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人工智能时代测绘地理信息的智能化发展趋势

刘菲
  
云亦媒体号
2025年89期
江苏伊卡洛斯智能科技有限公司 226001

摘要:本文探讨了人工智能时代测绘地理信息的智能化发展趋势,分析了人工智能在测绘地理信息领域的应用与未来前景。文章重点讨论了测绘数据采集、信息处理和应用中的智能化技术,强调了单北斗卫星导航系统在地理信息采集中的重要性。同时,本文也对智能化发展中可能面临的信息安全问题提出了应对建议,以确保测绘地理信息在人工智能时代的安全、高效应用。

关键词:人工智能;测绘地理信息;智能化;北斗导航;信息安全

随着人工智能技术的迅猛发展,测绘地理信息领域也迎来了前所未有的变革。传统的测绘地理信息系统主要依赖人工操作和复杂的硬件设备,数据处理效率相对较低,无法满足现代社会对地理信息快速、精准的需求。人工智能的引入为测绘地理信息的采集、处理和应用带来了革命性的变化,通过智能算法和自动化系统,实现了测绘过程的高度智能化和效率的显著提升。

一、人工智能在测绘地理信息领域的应用

(一)智能化数据采集技术

测绘地理信息的数据采集是整个测绘工作的基础,而数据的准确性和时效性对测绘成果有直接影响。在传统测绘中,数据采集往往需要大量的人工参与,不仅效率低下,还容易受到环境条件的影响。而在人工智能技术的加持下,数据采集的方式得到了极大优化。无人机遥感、卫星影像和地面传感器等智能化采集技术的广泛应用,使得测绘地理信息的采集速度和精度大幅提高。无人机遥感技术通过搭载高分辨率相机和激光雷达设备,能够快速获取大面积的地理信息数据,并且能够在复杂地形和恶劣环境下实现高精度测绘。人工智能算法的引入,使得无人机能够自动规划飞行路线,避开障碍物,并自动进行数据采集,大幅减少了人工干预,提升了工作效率。北斗卫星导航系统在测绘数据采集中起到了关键作用。通过单北斗导航系统的精确定位,测绘设备能够实时获取地理位置信息,大幅提高数据采集的精度和可靠性。在城市测绘中,北斗导航系统与无人机结合使用,能够快速采集高精度的三维地理信息,为城市规划、交通管理等提供可靠的数据支持。

(二)测绘数据处理的智能化

数据处理是测绘地理信息工作的核心环节之一。传统的数据处理过程通常需要大量的手动操作和复杂的数学计算,处理时间较长且容易出现人为错误。人工智能的引入为测绘数据处理的智能化提供了全新的解决方案,显著提高了数据处理的效率和准确性。深度学习和机器学习算法在测绘数据处理中的应用,使得数据处理过程更加智能和自动化。通过深度学习算法,测绘数据中的地物识别、分类和特征提取变得更加准确和高效。例如,在卫星影像和无人机影像的数据处理中,利用卷积神经网络(CNN)等深度学习模型,可以自动识别地面上的建筑物、道路、水体等地理要素,并对这些地物进行分类和标注,从而实现数据的自动化处理。北斗导航系统采集的数据在处理过程中也离不开人工智能的支持。通过智能化的数据融合算法,北斗系统采集的定位数据可以与遥感影像、地面传感器数据等进行融合处理,生成高精度的地理信息产品。例如,在三维城市建模中,北斗系统的定位数据可以与无人机影像结合,通过人工智能算法生成高精度的三维模型,为城市规划、建筑设计等提供可靠的数据支持。

(三)智能化测绘应用场景的拓展

人工智能技术的应用,不仅提升了测绘数据的采集和处理效率,还拓展了测绘地理信息的应用场景。在传统测绘中,地理信息主要用于地形测绘、土地测量等基础性工作,而在人工智能时代,测绘地理信息的应用场景得到了极大拓展,涵盖了城市规划、交通管理、灾害监测、环境保护等多个领域。在城市规划中,智能化测绘为城市管理者提供了更加精准和全面的数据支持。例如,通过无人机遥感和北斗导航系统获取城市的高精度三维模型,城市管理者可以对城市的建筑布局、道路网络等进行精细化分析,从而优化城市规划,提高城市空间利用效率。在交通管理中,智能化测绘数据可以为交通流量分析、道路规划提供可靠支持,通过对交通流量数据的智能化分析,可以为道路的规划和优化提供科学依据。在灾害监测和应急救援中,智能化测绘地理信息发挥着重要作用。通过无人机遥感和地面传感器的实时数据采集,结合人工智能的快速分析能力,可以对灾害发生区域进行实时监测和评估,为应急救援提供及时、精准的信息支持。例如,在地震或洪涝灾害中,通过北斗导航系统和无人机的结合,可以快速获取灾区的地理信息,生成灾区的三维模型,为救援队伍提供直观的地形数据支持。

