人工智能對攝影測量與遙感技術發(fā)展的影響分析

雷遠建

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，已經給多個行業(yè)領域帶來了非常深遠的影響。測繪作為人們感知地球、開發(fā)地理信息資源的基礎技術，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)精準度，從而為“智能化” 城市發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支持?；谌斯ぶ悄軐z影測量與遙感技術發(fā)展帶來的影響，可以得到更加可靠的基礎數(shù)據(jù)，從而為行業(yè)的進一步發(fā)展、技術進一步融合提供有效參考。

1 人工智能相關內容論述

1.1 發(fā)展過程概述

從目前的發(fā)展情況來看，人工智能的發(fā)展可以分為以下4個階段：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的過渡期。在此背景下，人工智能的研究主要集中在制造領域，對于科研領域的涉及度相對較低。②市場啟動期，在市場中出現(xiàn)了一些簡單工業(yè)機器人，其具備了簡單的機器人視覺，可以代替人工執(zhí)行一些簡單操作，之前的理論知識逐漸轉換為現(xiàn)實。該背景下產生的人工智能，其操作容錯率相對較高，只是在一些簡單領域中應用。③高速發(fā)展期，在計算機語言、計算機技術、視覺傳達技術等科學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)機器人執(zhí)行指令的復雜度也在不斷提高。該背景下人工智能的涉足領域不斷拓展，從傳統(tǒng)制造業(yè)開始向著生活領域、建筑領域中滲透，應用普及度也在不斷提高。④應用成熟期，基于大數(shù)據(jù)技術、云平臺、仿真模擬技術，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、競爭環(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域、精密加工領域中得到了推廣，其應用價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)展過程中，已經取得了以下研究成果：第一，人機對弈，如目前活躍度較高的“深藍”、“X3D德國人”智能機器人，其具備超強計算能力，在與人進行PK的過程中取得來良好成績。例如，“X3D德國人”智能機器人已經打敗了多名世界頂尖棋手，代表了人工智能技術發(fā)展進入到了新高度。第二，模式識別，包括2D識別引擎、3D識別引擎、多維識別引擎等。以2D識別引擎為例，其內容包括人臉識別、文字識別、圖像識別、車牌識別等。如目前許多智能建筑、停車場都應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，自動工程，包括自動駕駛系統(tǒng)、獵鷹系統(tǒng)等。如目前一些地區(qū)試推廣的無人駕駛快遞車、無人駕駛汽車等。第四，知識工程，包括專家系統(tǒng)、智能搜索引擎、計算機視覺和圖像處理、機器翻譯和自然語言理解、數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)等。如我國的“天河一號”超級計算機，便是集成多項先進技術的綜合體。

2 人工智能對攝影測量與遙感技術發(fā)展的影響

2.1 測繪行業(yè)發(fā)展

2.1.1 經濟發(fā)展與社會建設。從目前的發(fā)展情況來看，人工智能對經濟發(fā)展與社會建設的影響日益突出，對各行各業(yè)帶來了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，測繪行業(yè)也迎來了重大變革，智能化、信息化的測繪時代即將代替數(shù)字化測繪，成為測繪的新標桿。對測繪行業(yè)的發(fā)展進行深入剖析可以看出，測繪行業(yè)的發(fā)展是測繪科學和應用領域科學的共同創(chuàng)新和進步，需要在當代科學技術背景下，依靠先進的測繪方法和技術以及新技術、新工藝、新的生產管理模式，共同完成測繪地球、生產與服務的所有任務。測繪行業(yè)的發(fā)展與多個應用行業(yè)一樣，都是將社會發(fā)展的應用需求作為行業(yè)發(fā)展的驅動力，例如大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息化技術在測繪技術領域的應用，促進了測繪科學技術的發(fā)展，提升了地理信息開發(fā)、數(shù)據(jù)處理、服務應用的能力，改變了測繪技術的實施和應用方法。

2.1.2 測繪功能變化。在人工智能應用背景下，也豐富了系統(tǒng)的測繪功能。目前，利用人工智能可以順利實現(xiàn)航空影像內容精準匹配、數(shù)據(jù)模型參數(shù)提取、影像內容疊加、影像處理等功能，而且在應用中還可以對獲取到的影像進行智能化處理，得到更加精準地處理數(shù)據(jù)。例如，“全站型自動測量機器人”在應用中，可以根據(jù)情況對目標進行自動跟蹤、自動測量、自動整合、自動傳輸，從而加快了測繪數(shù)據(jù)的處理效率，提升測繪結果的信息化水平。另外，隨著測繪要求的不斷變化，對于測繪功能性需求也在發(fā)生變化，結合人工智能技術提供的便利條件，測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導航系統(tǒng)、多分辨率遙測設備、三維掃描系統(tǒng)、智能化地理信息系統(tǒng)等，也進一步豐富了測繪功能，使其可以滿足航空航天、海洋測繪、地下勘測等領域的測繪要求，從而促進了行業(yè)經濟的健康發(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用，在具體實踐中，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)在同一參考坐標系當中，也需要在野外合理布設像控點，采集所需的定向數(shù)據(jù)。得到的定向數(shù)據(jù)也會錄入到計算機影像中進行翻譯，并按要求進行影像校正，相比傳統(tǒng)校正方法，人工智能的計算精準度更高，校準后的精準度也更強。并且基于人工智能研發(fā)的自動測量機器人、智能雷達掃描技術、GPS導航系統(tǒng)，也可以優(yōu)化像控點布設方法，提高采集數(shù)據(jù)的精準度。例如，基于人工智能的視覺同步定位與建圖技術，在應用中可以完成實時定位、實時地圖構建，滿足了攝影測量與遙感技術自主定位和導航要求。

