翟 敏

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊，山西 太原 030031)

0 引 言

人工智能主要涉及機器視覺方面、機器人學(xué)方面、認知推理方面、博弈倫理方面、機器學(xué)習(xí)方面等，其中的機器視覺主要就是三維重建功能、模式識別功能、圖像理解功能等。語言理解和交流主要就是語言識別功能、語言合成功能、人機對話交流功能、機器翻譯功能等。機器人學(xué)具有一定的機械功能、控制功能、設(shè)計功能、運動與任務(wù)規(guī)劃的功能。認知推理主要就是各類物理與社會常識方面的認知和推理。博弈理論主要是多代理人相互之間的交互性、對抗性、合作性，可以將機器人和社會之間相互融合。機器學(xué)習(xí)主要就是各類建模功能、分析工具功能、計算功能等。在人工智能時代背景下合理研究開發(fā)先進的測繪遙感技術(shù)，面臨著很多機遇和挑戰(zhàn)，應(yīng)按照遙感測繪技術(shù)特點、人工智能時代發(fā)展特點等，完善相應(yīng)的攝影測量遙感工作模式，為遙測工作的發(fā)展、技術(shù)的改革創(chuàng)新等夯實基礎(chǔ)。

1 機器學(xué)習(xí)及其在攝影測量遙感中的應(yīng)用

1.1 機器學(xué)習(xí)

人工智能時代下機器學(xué)習(xí)邏輯就是利用尋找某些函數(shù)關(guān)系，通過數(shù)據(jù)信息使得事物相互勾線、互相連接，最終會出現(xiàn)最為準確的映射反應(yīng)，使得人工智能系統(tǒng)快速性完成具體學(xué)習(xí)任務(wù)。

1.2 攝影測量遙感的應(yīng)用

機遇：目前在機器學(xué)習(xí)技術(shù)中長時間使用統(tǒng)計學(xué)思想，攝影測量與遙感領(lǐng)域也廣泛應(yīng)用著統(tǒng)計學(xué)的思想。例如，測繪遙感期間需通過統(tǒng)計學(xué)思想完成監(jiān)督和非監(jiān)督目標的分類任務(wù)與識別任務(wù)，傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)理論在應(yīng)用期間遙感影像的分類識別任務(wù)完成速度很慢，不能確保測繪遙感技術(shù)的目標識別準確度與分類的準確度，而使用人工智能技術(shù)中的機器學(xué)習(xí)就可以解決此類問題，通過逐層算法使得機器能夠深度地進行神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，創(chuàng)建深度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺，按照各類測繪遙感的目標任務(wù)情況，機器在獲得各類特征數(shù)據(jù)信息之后利用自主學(xué)習(xí)功能，增強人工智能技術(shù)在遙感測繪中的使用效果。據(jù)相關(guān)的實踐研究與數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，采用深度學(xué)習(xí)算法與現(xiàn)代統(tǒng)計學(xué)思想，將人工智能技術(shù)融入測繪遙感領(lǐng)域，能夠提升圖像識別效果、物體分類效果、語音辨別效果與遙感技術(shù)應(yīng)用效果等，在未來發(fā)展的過程中機器學(xué)習(xí)技術(shù)的深度學(xué)習(xí)功能也會有所進步。

挑戰(zhàn)：測繪遙感技術(shù)應(yīng)用最為重要的就是進行目標的幾何定位、提取目標的物理屬性，收集二維圖像重新創(chuàng)建立體幾何圖形，合理分類地理物質(zhì)要素等。在此期間，使用機器學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)可改善目標物體幾何定位的現(xiàn)狀，而目前面臨的挑戰(zhàn)就是機器學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)還沒有深入融合到測繪遙感領(lǐng)域。

雖然當前存在一些挑戰(zhàn)，但是很多專家都開始研究機器學(xué)習(xí)和計算機視覺技術(shù)的整合，將其運用到測繪遙感領(lǐng)域能夠增強目標物體定位的精確度，其和傳統(tǒng)技術(shù)相比存在數(shù)量級別的差異，因此在測繪遙感技術(shù)方面應(yīng)重點使用人工智能的機器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過三維重建技術(shù)方式，借助其中的密集匹配技術(shù)措施增強深度學(xué)習(xí)效果，挖掘機器學(xué)習(xí)在測繪遙感技術(shù)中的潛能[1]。

