測繪地理信息為自動駕駛帶來什么？

◎ 呂苑鵑

“自然資源部支持業(yè)界利用測繪地理信息技術(shù)，基于時空大數(shù)據(jù)，加快數(shù)字地圖、導航定位等地理信息數(shù)據(jù)、技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)融合?！? 月23 日，自然資源部地理信息管理司司長李永春在自然資源部例行新聞發(fā)布會上表示。

當下，隨著頂層設(shè)計逐步完善、政策持續(xù)利好、商業(yè)部署不斷加快、技術(shù)產(chǎn)品日趨成熟，我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速，人們對于自動駕駛的想象似乎正逐漸變成現(xiàn)實。其中，測繪地理信息這個“助推器”發(fā)揮了不可或缺的重要作用。

“聰明的汽車”離不開測繪地理信息支撐

近年來，測繪地理信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)深度融合，催生了不少新產(chǎn)品、新服務、新業(yè)態(tài)，深刻影響了經(jīng)濟社會發(fā)展和大眾的日常生活。

在汽車變“聰明”的過程，測繪地理信息深度參與其中。

在中國工程院院士、清華大學教授李克強提出的智能網(wǎng)聯(lián)汽車“中國方案”中，由于能夠有效支撐高等級自動駕駛對動態(tài)地圖數(shù)據(jù)的應用需求，高精度地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺作為關(guān)鍵的五大平臺之一，是車路云一體化系統(tǒng)的重要組成部分。

中國測繪科學研究院地理信息系統(tǒng)與地圖學研究所所長翟亮告訴記者，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中，測繪地理信息可以發(fā)揮諸多重要支撐作用。

一方面，發(fā)揮了“指南針”作用——車道級位置服務和路徑導航。我國建成并投入運營的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)及其連續(xù)運行參考站（CORS），可以為智能網(wǎng)聯(lián)汽車實時提供厘米級的高精度位置信息，是車輛智能駕控所需的最基礎(chǔ)信息之一。在這基礎(chǔ)上，配合高精度地圖完成車輛的路徑導航功能，引導車輛安全、高效地到達目的地。

另一方面，提供了“一雙慧眼”——近距離實時環(huán)境感知。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過安裝或集成衛(wèi)星導航定位接收模塊、慣性測量單元、攝像頭、激光雷達等傳感器，能夠?qū)囕v及周邊道路設(shè)施的空間坐標、影像、點云及其屬性信息等測繪地理信息數(shù)據(jù)進行近距離實時環(huán)境感知、信息采集、處理判斷，以滿足車輛智能駕控決策的根本需求。

同時，還形成了“專家知識”——長周期地理信息記憶。自動駕駛地圖標注了所有道路特征和駕駛經(jīng)驗軌跡，特別是傳統(tǒng)傳感器看不到的地方，例如拐彎兒、上下坡的地方，能夠為智能網(wǎng)聯(lián)汽車構(gòu)建一套完整的長周期地理信息記憶，無形中增強了車輛超視距感知能力，為車輛提供重要的先驗信息與人類駕駛經(jīng)驗，彌補普通近距離傳感器及模型訓練的不足，減少對車端高算力的剛性需求，更好地滿足智能駕控決策需求。

此外，智能網(wǎng)聯(lián)汽車實時獲取和更新的道路、場景等信息，也可以為基礎(chǔ)測繪工作提供重要的數(shù)據(jù)來源，未來將實現(xiàn)智能駕駛和基礎(chǔ)測繪工作的雙向賦能。

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸興起而出現(xiàn)的自動駕駛地圖，是實現(xiàn)自動駕駛的必要條件。不同于傳統(tǒng)地圖服務于人，自動駕駛地圖的主要服務對象是車，精度更高、圖層更多、內(nèi)容更豐富。

據(jù)了解，自動駕駛地圖繪制以及自動駕駛技術(shù)環(huán)境感知、行為決策、姿態(tài)控制和算法升級等離不開影像數(shù)據(jù)、衛(wèi)星導航定位、慣性導航、激光雷達點云數(shù)據(jù)等地理信息數(shù)據(jù)。

中國科學院院士、中國工程院院士李德仁曾撰文指出，測繪遙感科學與信息科學不斷與其他科學和技術(shù)交叉融合，提供各種方法進行時空數(shù)據(jù)采集、信息提取、網(wǎng)絡(luò)管理、知識發(fā)現(xiàn)、空間感知認知和智能位置服務，形成了高精度位置與姿態(tài)測量、全球空天地一體化的非線性地球參考框架構(gòu)建技術(shù)、星基導航增強技術(shù)、天地一體化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（6G）、多源成像數(shù)據(jù)在軌處理技術(shù)、信息智能終端服務技術(shù)、時空信息資源調(diào)度與網(wǎng)絡(luò)安全、通信導航遙感一體多功能衛(wèi)星平臺設(shè)計與研制等一系列關(guān)鍵核心技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)正直接或間接地支撐智能駕駛技術(shù)的發(fā)展。

其中，高精度導航定位是智能駕駛技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵。通過導航衛(wèi)星和具有導航增強的低軌遙感和通信衛(wèi)星進行組網(wǎng)，實現(xiàn)實時、全球覆蓋的高精度位置增強服務，有望為智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。多源融合的感知導航定位可以彌補GNSS導航性能的不足，進而實現(xiàn)自動駕駛防撞、避障、變道導航等應用，是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)高精定位的工程首選。伴隨智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，移動測量技術(shù)在自動駕駛地圖采集上得到了進一步應用，采集精度不斷提高、數(shù)據(jù)處理自動化程度大幅提升、設(shè)備成本大幅降低。

與此同時，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)也對測繪地理信息技術(shù)提出了更高需求，與智能駕駛的融合發(fā)展將成為測繪地理信息發(fā)展的新方向。

更輕更智能，“車”“圖”交融共生

自動駕駛地圖究竟是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的“最佳搭檔”，還是暫時過渡的“拐杖”？近一兩年來，智能駕駛“進城”步伐加速，而城市場景對于自動駕駛地圖的“鮮度”要求極高。不少車企面對自動駕駛地圖制作和維護成本大、周期長等現(xiàn)實困難，選擇轉(zhuǎn)向“重感知、輕地圖”的路線，有的甚至提出了“無圖”方案。

對于感知與地圖的博弈，有業(yè)內(nèi)人士認為，不過度依賴自動駕駛地圖，不意味著完全不需要。而且，輔助駕駛技術(shù)在迭代升級，地圖和定位技術(shù)也在演進，一切都在動態(tài)變化中。隨著自動駕駛級別的不斷增高，對穩(wěn)定性、安全性的要求越高，對高精度地圖的需求就越強。換言之，汽車越“聰明”，越需要自動駕駛地圖的輔助。有學者認為，對于L1～L3 級別自動駕駛，高精度地圖是可選項，對于L4+高級別自動駕駛，則是必選項。

對此，高德汽車業(yè)務中心總經(jīng)理江睿表示，感知和地圖從來不是非此即彼，而應該是融合共生的關(guān)系?！半m然汽車目前已具備感知車輛周邊環(huán)境的能力，但針對車輛阻擋、不規(guī)則路網(wǎng)、復雜路口、交通規(guī)制等信息，感知系統(tǒng)還無法做到看清、理解和表達?！?/p>

他認為，地圖作為提供全局先驗信息的底層基礎(chǔ)設(shè)施，仍具有不可或缺的作用。優(yōu)質(zhì)的高級輔助駕駛體驗離不開好用的導航路徑規(guī)劃、專業(yè)的靜態(tài)數(shù)據(jù)、實時的動態(tài)數(shù)據(jù)以及豐富的經(jīng)驗數(shù)據(jù)等全方位的支持。

有研究表明，使用“純感知”方案的高級輔助駕駛在安全、體驗等多個方面仍不及“感知+地圖”的協(xié)同組合。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動駕駛地圖，目前都尚且處于探索的發(fā)展階段。無論車企還是圖商并未停下腳步，而是針對自動駕駛需要時效性高、成本可控的高精度地圖的這一現(xiàn)實，在地圖的精度、覆蓋率、鮮度、成本等方面進行取舍和平衡。

“隨著自動駕駛應用和技術(shù)的不斷深入，應用場景也逐步從高快速道路切入到城市普通道路，而城市道路的復雜性遠超出高快速道路，而且季度級更新的地圖時效性都難以滿足自動駕駛的應用訴求。在這種情況下，地圖輕量化成為行業(yè)討論的焦點?！彬v訊地圖數(shù)據(jù)負責人馬常杰介紹，今年4 月，騰訊發(fā)布了輕量級高精度地圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品HD Air，在導航地圖基礎(chǔ)上，融合車道級要素和屬性，記錄方式更加簡潔，為實現(xiàn)城市道路智能駕駛的快速規(guī)?；涞靥峁┍匾臄?shù)據(jù)支撐。“相較高精度地圖，具有更輕、更快、更精致等特性?！彼f。同期，百度推出新產(chǎn)品，稱其中使用的“輕量級高精度地圖”比傳統(tǒng)高精度地圖要“輕”近80%。

“地圖數(shù)據(jù)的鮮度是安全駕駛的基礎(chǔ)?！卑俣戎菆D總經(jīng)理劉玉亭介紹，依托百度文心大模型，百度地圖落地行業(yè)首個地圖生成大模型，實現(xiàn)了地圖制圖成本大幅度降低，并構(gòu)建了端到端車道網(wǎng)絡(luò)新范式，顯著提升地圖的全流程制作技術(shù)水平。尤其表現(xiàn)在車道級地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)自動化水平的提升，有效解決傳統(tǒng)模式人工依賴程度高、數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率低、成本高、場景泛化能力差等行業(yè)難題，實現(xiàn)車道級地圖規(guī)?；慨a(chǎn)能力。

此外，為解決自動駕駛地圖“成本高”“鮮度低”等問題，實現(xiàn)道路數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集和更新，圖商和車企已攜手，探索以眾源方式采集測繪地理信息數(shù)據(jù)，制作自動駕駛地圖。目前，這種方式仍需要從政策法規(guī)、制作標準以及技術(shù)層面進行突破，同時探索推動在線審圖和動態(tài)審圖等相關(guān)工作。

據(jù)悉，中國測繪科學研究院基于測繪自主可控專項的工作積累，將商用密碼技術(shù)與測繪地理信息技術(shù)進行深度融合與應用創(chuàng)新，設(shè)計并實現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛地圖在線更新的安全技術(shù)體系，支撐華為、騰訊、高德以及四維圖新等單位對相關(guān)品牌的智能網(wǎng)聯(lián)汽車開展了自動駕駛地圖模塊的安全技術(shù)改造，解決了智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛地圖采集、傳輸和在線更新等環(huán)節(jié)的安全監(jiān)管難題，可滿足測繪地理信息數(shù)據(jù)合規(guī)閉環(huán)的需求?！霸谑刈野踩拙€、構(gòu)建測繪地理信息新安全格局的同時，我們也將充分利用時空大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)有效提升自動駕駛地圖數(shù)據(jù)的鮮活度與現(xiàn)勢性，降低自動駕駛地圖的生產(chǎn)與使用成本，為促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展貢獻科技力量?！钡粤帘硎?。

自動駕駛地圖涉及國家地理信息安全，對審圖工作提出了新挑戰(zhàn)。為此，自然資源部地圖技術(shù)審查中心正在研究建立高級輔助駕駛地圖在線審查平臺，逐步滿足高級輔助駕駛地圖數(shù)據(jù)鮮度需求，服務智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該中心依據(jù)公開地圖內(nèi)容表示相關(guān)要求，抓住自動駕駛地圖審查的關(guān)鍵核心問題，聯(lián)合相關(guān)高校、企業(yè)，開展了基于統(tǒng)一規(guī)格的自動駕駛地圖在線審查平臺頂層設(shè)計和技術(shù)研發(fā)，成果將實現(xiàn)自動駕駛地圖快速審查。

談及未來的發(fā)展趨勢，有觀察者認為，隨著自動駕駛技術(shù)的發(fā)展以及車輛傳感器的普及，車企將成為自動駕駛地圖的重要建設(shè)者之一，而圖商也可能逐漸向測繪地理信息服務企業(yè)轉(zhuǎn)變。未來自動駕駛地圖將以集中式與眾源式相結(jié)合的方式進行更新，集中式為眾源更新提供基礎(chǔ)支撐，眾源式為集中式建圖提供實時動態(tài)信息，兩者優(yōu)勢互補。

采訪中，多位業(yè)內(nèi)人士表示，為更好地推動測繪地理信息在智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)應用，建議通過機制創(chuàng)新、信息化技術(shù)等手段提高審圖效率，細化并統(tǒng)一測繪地理信息數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)范和標準，進一步規(guī)范地理信息數(shù)據(jù)權(quán)責劃分、厘清責任邊界和監(jiān)管邊界，引導多方合力推動城市高精度地圖應用。

此外，隨著智能駕駛網(wǎng)聯(lián)汽車的規(guī)?；慨a(chǎn)，行業(yè)進入數(shù)據(jù)驅(qū)動時代。如何界定測繪地理信息數(shù)據(jù)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的開放范圍，在保障數(shù)據(jù)安全合規(guī)的前提下兼顧數(shù)據(jù)價值釋放、促進數(shù)據(jù)共享利用、建立自動駕駛地圖數(shù)據(jù)快速更新的閉環(huán)，也是當前迫切需要解決的問題。

釋放地理信息潛能促進新業(yè)態(tài)發(fā)展

據(jù)李永春介紹，近年來，自然資源部從五方面支持地理信息數(shù)據(jù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)融合。