二、测绘地理信息智能化发展的趋势

(一)无人化与自动化采集的广泛应用

随着人工智能技术的不断发展,测绘地理信息的数据采集正在向无人化和自动化方向发展。无人机、自动驾驶测量车等设备的广泛应用,使得测绘数据的采集更加高效和精准。无人化采集技术的应用,避免了传统测绘中人工操作的繁琐和不确定性,使得数据采集的效率和精度大幅提升。无人机遥感是无人化采集的代表性技术之一。在复杂地形和危险环境中,无人机可以代替人工进行测绘工作,不仅提高了工作效率,还保证了工作人员的安全。通过搭载激光雷达和高分辨率相机,无人机可以快速获取地形数据,并通过人工智能算法进行自动化处理,生成高精度的地理信息产品。此外,自动驾驶测量车也是无人化采集的重要工具,特别是在城市测绘中,自动驾驶测量车可以沿着设定的路线行驶,实时采集道路和建筑物的地理信息。北斗导航系统在无人化和自动化采集中的应用同样不可或缺。北斗系统提供的高精度定位信息,使得无人机和自动驾驶测量车能够精确掌握自身位置,确保数据采集的精度和可靠性。例如,在城市测绘中,通过北斗导航系统,自动驾驶测量车可以精确记录道路的地理信息,生成详细的道路网络图,为城市交通管理和规划提供数据支持。自动化采集技术的另一个发展趋势是地面传感器网络的应用。通过在测绘区域布置大量的地面传感器,可以实现对地理信息的实时采集和监测。例如,在水文测绘中,通过布置水位传感器,可以实时采集河流的水位变化数据,并通过人工智能算法进行分析,为防洪工作提供科学依据。

(二)数据融合与智能化分析的发展

测绘地理信息智能化发展的另一个重要趋势是数据融合与智能化分析。测绘地理信息的数据来源多样,包括卫星遥感、无人机影像、地面传感器等。如何将这些多源数据进行融合处理,生成更加精确和全面的地理信息产品,是当前测绘地理信息智能化发展的重要方向。人工智能技术在数据融合中发挥着关键作用。通过深度学习和数据挖掘算法,可以将不同来源的数据进行融合,去除冗余信息,提取有效特征,从而生成高精度的地理信息产品。例如,在三维城市建模中,可以将无人机获取的影像数据与地面传感器的定位数据进行融合,通过人工智能算法生成精细化的三维模型,帮助城市管理者进行规划和决策。数据融合的发展还体现在对不同时间、不同尺度数据的综合分析上。例如,通过将不同时间获取的遥感影像进行对比分析,可以监测土地利用的变化、植被覆盖的变化等,为环境保护和土地资源管理提供数据支持。人工智能算法在这些分析中发挥着重要作用,通过对影像数据的自动化分析,可以快速识别出变化区域,并生成变化报告,为相关部门的决策提供支持。

三、智能化测绘地理信息发展中的信息安全挑战与对策

(一)测绘地理信息智能化发展中的安全隐患

随着测绘地理信息智能化程度的不断提高,信息安全问题也日益凸显。测绘地理信息涉及国家地理空间数据,一旦泄露或被篡改,可能对国家安全和社会稳定造成严重影响。在人工智能时代,测绘地理信息的采集、处理和应用都依赖于智能化设备和算法,这也增加了信息安全的风险。首先,测绘数据在采集过程中可能面临非法窃取的风险。无人机、地面传感器等智能化采集设备在工作过程中,容易受到黑客攻击,导致数据泄露或被恶意篡改。例如,在城市测绘中,无人机获取的影像数据一旦被不法分子获取,可能会被用于非法目的,对城市安全构成威胁。众所周知,过去的定位设备都是基于GPS实现定位功能,随着近年来国际局势紧张,战乱频发,使用我国自主研发的定位系统在国家安全方面起到了至关重要的作用。随着单北斗在全国测绘行业的广泛应用,未来北斗导航系统的定位数据也可能面临信号干扰和欺骗攻击的风险,影响测绘数据的精度和可靠性。其次,测绘数据在传输和处理过程中也面临安全威胁。测绘数据通常需要通过网络进行传输,而在传输过程中,数据可能会被截获、篡改或伪造,导致数据的真实性和完整性受到影响。

(二)信息安全的应对措施

针对测绘地理信息智能化发展中的信息安全挑战,需要采取多方面的应对措施,以确保测绘数据的安全和可靠。首先,加强测绘设备的安全防护。对于无人机、地面传感器等测绘设备,需要通过加密通信、身份认证等技术,防止数据在采集过程中被非法获取。例如,通过在无人机上安装加密芯片,确保数据在采集和传输过程中的安全性。此外,对于北斗导航系统的信号,也可以通过抗干扰和抗欺骗技术,提升信号的安全性和可靠性,防止定位数据被干扰或篡改。其次,确保测绘数据在传输和处理过程中的安全性。在数据传输过程中,可以采用加密传输协议,防止数据被截获和篡改。例如,采用虚拟专用网络(VPN)和传输层安全协议(TLS)等技术,确保测绘数据在网络传输中的安全性。此外,在数据处理过程中,可以通过数据加密、访问控制等手段,防止未经授权的人员访问敏感数据,并通过数据审计跟踪,及时发现和处理数据异常情况。对于人工智能算法的安全问题,可以通过对训练数据的严格管理和算法的安全评估,防止数据中毒攻击。

四、结束语

人工智能时代的到来,为测绘地理信息的智能化发展带来了前所未有的机遇和挑战。通过无人化和自动化的数据采集、智能化的数据处理和分析,以及北斗导航系统的高精度定位服务,测绘地理信息的应用领域得到了极大拓展。然而,随着智能化程度的不断提高,测绘地理信息的安全问题也日益突出。未来,测绘地理信息的智能化发展应进一步加强信息安全防护,充分利用北斗导航系统的优势,确保测绘地理信息的安全、高效应用。

参考文献:

[1]张强. (2024). “人工智能在测绘地理信息中的应用研究”. 测绘科学, 41(3), 45-53.

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