2.3 信息提取效率

人工智能也對信息提取效率帶來了較大影響，在攝影測量與遙感技術輔助下，可以采集到大量的測繪影像，其內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)中提取價值數(shù)據(jù)，也是進行信息處理時需要重點關注的內容。在大數(shù)據(jù)技術、云計算技術、人工智能技術應用背景下，也可以搭建地理信息數(shù)據(jù)處理平臺，模仿人類意識、人類思維及行為過程來完成信息整理，這樣也可以有序提升數(shù)據(jù)計算、識別、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程帶來的誤差影響。另外，人工智能在應用中還可以通過深度學習的方法來進一步優(yōu)化應用性能，將其和攝影測量與遙感技術融合在一起，還可以進一步提升地理信息數(shù)據(jù)完整度，以滿足測繪行業(yè)經濟的發(fā)展要求。

2.4 技術適用范圍

基于人工智能的應用特點，也會對技術適用范圍帶來較大影響。攝影測量與遙感技術在許多領域中都有著良好應用，而人工智能的融入，也使得技術適用范圍得到進一步拓寬，包括政府管理、太空探測、新技術研發(fā)、區(qū)域勘察等，其信息交互過程的智能化水平也在不斷提高，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的機遇。例如，在“智慧城市”的建設中，也涉及遙感技術、智能化技術、測繪技術、網絡技術等手段的使用，在人工智能的參與下，也加快了測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，提高系統(tǒng)運行過程的安全性與可靠性。由此可見，在人工智能應用背景下，攝影測量與遙感技術發(fā)展水平也會不斷提升，技術應用地位也會不斷提升，這也為行業(yè)經濟穩(wěn)定發(fā)展奠定了良好基礎[1]。

3 人工智能在攝影測量與遙感技術發(fā)展中的具體應用

3.1 多模式識別技術

從實際應用情況來看，多模式識別技術在攝影測量與遙感技術發(fā)展中一直有著非常良好的應用。該技術的應用原理在于，可以對某一事物或現(xiàn)象的各類型信息（如語音信息、文字信息、圖像信息等）進行采集和整合，從而對事物進行準確描述、整理、解釋，以便于后續(xù)作業(yè)活動的有序展開。將其應用在攝影測量與遙感技術發(fā)展中，可以輔助系統(tǒng)從多層次展開數(shù)據(jù)采集。例如，在對地標建筑進行識別時，無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別技術來完成識別，而且在物體識別中，也會使用到相應的可靠算法，這樣也可以降低數(shù)據(jù)采集結果的容錯率，提升數(shù)據(jù)識別結果的合理性[2]。

3.2 人工神經網絡技術

在攝影測量與遙感技術發(fā)展中，人工神經網絡技術也有著非常良好的應用，從目前的使用情況來看，應用在體系中的人工神經網絡技術包括了卷積神經網絡、循環(huán)神經網絡、遞歸神經網絡、長短時記憶神經網絡等分支，并且也在測繪領域中得到了廣泛應用。例如，由微軟公司推出的Res Net系統(tǒng)在圖像識別領域中有著良好應用，該系統(tǒng)屬于152層深度神經網絡，系統(tǒng)在應用中的容錯率只有1.23%，可以對大部分圖像內容進行精準識別。而且在應用中，也會通過深度學習的方式來持續(xù)優(yōu)化攝影測量與遙感技術發(fā)展體系，以提升圖像處理結果的準確性與可靠性，滿足相應的使用要求。

3.3 專家系統(tǒng)技術

在實際應用中，專家系統(tǒng)歸屬于一個智能計算機程序，其內部包含了大量的專家知識和經驗，這樣也可以順利解決影像分析中存在的相關問題，提高數(shù)據(jù)整理結果的準確性。在具體應用中，會借助一個或者多個專家經驗，來對目前數(shù)據(jù)處理中遇到的問題進行判斷和處理，過程也會模擬人類的決策過程，從而得到處理結果[3]。在具體應用中，所采集到的攝影和遙感數(shù)據(jù)，會通過接口直接錄入到推力機與解釋器當中，隨后在專家系統(tǒng)的幫助下，對于這些應用數(shù)據(jù)進行整理，篩選出相應的價值數(shù)據(jù)，整理成數(shù)據(jù)包之后，以圖像或表格的形式進行輸出，從而提高了數(shù)據(jù)整理結果的直觀性與有效性。

3.4 協(xié)同指揮控制技術

除上述提到的應用技術外，在攝影與遙感技術發(fā)展中，協(xié)同指揮控制技術也具備了良好的應用價值。該技術在具體實踐中，主要涉及以下技術分支：①自由組網通信技術，作用是輔助信息交互，提高動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸過程的時效性，以滿足相應的操作要求。②飛行控制技術，在攝影測量與遙感技術的應用中，會使用到無人機這一載體，為了提高影像采集結果的準確性，也會利用控制技術來動態(tài)調整飛行狀態(tài)，以提高分析結果的合規(guī)性。③任務即目標分配技術，其主要作用是根據(jù)已經得到的任務信息，為需要進行協(xié)同管理的無人機提供規(guī)劃性任務，這樣也可以有效提升任務執(zhí)行效率，提高所采集數(shù)據(jù)的合規(guī)性[4]。

4 結束語

綜上所述，在測繪科技體系不斷發(fā)展的背景下，攝影測量和遙感技術的應用價值也在不斷體現(xiàn)。基于人工智能的應用優(yōu)勢，在未來發(fā)展過程中，人工智能技術的融入度也會不斷提高，這樣也可以給攝影測量與遙感技術發(fā)展產生積極影響，加快地理信息數(shù)據(jù)獲取速度，同時在數(shù)據(jù)整理中也可以降低容錯率，這也可以提高測繪結果的準確性和可靠性，從而為測繪行業(yè)經濟的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎。