從“測繪儀器”到“測繪遙感” 人工智能推動技術(shù)進(jìn)步

      在工程建設(shè)項(xiàng)目中，測繪儀器是必不可少的一臺裝置，它主要作用于測繪作業(yè)。對于一些建筑新手來說，了解測繪儀器使用方法是必備的一個(gè)科目。

　　測繪儀器，簡單講就是為測繪作業(yè)設(shè)計(jì)制造的數(shù)據(jù)采集、處理、輸出等儀器和裝置。在工程建設(shè)中規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工及經(jīng)營管理階段進(jìn)行測量工作所需用的各種定向、測距、測角、測高、測圖以及攝影測量等方面的儀器。

　　測繪儀器乃測量之本，伴隨著測繪科學(xué)的發(fā)展，測繪儀器從早期的測繩、羅盤儀、游標(biāo)經(jīng)緯儀發(fā)展到目前的電子經(jīng)緯儀、字水準(zhǔn)儀、數(shù)全站儀，PGS以及各種電子專用儀器。大大推動了測繪工作向自動化、數(shù)字化、能化方向發(fā)展。

　　測量工作的內(nèi)容主要包括測定和定測兩個(gè)方面。測定是通過測繪理論和測繪儀器，把地球表面的形狀，大小縮繪成各種比例尺的地形圖和得到各種相應(yīng)的空間數(shù)字信息，供國防工程和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理以及科學(xué)研究使用;定測是指利用測繪技術(shù)和測繪儀器把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)的建筑物，構(gòu)筑物的位置在實(shí)地標(biāo)定出來作為施工的依據(jù)。

　　測繪遙感是一個(gè)與人工智能密切相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域。

　　攝影測量與遙感和機(jī)器視覺有許多概念、原理、理論、方法與技術(shù)上的重疊，它們都是用來感知環(huán)境的技術(shù);其區(qū)別是攝影測量與遙感主要是感知地球和自然環(huán)境，而機(jī)器視覺主要是感知智能體關(guān)注的目標(biāo)和環(huán)境，但是它們在數(shù)學(xué)和物理上的原理基本相同。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)，特別是最近幾年快速發(fā)展的深度學(xué)習(xí)方法，在機(jī)器視覺、模式識別、語音理解等方面得到廣泛有效的應(yīng)用，可說是一個(gè)革命性的技術(shù)，在攝影測量與遙感領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。

　　認(rèn)知與推理是一種更廣義的智能，在時(shí)空大數(shù)據(jù)挖掘和智慧城市等方面將大有用武之地。本文將討論機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)和認(rèn)知與推理在測繪遙感學(xué)科的應(yīng)用。

　　機(jī)器視覺及其在攝影測量與遙感領(lǐng)域的應(yīng)用

　　機(jī)器視覺或者稱計(jì)算機(jī)視覺，是一門研究用攝影機(jī)和電腦代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量等的學(xué)科。廣義上，計(jì)算機(jī)視覺包括圖像處理、目標(biāo)重建與識別、景物分析、圖像理解等內(nèi)容。狹義上，計(jì)算機(jī)視覺通常是通過對采集的圖片或視頻進(jìn)行處理以獲得相應(yīng)場景的三維信息，即三維重建。

　　攝影測量的一個(gè)重要發(fā)展方向是地面移動測量系統(tǒng)，它可以用來采集道路和街景;而計(jì)算機(jī)視覺同樣關(guān)注道路信息的提取與重建，并應(yīng)用于機(jī)器人、城市地圖、智能交通和自動駕駛汽車中。同時(shí)，無人機(jī)航攝技術(shù)除了是攝影測量中的一個(gè)方便快捷的測量技術(shù)，也是計(jì)算機(jī)視覺所關(guān)注的未來焦點(diǎn)。

　　由于計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域研究學(xué)者云集，應(yīng)用領(lǐng)域又很廣泛，發(fā)展了大量新理論和新方法。攝影測量工作者應(yīng)在這場技術(shù)變革中擁抱新技術(shù)，學(xué)會跨界融合，并發(fā)揮自己的優(yōu)勢，貢獻(xiàn)自己的智慧，方能使自己的學(xué)科立于不敗之地，同時(shí)與其他學(xué)科一起推動智能科學(xué)的發(fā)展。

　　為了促進(jìn)測繪遙感學(xué)科與計(jì)算機(jī)視覺的交叉融合，緊跟人工智能領(lǐng)域的技術(shù)潮流，國內(nèi)學(xué)者組織了專門的人工智能研究團(tuán)隊(duì)，積極行動。

　　無人駕駛汽車技術(shù)除了可以用于無人駕駛的交通通行以外，一個(gè)重要應(yīng)用是用于無人測繪。無人駕駛汽車上裝載的各種傳感設(shè)備除了用于汽車本身的導(dǎo)航定位以外，還可以自動獲取道路及周邊環(huán)境信息，進(jìn)行自動測量。智能機(jī)器人也將廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外測量，特別是一些困難和危險(xiǎn)地區(qū)，如煤礦井下測量等。一方面，測繪遙感學(xué)者在人工智能大潮中參與人工智能技術(shù)的發(fā)展，另一方面，人工智能技術(shù)的進(jìn)步將推動測繪遙感技術(shù)更深層次的變革。