球、生產(chǎn)與服務(wù)的所有任務(wù)。測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展與多個(gè)應(yīng)用行業(yè)一樣，都是將社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用需求作為行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，例如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等信息化技術(shù)在測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)了測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提升了地理信息開發(fā)、數(shù)據(jù)處理、服務(wù)應(yīng)用的能力，改變了測(cè)繪技術(shù)的實(shí)施和應(yīng)用方法。

2.1.2 測(cè)繪功能變化。在人工智能應(yīng)用背景下，也豐富了系統(tǒng)的測(cè)繪功能。目前，利用人工智能可以順利實(shí)現(xiàn)航空影像內(nèi)容精準(zhǔn)匹配、數(shù)據(jù)模型參數(shù)提取、影像內(nèi)容疊加、影像處理等功能，而且在應(yīng)用中還可以對(duì)獲取到的影像進(jìn)行智能化處理，得到更加精準(zhǔn)地處理數(shù)據(jù)。例如，“全站型自動(dòng)測(cè)量機(jī)器人”在應(yīng)用中，可以根據(jù)情況對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)整合、自動(dòng)傳輸，從而加快了測(cè)繪數(shù)據(jù)的處理效率，提升測(cè)繪結(jié)果的信息化水平。另外，隨著測(cè)繪要求的不斷變化，對(duì)于測(cè)繪功能性需求也在發(fā)生變化，結(jié)合人工智能技術(shù)提供的便利條件，測(cè)繪功能也沿著多元化方向發(fā)展，例如，基于人工智能也推出了高精度自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、多分辨率遙測(cè)設(shè)備、三維掃描系統(tǒng)、智能化地理信息系統(tǒng)等，也進(jìn)一步豐富了測(cè)繪功能，使其可以滿足航空航天、海洋測(cè)繪、地下勘測(cè)等領(lǐng)域的測(cè)繪要求，從而促進(jìn)了行業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

2.2 定向信息獲取

人工智能在定向信息獲取方面也有著良好應(yīng)用，在具體實(shí)踐中，為了提升所采集影像信息和地物信息之間的吻合度，確保所展示地理信息數(shù)據(jù)在同一參考坐標(biāo)系當(dāng)中，也需要在野外合理布設(shè)像控點(diǎn)，采集所需的定向數(shù)據(jù)。得到的定向數(shù)據(jù)也會(huì)錄入到計(jì)算機(jī)影像中進(jìn)行翻譯，并按要求進(jìn)行影像校正，相比傳統(tǒng)校正方法，人工智能的計(jì)算精準(zhǔn)度更高，校準(zhǔn)后的精準(zhǔn)度也更強(qiáng)。并且基于人工智能研發(fā)的自動(dòng)測(cè)量機(jī)器人、智能雷達(dá)掃描技術(shù)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，也可以優(yōu)化像控點(diǎn)布設(shè)方法，提高采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。例如，基于人工智能的視覺同步定位與建圖技術(shù)，在應(yīng)用中可以完成實(shí)時(shí)定位、實(shí)時(shí)地圖構(gòu)建，滿足了攝影測(cè)量與遙感技術(shù)自主定位和導(dǎo)航要求。

2.3 信息提取效率

人工智能也對(duì)信息提取效率帶來(lái)了較大影響，在攝影測(cè)量與遙感技術(shù)輔助下，可以采集到大量的測(cè)繪影像，其內(nèi)容涉及多種格式的地理信息數(shù)據(jù)，如何在這些數(shù)據(jù)中提取價(jià)值數(shù)據(jù)，也是進(jìn)行信息處理時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。在大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)應(yīng)用背景下，也可以搭建地理信息數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，模仿人類意識(shí)、人類思維及行為過(guò)程來(lái)完成信息整理，這樣也可以有序提升數(shù)據(jù)計(jì)算、識(shí)別、提取、判斷、解釋、分析等方面的能力和效率，避免人為因素操作過(guò)程帶來(lái)的誤差影響。另外，人工智能在應(yīng)用中還可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)的方法來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)用性能，將其和攝影測(cè)量與遙感技術(shù)融合在一起，還可以進(jìn)一步提升地理信息數(shù)據(jù)完整度，以滿足測(cè)繪行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。

2.4 技術(shù)適用范圍

基于人工智能的應(yīng)用特點(diǎn)，也會(huì)對(duì)技術(shù)適用范圍帶來(lái)較大影響。攝影測(cè)量與遙感技術(shù)在許多領(lǐng)域中都有著良好應(yīng)用，而人工智能的融入，也使得技術(shù)適用范圍得到進(jìn)一步拓寬，包括政府管理、太空探測(cè)、新技術(shù)研發(fā)、區(qū)域勘察等，其信息交互過(guò)程的智能化水平也在不斷提高，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)遇。例如，在“智慧城市”的建設(shè)中，也涉及遙感技術(shù)、智能化技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段的使用，在人工智能的參與下，也加快了測(cè)繪信息的采集速度和采集精度，這也有助于城市安全體系的順利建設(shè)，提高系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的安全性與可靠性。由此可見，在人工智能應(yīng)用背景下，攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展水平也會(huì)不斷提升，技術(shù)應(yīng)用地位也會(huì)不斷提升，這也為行業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)[1]。

