江北宸

（南昌市測繪勘察研究院有限公司）

1 引言

為了適應(yīng)快速變化的社會需求，傳統(tǒng)測繪行業(yè)亟需進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新實(shí)踐。數(shù)字化轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新實(shí)踐將為傳統(tǒng)測繪行業(yè)帶來深刻的變革，為構(gòu)建智慧城市、推動可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域作出更大的貢獻(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索和創(chuàng)新實(shí)踐也將不斷深入，開辟出新的前景和機(jī)遇。

2 傳統(tǒng)測繪的基本概念和應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)測繪概述

傳統(tǒng)測繪技術(shù)通常包括使用全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等精確的測量設(shè)備來測量地球表面的點(diǎn)、線和面的位置和高程，這些數(shù)據(jù)隨后通過計算、處理和繪制，生成地圖和其他地理信息產(chǎn)品。傳統(tǒng)測繪在許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，包括土地測量、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、工程設(shè)計和軍事戰(zhàn)略等，為決策制定者、規(guī)劃師、工程師和科學(xué)家提供了重要的空間數(shù)據(jù)，以支持可持續(xù)發(fā)展、資源管理、災(zāi)害管理和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃等方面的工作。隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)測繪正經(jīng)歷著數(shù)字化轉(zhuǎn)型。通過引入先進(jìn)的技術(shù)和方法，如全球定位系統(tǒng)（GPS）、衛(wèi)星遙感、無人機(jī)和地理信息系統(tǒng)（GIS），傳統(tǒng)測繪得以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量、測繪效率和數(shù)據(jù)分析的能力，數(shù)字化轉(zhuǎn)型為傳統(tǒng)測繪帶來了更廣闊的應(yīng)用前景[1]。

2.2 傳統(tǒng)測繪技術(shù)的局限性

傳統(tǒng)測繪技術(shù)往往需要大量的人力和時間投入，尤其在復(fù)雜和廣大的地區(qū)進(jìn)行測繪時，可能需要花費(fèi)數(shù)天甚至數(shù)月的時間，而且過程中還可能因?yàn)楦鞣N外在因素而導(dǎo)致延誤，對于急需地理信息的情況，如自然災(zāi)害后的緊急救援來說，顯然是難以接受的。傳統(tǒng)測繪技術(shù)的精度和一致性也存在問題，測繪過程大多數(shù)依賴于人工操作，這就意味著人為誤差難以避免，盡管可以通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制和復(fù)核流程來減少這些誤差，但是完全消除誤差是不可能的，這些誤差在累積過程中可能導(dǎo)致最終的測繪結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入，從而影響決策的效果。地理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為了現(xiàn)代測繪的一個重要工具，能夠處理和分析大量的地理數(shù)據(jù)，但是傳統(tǒng)測繪技術(shù)難以處理這樣的大數(shù)據(jù)，而且在數(shù)據(jù)分析和可視化方面也存在明顯的不足，即使獲得了大量的地理數(shù)據(jù)，也可能無法充分利用這些數(shù)據(jù)，甚至可能因?yàn)樘幚聿划?dāng)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失或者誤解。此外，傳統(tǒng)測繪技術(shù)在靈活性和擴(kuò)展性上也存在問題。傳統(tǒng)測繪過程是線性的，而且每個步驟都需要大量的時間和人力投入，在面對新的測繪需求時，難以進(jìn)行快速和靈活地調(diào)整[2]，而在當(dāng)今快速變化的社會中，這種局限性無疑會影響測繪工作的效果和效率。

3 測繪行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

3.1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性和動機(jī)

信息科技的飛速發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算、人工智能等技術(shù)的崛起，為測繪行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可能，通過在測繪過程中應(yīng)用這些技術(shù)能夠使大量的測繪數(shù)據(jù)可以更方便地收集、存儲、處理和分析，提升了測繪工作的效率和精度。不僅如此，這些技術(shù)還為測繪行業(yè)的創(chuàng)新提供了新的空間，如無人機(jī)測繪、衛(wèi)星遙感測繪等，都是基于這些新技術(shù)而發(fā)展起來的新型測繪方式。數(shù)字化轉(zhuǎn)型是測繪行業(yè)應(yīng)對挑戰(zhàn)，提升競爭力的必要選擇，在全球化和信息化的大背景下，測繪行業(yè)面臨著前所未有的競爭壓力。如何提升服務(wù)質(zhì)量，如何滿足用戶日益增長的需求，如何優(yōu)化資源配置，這些都是測繪行業(yè)面臨的問題，而通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，測繪行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)更高效的工作流程，更準(zhǔn)確的測繪結(jié)果，更快速的服務(wù)響應(yīng)，從而滿足用戶需求，提升競爭力。此外，數(shù)字化轉(zhuǎn)型還是測繪行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的測繪方式對于資源的消耗非常大，在當(dāng)前資源日益緊張，環(huán)境問題日益嚴(yán)重的背景下，這顯然是不可持續(xù)的，數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以通過優(yōu)化工作流程，提升資源利用效率，減少對環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)測繪行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的關(guān)鍵技術(shù)和工具