2 機器視覺及其在攝影測量遙感中的應(yīng)用

2.1 機器視覺

機器視覺又被稱作計算機視覺，此類技術(shù)主要是用于在攝影測量遙感的過程中進行目標的識別、跟蹤與測量，可通過現(xiàn)代化的攝像機設(shè)備、計算機設(shè)備等代替?zhèn)鹘y(tǒng)工作領(lǐng)域中的人工操作形式。從本質(zhì)層面而言，機器視覺和攝影測量學(xué)之間存在很多相同的部分、要素，如利用光學(xué)像片真實反映出被拍攝目標物體的形狀情況、位置情況、特征情況、大小情況和相互關(guān)系情況等。簡而言之，攝影測量學(xué)工作中所使用的工具是攝影設(shè)備，目的在于完成測量任務(wù)，而無論從原理層面還是方法層面、應(yīng)用層面而言，攝影測量和機器視覺之間存在諸多相同之處。尤其是新時期人工智能技術(shù)快速進步的環(huán)境下，二者之間進一步融合，可以將無人機設(shè)備與車載移動平臺相互整合形成兩種技術(shù)的交叉點，同時可以在攝影測量技術(shù)與系統(tǒng)方面使用地面位置的移動測量系統(tǒng)平臺，全面收集道路的影像與街景影像，通過機器視覺技術(shù)增強道路信息的提取效果與重視效果，創(chuàng)建智能化交通模式，彰顯無人機航攝技術(shù)的作用[2]。

2.2 機器視覺在攝影測量遙感中的應(yīng)用

機遇：我國人工智能技術(shù)領(lǐng)域中，視覺技術(shù)就是利用攝影機械設(shè)備與計算機系統(tǒng)替代人類操作，能夠增強目標識別和跟蹤的數(shù)字化水平，并且在計算機整體系統(tǒng)內(nèi)部具備邏輯處理的功能，可以準確測量與識別所獲取的數(shù)字信息。從廣義層面而言，計算機設(shè)備和系統(tǒng)具有的視覺功能，涉及圖像處理功能、目標識別功能、信息重建功能、圖像分析功能、數(shù)據(jù)理解功能等；從狹義層面來講，計算機設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施的視覺功能，可以利用收集和分析圖片數(shù)據(jù)信息、視頻數(shù)據(jù)信息等在系統(tǒng)平臺內(nèi)部創(chuàng)建三維場景，利用三維重建的形式增強數(shù)據(jù)信息的處理能力。我國的攝影測量遙感領(lǐng)域中合理使用機器學(xué)習(xí)技術(shù)，不僅可以提升攝影測量遙感的水平，還能改善人工智能應(yīng)用的現(xiàn)狀，在智能化技術(shù)和現(xiàn)代化技術(shù)的支持下發(fā)揮機器學(xué)習(xí)技術(shù)和系統(tǒng)的價值，從根本層面提高整體的測繪遙感技術(shù)應(yīng)用可行性及價值[3]。

挑戰(zhàn)：機器視覺技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)在應(yīng)用時，二者之間難以取舍，主要原因就是相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用與融合研究內(nèi)容不夠深入，難以通過科學(xué)化、合理性的方式提升技術(shù)的深度融合效果。

為應(yīng)對挑戰(zhàn)問題，目前我國很多專家學(xué)者已經(jīng)開始組建專門進行人工智能時代之下測繪遙感技術(shù)應(yīng)用研究的團隊，他們不僅可以使用先進的計算機視覺技術(shù)改善測繪遙感現(xiàn)狀，還能在人工智能技術(shù)的支持下增強測繪工作的精確度與遙感技術(shù)的應(yīng)用效果。例如，在專家團隊研究的過程中開發(fā)出無人駕駛汽車和機器人相互整合的測繪遙感技術(shù)模式，可以在交通通行領(lǐng)域中大范圍使用，不僅能夠達到無人駕駛的目的，還能高效化應(yīng)用于無人測繪領(lǐng)域。此外，在室外測繪和測量的工作中可以使用先進的智能機器人技術(shù)，以代替人工在環(huán)境非常復(fù)雜并且容易出現(xiàn)安全事故的地區(qū)高精確度地完成測繪任務(wù)。例如，煤礦礦井的井下測繪的工作環(huán)境復(fù)雜、危險性高，對測繪測量人員的生命安全會造成威脅，此情況下就可以使用機器視覺技術(shù)下的測繪遙感系統(tǒng)、智能機器人代替人工的測繪操作，以確保整體的測繪工作質(zhì)量、精確度[4]。