3 人工智能在攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展中的具體應(yīng)用

3.1 多模式識(shí)別技術(shù)

從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，多模式識(shí)別技術(shù)在攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展中一直有著非常良好的應(yīng)用。該技術(shù)的應(yīng)用原理在于，可以對(duì)某一事物或現(xiàn)象的各類型信息（如語(yǔ)音信息、文字信息、圖像信息等）進(jìn)行采集和整合，從而對(duì)事物進(jìn)行準(zhǔn)確描述、整理、解釋，以便于后續(xù)作業(yè)活動(dòng)的有序展開。將其應(yīng)用在攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展中，可以輔助系統(tǒng)從多層次展開數(shù)據(jù)采集。例如，在對(duì)地標(biāo)建筑進(jìn)行識(shí)別時(shí)，無(wú)論是完整的圖像還是拆分的若干圖像，都可以利用多模式識(shí)別技術(shù)來(lái)完成識(shí)別，而且在物體識(shí)別中，也會(huì)使用到相應(yīng)的可靠算法，這樣也可以降低數(shù)據(jù)采集結(jié)果的容錯(cuò)率，提升數(shù)據(jù)識(shí)別結(jié)果的合理性[2]。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也有著非常良好的應(yīng)用，從目前的使用情況來(lái)看，應(yīng)用在體系中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分支，并且也在測(cè)繪領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。例如，由微軟公司推出的Res Net系統(tǒng)在圖像識(shí)別領(lǐng)域中有著良好應(yīng)用，該系統(tǒng)屬于152層深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)在應(yīng)用中的容錯(cuò)率只有1.23%，可以對(duì)大部分圖像內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。而且在應(yīng)用中，也會(huì)通過(guò)深度學(xué)習(xí)的方式來(lái)持續(xù)優(yōu)化攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展體系，以提升圖像處理結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，滿足相應(yīng)的使用要求。

3.3 專家系統(tǒng)技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用中，專家系統(tǒng)歸屬于一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序，其內(nèi)部包含了大量的專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這樣也可以順利解決影像分析中存在的相關(guān)問(wèn)題，提高數(shù)據(jù)整理結(jié)果的準(zhǔn)確性。在具體應(yīng)用中，會(huì)借助一個(gè)或者多個(gè)專家經(jīng)驗(yàn)，來(lái)對(duì)目前數(shù)據(jù)處理中遇到的問(wèn)題進(jìn)行判斷和處理，過(guò)程也會(huì)模擬人類的決策過(guò)程，從而得到處理結(jié)果[3]。在具體應(yīng)用中，所采集到的攝影和遙感數(shù)據(jù)，會(huì)通過(guò)接口直接錄入到推力機(jī)與解釋器當(dāng)中，隨后在專家系統(tǒng)的幫助下，對(duì)于這些應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，篩選出相應(yīng)的價(jià)值數(shù)據(jù)，整理成數(shù)據(jù)包之后，以圖像或表格的形式進(jìn)行輸出，從而提高了數(shù)據(jù)整理結(jié)果的直觀性與有效性。

3.4 協(xié)同指揮控制技術(shù)

除上述提到的應(yīng)用技術(shù)外，在攝影與遙感技術(shù)發(fā)展中，協(xié)同指揮控制技術(shù)也具備了良好的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)在具體實(shí)踐中，主要涉及以下技術(shù)分支：①自由組網(wǎng)通信技術(shù)，作用是輔助信息交互，提高動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的時(shí)效性，以滿足相應(yīng)的操作要求。②飛行控制技術(shù)，在攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的應(yīng)用中，會(huì)使用到無(wú)人機(jī)這一載體，為了提高影像采集結(jié)果的準(zhǔn)確性，也會(huì)利用控制技術(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整飛行狀態(tài)，以提高分析結(jié)果的合規(guī)性。③任務(wù)即目標(biāo)分配技術(shù)，其主要作用是根據(jù)已經(jīng)得到的任務(wù)信息，為需要進(jìn)行協(xié)同管理的無(wú)人機(jī)提供規(guī)劃性任務(wù)，這樣也可以有效提升任務(wù)執(zhí)行效率，提高所采集數(shù)據(jù)的合規(guī)性[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在測(cè)繪科技體系不斷發(fā)展的背景下，攝影測(cè)量和遙感技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值也在不斷體現(xiàn)。基于人工智能的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，人工智能技術(shù)的融入度也會(huì)不斷提高，這樣也可以給攝影測(cè)量與遙感技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生積極影響，加快地理信息數(shù)據(jù)獲取速度，同時(shí)在數(shù)據(jù)整理中也可以降低容錯(cuò)率，這也可以提高測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，從而為測(cè)繪行業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。