在測繪行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，轉(zhuǎn)型所需的最基礎(chǔ)部分是計算機(jī)技術(shù)，包括硬件和軟件兩方面。硬件設(shè)備的改進(jìn)，比如計算能力更強(qiáng)、存儲容量更大的計算機(jī)系統(tǒng)，更精準(zhǔn)的測量設(shè)備，如全球定位系統(tǒng)、激光雷達(dá)、高分辨率衛(wèi)星等，使得數(shù)據(jù)的收集和處理變得更加方便快捷；軟件方面，如地理信息系統(tǒng)、遙感圖像處理軟件等，可以方便地進(jìn)行地理數(shù)據(jù)的管理、分析和可視化，大大提高了工作效率。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，我們能夠處理前所未有的大量測繪數(shù)據(jù)，如應(yīng)用Hadoop、Spark 等工具，以及大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)NoSQL、NewSQL 等，得到更深入、更全面的地理信息。此外，人工智能技術(shù)，特別是機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，在測繪的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中也發(fā)揮了重要作用。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以用來自動識別和分類地理特征，如道路、建筑物、水體等，大大減少了人工識別的工作量；深度學(xué)習(xí)技術(shù)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在遙感圖像的解譯和分類中表現(xiàn)出了強(qiáng)大的能力[3]。

3.3 數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略

隨著測繪數(shù)據(jù)的快速增長，如何確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私性變得越來越重要。一方面，需要防止數(shù)據(jù)被未經(jīng)授權(quán)的人員獲取和利用；另一方面，應(yīng)尊重個人和機(jī)構(gòu)的隱私權(quán)，確保信息不會被濫用。對此，需要制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)管理政策，實(shí)施有效的數(shù)據(jù)安全技術(shù)，比如加密技術(shù)、訪問控制技術(shù)等，并且提升員工的數(shù)據(jù)安全意識，正確、安全地處理數(shù)據(jù)。與此同時，新的技術(shù)和工具的應(yīng)用，對測繪人員的技能和知識也提出了新的要求，測繪人員不僅需要掌握傳統(tǒng)的測繪知識和技能，還需要掌握計算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)等，增加了測繪人員的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，也對企業(yè)的人才培養(yǎng)和招聘提出了新的挑戰(zhàn)，因而應(yīng)加強(qiáng)測繪人員的培訓(xùn)和教育，改革人才培養(yǎng)體系，更加注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。隨著測繪行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，業(yè)務(wù)流程和工作方式也需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如，從線性的工作流程轉(zhuǎn)變?yōu)楦`活的工作流程，從人工操作主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器和算法主導(dǎo)等，應(yīng)從用戶需求出發(fā)，采用用戶中心的設(shè)計理念，以提升用戶體驗(yàn)和滿足用戶需求為目標(biāo)，進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和工作方式的改革。

4 測繪行業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐

4.1 基于云計算的測繪數(shù)據(jù)存儲與管理

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮下，云計算已經(jīng)成為測繪數(shù)據(jù)存儲和管理的重要工具，云計算提供了高效、靈活的計算資源和存儲空間，能夠滿足測繪數(shù)據(jù)大量、高頻率的特點(diǎn)。利用云計算，測繪數(shù)據(jù)可以在云端集中存儲，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和高效利用，其可擴(kuò)展性使得存儲空間可以根據(jù)需要進(jìn)行動態(tài)擴(kuò)展，滿足數(shù)據(jù)量不斷增長的需求。在云計算環(huán)境下，通過云端的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用戶可以隨時隨地訪問和處理數(shù)據(jù)，無須考慮數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)膯栴}，用戶還可以通過云端的協(xié)同工作平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和協(xié)作，極大地提升了工作效率[4]。例如，谷歌地球的數(shù)據(jù)全部存儲在云端，數(shù)據(jù)覆蓋了全球各地，包括衛(wèi)星圖像、地形數(shù)據(jù)、街道數(shù)據(jù)等，用戶可以根據(jù)需要，選擇不同的數(shù)據(jù)層進(jìn)行查看和分析，谷歌地球提供各種工具，如測量工具、標(biāo)注工具、路徑規(guī)劃工具等，幫助用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和利用。但谷歌地球的街道視圖服務(wù)，由于涉及個人和物業(yè)的隱私，曾經(jīng)引發(fā)了各種爭議。對此，谷歌采取了一系列措施，比如模糊處理個人和車輛的信息，限制特定區(qū)域的數(shù)據(jù)查看等，來保護(hù)用戶的隱私。