在政策保障方面，自然資源部發(fā)布了《自然資源部關(guān)于促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展維護測繪地理信息安全的通知》等文件，對汽車行業(yè)的測繪數(shù)據(jù)、測繪行為和測繪活動主體作出規(guī)范，促進測繪地理信息數(shù)據(jù)在安全合規(guī)的前提下被開發(fā)利用。

在試點實踐方面，繼2019 年支持北京在亦莊開展自動駕駛地圖測試區(qū)建設(shè)后，自然資源部2022年印發(fā)通知，在北京、上海、廣州、深圳、杭州、重慶6 個城市開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精度地圖應用試點。

在地圖審核方面，促進面向高速公路、城市快速路的高級輔助駕駛地圖產(chǎn)品投產(chǎn)，2023 年全面放開普通道路高級輔助駕駛地圖應用。今年上半年，自然資源部積極推動高級輔助駕駛地圖等相關(guān)地圖產(chǎn)品的安全應用，自然資源部和6個試點城市共核發(fā)100 余件相關(guān)地圖產(chǎn)品審圖號，有力引導、規(guī)范、支持了地圖新產(chǎn)品新應用的發(fā)展。

在技術(shù)研發(fā)方面，自然資源部組織優(yōu)化升級地圖保密處理技術(shù)和相關(guān)插件，組織實施基于國產(chǎn)密碼的數(shù)字化測繪體系安全技術(shù)改造示范工程，專項推進解決自動駕駛地圖采集、傳輸和在線更新等環(huán)節(jié)安全問題。

在標準研制方面，印發(fā)《智能汽車基礎(chǔ)地圖標準體系建設(shè)指南（2023 版）》，對智能汽車基礎(chǔ)地圖標準體系作出建設(shè)規(guī)劃。

目前，各地試點工作穩(wěn)步推進，并取得顯著成效。

北京市積極推進地方標準立項與研制工作，發(fā)布了《自動駕駛高精度地圖特征定位數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)范》《自動駕駛基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》等2 項地方標準及3 項團體標準，并積極推進相關(guān)行標、團標研制工作。2023 年相繼發(fā)布了《北京市智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精度地圖試點工作指導意見》《關(guān)于開展北京市智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精度地圖審圖工作的通知》。

去年11 月，上海市規(guī)劃和自然資源局發(fā)布了《上海市智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精度地圖管理試點規(guī)定》，開創(chuàng)性地提出鼓勵具有導航電子地圖制作測繪資質(zhì)的單位，在確保數(shù)據(jù)安全、處理好知識產(chǎn)權(quán)等關(guān)系的前提下，探索以眾源方式采集測繪地理信息數(shù)據(jù)，運用實時加密傳輸及實時安全審校等技術(shù)手段，制作和更新高精度地圖。此外，上海聯(lián)合導航電子地圖制作企業(yè)制定了 《上海眾源試點實施方案》，按照“原始數(shù)據(jù)不出車、測繪數(shù)據(jù)不出云、測繪成果不關(guān)聯(lián)、資質(zhì)圖商全管控”思路，建立了“三橫三縱”立體安全防護體系。

廣東省自然資源廳與廣州市規(guī)劃和自然資源局、深圳市規(guī)劃和自然資源局建立省市聯(lián)動機制，廣州局牽頭組織工信、交通、安全、保密等主管部門，建立跨部門的信息互通、聯(lián)合監(jiān)管機制，積極開展試點探索。

重慶聯(lián)合相關(guān)主管部門，選取兩江新區(qū)、高新區(qū)、永川區(qū)等部分區(qū)域作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車政策先行區(qū)，聯(lián)合部分圖商完成政策先行區(qū)內(nèi)累計292.8 公里的自動駕駛地圖數(shù)據(jù)采集。

浙江發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)省級規(guī)范，多次召開專題座談研討會，廣泛聽取圖商車商的意見建議，就有關(guān)高級輔助駕駛地圖數(shù)據(jù)審核等問題給予政策解讀和指導。

據(jù)了解，下一步，自然資源部將在維護國家安全的前提下，繼續(xù)支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車新業(yè)態(tài)健康發(fā)展。一是緊密跟蹤研究智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展動向，完善政策標準和監(jiān)管手段。二是強化對自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的數(shù)據(jù)要素保障，為相關(guān)企業(yè)申辦測繪資質(zhì)、使用基礎(chǔ)測繪成果、導航電子地圖送審以及政策咨詢等提供便利。三是鼓勵和支持各省積極探索智能網(wǎng)聯(lián)汽車方面的測繪地理信息新政策新措施，及時總結(jié)推廣好的做法，共同促進新技術(shù)新業(yè)態(tài)有序發(fā)展。