測(cè)繪地理信息行業(yè)人工智能技術(shù)的應(yīng)用概述

鐘磊

摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)有了很大突破，尤其是人工智能技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，大大提高了工作效率和質(zhì)量。文章重點(diǎn)對(duì)人工智能技術(shù)在測(cè)繪地理信息行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以為同行提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞 測(cè)繪;地理;信息;人工;智能;技術(shù)

1人工智能技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)從圖像中將物體、場(chǎng)景和活動(dòng)能力識(shí)別出來，它是通過使用照相機(jī)和計(jì)算機(jī)來替換人眼，識(shí)別、跟蹤和測(cè)量目標(biāo)對(duì)象，并完成圖形處理工作，以使工作人員更加直觀的觀察相關(guān)信息。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)不斷發(fā)展對(duì)識(shí)別、解譯圖像可以提供相應(yīng)技術(shù)支持。

1.2 深度學(xué)習(xí)技術(shù)（DL）

深度學(xué)習(xí)技術(shù)是在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，是一種深層結(jié)構(gòu)模型的學(xué)習(xí)方式。深度學(xué)習(xí)算法涵蓋許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如置信網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。在機(jī)器學(xué)習(xí)中深度學(xué)習(xí)是新的研究方向。它主要通過構(gòu)建、模擬人腦完成分析、學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)人腦工作方式進(jìn)行模仿，解釋圖像、聲音和文本等數(shù)據(jù)[1]。深度學(xué)習(xí)技術(shù)可以通過大量數(shù)據(jù)或科學(xué)算法改善學(xué)習(xí)算法的結(jié)果，其算法科學(xué)性更勝一籌。

1.3 機(jī)器人技術(shù)

機(jī)器人屬于可以對(duì)人類一些特定活動(dòng)進(jìn)行模仿的自動(dòng)化設(shè)備。通常，可以完成操作生產(chǎn)、行走等操作。它可以用來替代人類無法完成的工作。智能機(jī)器人主要將一些認(rèn)知技術(shù)（如機(jī)器視覺、自動(dòng)規(guī)劃等）整合至傳感器等硬件中，并與人類一起完成工作，在未知環(huán)境中可以執(zhí)行不同的人工指令，無人船、無人機(jī)等都屬于智能機(jī)器人中的一種。它被廣泛應(yīng)用在測(cè)繪地理信息行業(yè)，用于數(shù)據(jù)的采集、編輯、分析處理、質(zhì)量檢測(cè)等。

1.4 圖像識(shí)別

在人工智能領(lǐng)域中圖像識(shí)別是非常重要的技術(shù)，它主要是通過對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行利用，完成圖形的處理、分析，并以不同方式識(shí)別目標(biāo)的技術(shù)[1]。在工業(yè)生產(chǎn)中，通過工業(yè)相機(jī)完成圖片拍照，并使用軟件結(jié)合圖像的灰度差異進(jìn)行識(shí)別處理。在地理信息測(cè)繪中，圖像識(shí)別主要工作是對(duì)航空遙感圖像進(jìn)行分類、以識(shí)別和并解譯遙感圖像的技術(shù)。

1.5 VR/AR

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）可以實(shí)時(shí)對(duì)攝像機(jī)圖像的位置和角度進(jìn)行計(jì)算，并添加相關(guān)圖像、3D模型、視頻的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)主要是將屏幕上顯示的虛擬世界置入現(xiàn)實(shí)中并完成相關(guān)活動(dòng)操作。VR和AR技術(shù)都是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建的新視聽技術(shù)。與相關(guān)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，它在特定范圍內(nèi)產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)相似度極高的視覺、聽覺和觸覺方面的數(shù)字化環(huán)境。借助相關(guān)設(shè)備，工作人員可以在數(shù)字化環(huán)境中與相關(guān)對(duì)象通信互動(dòng)，從而為他們提供與真實(shí)世界相同的感覺和體驗(yàn)，它主要是通過一系列設(shè)備實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能的，如顯示、跟蹤、定位、觸摸交互、數(shù)據(jù)采集等設(shè)備[2]。VR和AR技術(shù)在技術(shù)特征方面，按照不同處理過程，將其技術(shù)可分為五個(gè)方面，即獲取和建模、分析和利用、交換和分發(fā)、顯示和交互、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)級(jí)系統(tǒng)。

2人工智能技術(shù)在測(cè)繪地理信息行業(yè)的應(yīng)用

2.1 地理定位

（1）無地面控制攝影測(cè)量。通過大量實(shí)踐研究表明，沒有地面控制1∶500比例尺地形圖完全可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)精度規(guī)定。在國(guó)家級(jí)某工程勘測(cè)中，施工企業(yè)通過將衛(wèi)星遙感圖像應(yīng)用在無地面控制衛(wèi)星攝影測(cè)量中，測(cè)試結(jié)果表明，框幅式傳感器影像無控制攝影測(cè)量，完全適用于1∶50，000地形圖實(shí)際需求;在應(yīng)用光學(xué)掃描式傳感器影像無控制點(diǎn)攝影測(cè)量時(shí)，平面高達(dá)50m，高程精度高達(dá)40m[2]。如果使用日產(chǎn)ALOS型號(hào)衛(wèi)星傳感器（三線陣列CCD攝像機(jī)），在沒有地面控制的情況下，可用于對(duì)1∶25，000比例尺和10m等高距地形圖的測(cè)繪。

（2）直接地理定位

某公司通過對(duì)影像自動(dòng)定位的PalaNet進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明對(duì)未含地理信息的圖片可以完成精確定位。基于圖像的像素級(jí)分析，對(duì)存儲(chǔ)在圖像庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行像素比較，以實(shí)現(xiàn)兩者的最佳匹配。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，PalaNet使用的圖像庫(kù)涵蓋9000萬幅圖像，通過測(cè)試和分析其中的230萬張照片，PalaNet圖片時(shí)間信息識(shí)別率高達(dá)28.4%，識(shí)別地理位置的比例高達(dá)48%。盡管測(cè)試水平還需提高，但人工智能的效率和精度遠(yuǎn)高于人工識(shí)別，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，PalaNet的識(shí)別率還可以大幅提高。

2.2 遙感影像智能解譯

遙感圖像解譯是一種根據(jù)各種應(yīng)用需求，對(duì)遙感圖像中信息含義進(jìn)行觀察和判斷的技術(shù)。可以根據(jù)需要通過應(yīng)用人工或計(jì)算機(jī)，將解譯后的遙感圖像制作成不同專題圖，以供相關(guān)部門參考。

自1980年以來，都是采用目視、人機(jī)交互等半自動(dòng)技術(shù)解譯遙感影像，并希望人工智能可以自動(dòng)解譯遙感影像。現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)日趨成熟，通過將視覺人工智能技術(shù)和空間信息的結(jié)合，并在遙感數(shù)據(jù)解譯中引入深度學(xué)習(xí)技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分析處理遙感數(shù)據(jù)的愿景，它被廣泛應(yīng)用于多種場(chǎng)景，如目標(biāo)、變化、云雪的檢測(cè)，路網(wǎng)、水體的提取，土地分類等。

2.3 智能化獲取數(shù)據(jù)

隨著各種人工技術(shù)的不斷發(fā)展，如機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺、圖像識(shí)別、語音識(shí)別等，大大提高了傳感器和測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和可靠性。目前，有許多地理數(shù)據(jù)采集設(shè)備，例如無人車、無人機(jī)、AR / VR可穿戴設(shè)備等，這些設(shè)備的出現(xiàn)完全取代了人工操作，大大減輕了人工操作的壓力。如對(duì)智能機(jī)器人的利用控制，可以通過視頻采集系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集，使內(nèi)外業(yè)操作、數(shù)據(jù)采集處理實(shí)現(xiàn)一體化，大大提高了測(cè)繪工作的效率和質(zhì)量。

3結(jié)束語

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)取得了很大的突破，并受到各行各業(yè)的青睞和歡迎，已成為當(dāng)今不可缺少的人工智能技術(shù)，尤其在測(cè)繪地理信息行業(yè)取得了驕人的成就，為測(cè)繪工作提供了很大的便利，減少了測(cè)繪地理方面的費(fèi)用支出，因此，在實(shí)際應(yīng)用人工智能技術(shù)過程中，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，不斷對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以提高測(cè)繪效率和質(zhì)量，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊桄，劉湘南.遙感影像解譯的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].國(guó)土資源遙感，2004（2）：7-10.

[2] 修春波.人工智能原理[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011：215.