4.2 AI在測繪行業(yè)的應(yīng)用和前景

通過利用AI，測繪人員可以更好地理解和解釋地理數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)分析的精度和效率。AI的應(yīng)用，包括但不限于圖像識別、模式識別、預(yù)測分析等，從復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，從而更好地服務(wù)于城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害管理等領(lǐng)域。圖像識別是AI在測繪中的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，通過使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，自動識別和分類地理特征，如道路、建筑物、水體等，大大減少了人工識別的工作量，基于模式識別探尋到地理數(shù)據(jù)中的復(fù)雜模式和規(guī)律，如氣候變化模式、城市發(fā)展模式等，為決策提供科學(xué)依據(jù)。例如微軟的“AI for Earth”項(xiàng)目，使用AI技術(shù)，如深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)，處理和分析全球的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括土地覆蓋、農(nóng)業(yè)、水資源、生物多樣性等，幫助科學(xué)家更好地理解地球的環(huán)境變化，也可以為政策制定者提供決策依據(jù)。展望未來，AI在測繪行業(yè)的應(yīng)用前景十分廣闊。隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，AI將服務(wù)于社會的可持續(xù)發(fā)展，在推動AI在測繪行業(yè)的應(yīng)用的同時，也需要加強(qiáng)相關(guān)的倫理和政策研究，以確保AI的健康、可持續(xù)地發(fā)展。

4.3 創(chuàng)新的測繪數(shù)據(jù)獲取方式

無人機(jī)測繪是利用無人機(jī)搭載測繪設(shè)備，如攝像頭、激光雷達(dá)等，進(jìn)行空中拍攝和數(shù)據(jù)獲取。相比于傳統(tǒng)的人工測繪方式，具有成本低、效率高、靈活性好等優(yōu)勢，可以快速覆蓋大面積地區(qū)，獲取高分辨率的影像和數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際需要，靈活調(diào)整飛行路線和高度。因此，無人機(jī)測繪被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害評估等領(lǐng)域[5]。例如，Pix4D 是一款廣受歡迎的無人機(jī)測繪軟件，可以處理無人機(jī)拍攝的影像，生成高質(zhì)量的地形圖、立體模型等。使用Pix4D，測繪人員可以快速、精準(zhǔn)地獲取地形和地物信息，大大提高了測繪的效率和質(zhì)量。衛(wèi)星遙感測繪則是利用衛(wèi)星搭載的遙感設(shè)備，從空中對地面進(jìn)行大規(guī)模、長期的觀測和數(shù)據(jù)獲取，能夠提供全球范圍、連續(xù)時間的數(shù)據(jù)，且能覆蓋各種電磁波段，包括可見光、紅外、微波等，從而獲取地面的各種信息。因此，衛(wèi)星遙感被廣泛應(yīng)用于氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測、資源調(diào)查等領(lǐng)域。以美國國家航空航天局的“地球觀測系統(tǒng)”（EOS）為例，EOS 通過多顆觀測衛(wèi)星，獲取地球的大氣、海洋、陸地等各種數(shù)據(jù)，為地球科學(xué)研究提供了重要的數(shù)據(jù)支持，幫助科學(xué)家深入理解地球的自然過程和人類活動對地球的影響，也為政策制定者提供了決策依據(jù)。

5 結(jié)語

總的來說，數(shù)字化轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新實(shí)踐正在為測繪行業(yè)帶來深刻的變革。盡管在這個過程中面臨著許多挑戰(zhàn)，但通過有效地利用云計算、人工智能和新型數(shù)據(jù)獲取方式等先進(jìn)技術(shù)，可以提高測繪的精度和效率，打開一個全新的視野，更深入、更全面地理解和管理地理空間。