3 時空大數(shù)據(jù)的認知和推理

從研究角度而言，三元世界涉及人機物層面，主要就是人類社會層面、物理世界層面、信息空間層面，具有網(wǎng)絡(luò)社會的屬性，具備一定動態(tài)性特點、開放性特點，是由很多人類社會元素、機械元素、物質(zhì)元素等相互整合而成的。人們在三元世界中不僅能夠完成野外調(diào)查的任務(wù)、遙感測量任務(wù)，還能獲得物理世界各類數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，同時可實現(xiàn)社會調(diào)查、運用現(xiàn)代社會信息化工具等。例如，使用先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集整合、分析人類社會信息，此類數(shù)據(jù)信息的出現(xiàn)構(gòu)建成海量的時空大數(shù)據(jù)，人們在物理世界與人類社會認知推理的具體工作領(lǐng)域可以將此類數(shù)據(jù)信息當作主要的依據(jù)，這也屬于人工智能技術(shù)應(yīng)用過程中十分重要的使命。近幾年地理信息技術(shù)和系統(tǒng)不斷更新與進步，空間分析理論層面和方法體系層面的內(nèi)容快速完善，但是傳感網(wǎng)、感知設(shè)備方面相互融合所形成的時空數(shù)據(jù)信息分析的理論部分與方法措施等仍需要不斷進行創(chuàng)新優(yōu)化[5]。

從本質(zhì)層面而言，時空數(shù)據(jù)主要分成以下幾種：

其一，地球表層特征與環(huán)境特征類型的數(shù)據(jù)信息，在獲得的過程中通過測繪遙感系統(tǒng)與地面?zhèn)鞴芫W(wǎng)系統(tǒng)收集分析；

其二，人類活動和社會經(jīng)濟形態(tài)方面的時空數(shù)據(jù)信息，可以使用感知設(shè)備進行收集分析，借助智能化與網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備或者是利用社會調(diào)查的形式獲取。兩種時空數(shù)據(jù)信息中，第一種數(shù)據(jù)有著明顯規(guī)范性特點，數(shù)據(jù)的分析工作和計算工作適用性很高，模擬與預(yù)測研究的過程中，可使用數(shù)學(xué)模型處理；第二種數(shù)據(jù)多數(shù)都是將多媒體文本作為主要部分，形式類型具有多元化特點，結(jié)構(gòu)的形式也很多，可以利用社會感知時空大數(shù)據(jù)的形式彰顯出人類活動規(guī)律與社會行為情況。此類數(shù)據(jù)的測繪遙感技術(shù)應(yīng)用復(fù)雜程度非常明顯，要合理使用人工智能技術(shù)，通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)與計算機視覺技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等增強測繪遙感的效果，解決目前物理世界和人類社會方面認知與推理問題，形成非常完善的機制體系，尤其是在智慧城市建設(shè)期間可以通過將人工智能技術(shù)和測繪遙感技術(shù)相互整合來健全時空大數(shù)據(jù)的認知與推理模式，健全理論體系、方法邏輯，合理使用傳感網(wǎng)技術(shù)、感知設(shè)備技術(shù)等挖掘時空數(shù)據(jù)信息，強化分析和推理的效果，為測繪遙感技術(shù)的拓展、創(chuàng)新提供幫助[6]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在我國人工智能快速發(fā)展的過程中，測繪遙感技術(shù)的發(fā)展面臨很多機遇，尤其是機器學(xué)習(xí)技術(shù)與計算機視覺技術(shù)為測繪遙感技術(shù)的進步提供很多的支持，但是在時空數(shù)據(jù)的分析和推理過程中還面臨著很多挑戰(zhàn)，因此需要結(jié)合實際情況將人工智能技術(shù)和測繪遙感技術(shù)相互整合，確保各類工作高質(zhì)量落實、穩(wěn)定性實施。