当代国产测绘装备的技术进展PPT文件格式下载.pptx
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与此同时,发生了线上线下的激烈竞争,实体经济制造业受到冲击,已经得到有关方面的重视。
据说,社会进步的最前沿已经从互联网+时代悄悄地进入到新硬件时代。
一、当代测绘装备研制的总原则1)移动感知传感网+标签网感知移动(从视频、卫星影像感知移动物体)2)有限数据源(可见光)多源(可见光、多光谱、激光、微波、红外、无线电波(毫米波等)三高:
高空间分辨率、高时间分辨率、高谱段分辨率3)二维被动感知三维主动感知(三维激光、三维SAR)4)“传输”方式的提升,回收方式实时传输(机、星、地、中继,专线,5G)1.首先首先采集装备应该提升采集装备应该提升2.新时代的新时代的GIS采集装备应该是采集装备应该是一机多用一机多用1)互联网+时代的卫星应该是一星多用,可以节省大量经费;
2)集成化的移动测量机头,可以方便的放在十多种载体上进行数据采集(例如SSW系统);
3)昂贵的航空照相机应该既可以拍斜片,也可以只拍大幅下视片,既可以拍大比例尺,也可以拍小比例尺。
(例如SWDC)互联网时代的采集装备非常昂贵,正如柔性加工一样,应该具备柔性使用的功能,像变形金刚。
3.智能手机智能手机是最有是最有前途的新型测绘装备前途的新型测绘装备众投众创众测人手一台的智能手机,不仅有很大的存储空间,高速的通讯(4G/5G)功能,还有定位、照相、微机械陀螺IMU定姿,里程计(计步器)、甚至扫描激光和丰富的应用软件(APP),是一机多用的典型,不仅可用于志愿者的泛在测绘,专业测绘队伍也将会把手机作为测绘装备。
4.新的采集装备要能生产新的采集装备要能生产结构化结构化数据数据结构化是指:
1)三维模型数据要有丰富的分层分类,涵盖社会生活的各行业所需;
2)实体类中的每一种实体类是对象化的,即每个对象都有唯一的辨认码;
3)每个对象有对应自己的属性项,包括几何属性和人文属性,几何属性还涵盖该对象建模所必须的三维矢量等各种几何数据。
这是SSW生产的三维模型的最重要的、尚未普及认识的、未来将会发挥巨大作用的数据优势。
各类工厂化软件虽然速度快但生产的数据是无结构的结构化三维是指:
数据有丰富的分类结构化三维是指:
每一层是管理到对象的结构化三维是指:
每个对象有丰富的属性城市城市GIS实体空间实体空间(1个)个)各、委、办、局(各、委、办、局(10多个)多个)实体分类实体分类(共(共50个以上)个以上)每一类含有每一类含有N个个对象对象/实体实体每一个实体含有若干每一个实体含有若干属性项(数量与类别属性项(数量与类别有关)有关).城市全息三维的数据结构测区中存在的多要素三维模型每一个类都对应一个文件,该文件记录了该类所有对象(实体)的属性项。
每个对象都有自己的属性表如火如荼的线上线下互相收购,表明虚拟空间与现实空间正快速融合,地理信息领域也不例外。
虚实空间的进一步融合,将会实现两个空间统一编址,任何网络空间的IP地址对应一个空间位置,任何一个GIS空间的实体都对应一个IP地址,互相映射,并且互为属性项。
5.新装备要预见到虚实空间相融合的未来发展趋势新装备要预见到虚实空间相融合的未来发展趋势6.新型测绘装备要引进人工智能新型测绘装备要引进人工智能AI智慧城市专家认为智慧城市的建设有起点但是暂时看不到终点,但是测绘装备首先智慧起来是毋庸置疑的。
人工智能现在是全球的大潮,我们新型的测绘装备怎么能不引入人工智能技术呢。
前一段测绘装备的潮流是工厂化(像素工厂、街景工厂)工厂化的优点是处理速度大大提高工厂化带来的问题是只能生产无结构的数据,应用范围有限下一步测绘装备中大数据处理的核心问题是加入人工智能这就要求采用CPU并行、GPU并行、云计算技术,使得计算速度成百倍提高,不仅能对无序的大数据进行自动提取、分层分类、对象化,而且可靠性逼近100%。
1)多源遥感数据的分类提取;
2)扫描车激光点云、机载激光点云的自动目标提取与建模;
3)多视角影像的目标自动提取等全自动高可靠性的结构化数据生产都有赖于当代最新的AI技术,深度学习、强度学习,必将是各种测绘装备走向全自动要用到的重要技术。
几十年结构化测绘数据的全自动生产实现不了,只能靠大量人力!
随着当代AI技术的引入,有望得到解决,而且成功率和可靠性逼近100%当代测绘装备中的AI二、各种在研测绘新装备的技术进展(国内各院校、研究院、企事业的相关资料搜集不全的请谅解)下面介绍的新装备强调“新”字,部分已经在生产中得到使用,很多还处于在研阶段,如何能尽快实现从实验室走向市场,使中国新型测绘装备的创新研发能跟上世界潮流,某种意义上取决于“敢于吃螃蟹的人”。
以下只对每一项装备简述内容,详情请见附录,并与相关研发单位联系合作事宜。
(一)
(一)隐蔽地区、室内定位隐蔽地区、室内定位1.地表以上全定位(全源,全空间)装备
(二)
(二)滩涂与近海滩涂与近海2.水下无人潜艇在海洋测绘中的应用3.水陆两用沙滩车用于滩涂与海岸线调查(三)(三)地下地下4.超导磁力仪及其应用5.地下空洞与地下管线综合探测方法(四)(四)陆地陆地移动测量移动测量与自驾与自驾6.移动测量系统7.多线激光雷达在无人驾驶障碍物探测中的应用8.相控阵雷达在无人驾驶避障探测中的应用(五)(五)航空航空9.无人机航飞10.MiniSAR11.阵列天线三维SAR12.机载激光雷达系统LC-350013.数码相机(六)(六)航天航天14.微、小型卫星15.单光子面阵激光雷达1.地表以上“全定位”(全源,全空间)装备室内/隐蔽地区定位(一
(一)隐蔽)隐蔽地区地区、室内定位室内定位正定位与反定位的概念正定位正定位(离线定位)(离线定位)是指:
在室内或隐蔽地区对布设的定位增强网点进行定位,进而对室内或隐蔽地区进行三维实体模型的建立。
反定位反定位(在线定位)(在线定位)是指:
室内或隐蔽地区布设的定位增强网建立之后,对移动测量终端进行实时定位。
移动测量终端可能是移动测量的POS测量中心,而更多的反定位是对手机进行定位。
高精度绝对定位时,现有的测量型接收机最好能派上用场;
室内外都要支持手机定位,包括用手机进行10cm级的实时定位。
用户对全定位(室内/隐蔽地区)的要求是:
用户的要求是很高的,简直是“不合理”但是:
科研工作者的职责就是将不可能变为可能科研工作者的职责就是将不可能变为可能移动测量/RTK用于不动产、1:
500地形图地籍图等:
5cm自动驾驶:
0.1m多要素城市实体建模:
0.2m智慧医院、停车场、商场、旅游:
0.5m监测类的定位精度要求非常高,不是本文讨论的范围各行业全定位精度的要求不管精度要求多少,都要求是全空间范围的定位,最好是实时定位1)室内协同定位2)Wi-Fi定位3)蓝牙的定位与应用4)超宽带脉冲5)超宽带雷达6)Li-fi7)RFID定位8)伪卫星9)基站定位(5G)当前室内定位各种应用方案的评价应用方案应用方案优势优势劣势劣势适用场景适用场景室内室内协同定位协同定位融合GNSS/MEMS/WLAN/BLE/气压计/磁强计/SLAM/移动通信等多种室内外定位数据,定位精度高(1-3m)需要建立覆盖全国的分级服务精度的大规模信标位置数据库,多源异构定位数据融合算法和误差建模还不成熟广泛适用于各类室内定位场景wifi覆盖广,信源多,系统可复用,部署灵活,定位精度3-5m安装维护成本高、能耗高、抗干扰性差,有延迟机场,商场等蓝牙蓝牙功耗低,成本低,定位精度高,部署简单,定位精度小于2m部署和运维成本高,覆盖距离短,信号在复杂环境下易受干扰广泛:
停车场、工厂、医院等超宽带脉冲超宽带脉冲功耗低,系统复杂度低,抗干扰性强,定位精度高,可达厘米级,10cm基站之间需要同步,故难以实现大范围室内覆盖,且手机不支持,部署成本非常高较高精度测量及需要较高精度定位超超宽带雷达雷达定位精度高,基站不需要同步,2cm全靠进口,成本较高,手机不支持高精度测量Lifi部署成本低,定位精度高,功耗低覆盖范围有限,抗干扰性差商场,厂矿等RFID标签成本低,功耗低,可以对标签内容进行读写,定位精度可达米级/亚米级作用距离短,安全性低,定位精度易受环境影响物流、管廊伪卫星星抗干扰性强,定位精度高,可达亚米级,定位精度小于10cm设备、部署和运维成本高机场,露天矿,城市监控,精准测量基站定位基站定位信号覆盖成本低,范围广,与GNSS定位结合,定位速度快,定位精度20cm需要基础设施改建,与移动运营商的合作,定位精度低(目前有基于TC-OFDM信号进行测距定位,可高精度定位)适用于城市各类室内定位场景2.水下无人潜艇在海洋测绘中的应用3.水陆两用沙滩车用于滩涂与海岸线调查
(二)近海与滩涂
(二)近海与滩涂2.水下无人潜艇在海洋测绘中的应用以AUV为载体的海洋测绘北京中海智导装备技术有限公司北京中海智导装备技术有限公司我国水下无人潜艇发展迅速,可以根据用户安装不同传感器的需求进行定制,这种主要用于军工的装备需要找到民用的出口。
3.水陆两用沙滩车用于滩涂与海岸线调查北京中海智导装备技术有限公司北京中海智导装备技术有限公司滩涂测绘、地理国情海岸线调查、零米线、高低潮位线、近海低潮位情况下海深2m内的海底地形测量目前主要采用“RTK跑滩”的方法作业,劳动强度大,效率极低。
水陆两用的运载工具,再加上移动测量的红外激光和船载单点蓝绿激光测距,可能会解决这个问题。
4.超导磁力仪及其应用5.地下空洞与地下管线综合探测方法(三三)地下)地下4.超导磁力仪及其应用(squid北京斯奎德量子技术有限公司,米总)曾经有公司从国外引进以色列科学家发明的超导磁力仪,进行地下管线测量,以60km/h车速、6m幅宽对地下一定深度的管线、空穴进行探测,在北京顺义地理信息产业园做过试验。
目前在海下进行实际作业,国内大量的地下管线工程测量单位可以考虑引进新技术。
5.地下空洞与地下管线综合探测方法(山东大学副校长,李术才)山东大学李校长的成果在盾构机开挖前方探水、避险工作中取得重大成功,已在全国大规模推广,很有成效。
该技术完全可以用于地下管线的探测中,所以请李校长对地下管线测量和空洞探测的普查与精查进行了规划,供有关单位参考。
6.移动测量系统SSW车载激光建模测量系统北京四维远见信息技术有限公司http:
/网民用计算机或者手机登录城市时空数据云平台后可以分类在线浏览,放大缩小,推拉摇移有更强的沉浸感,并且可以在函数检索的基础上,产生出用户所需要的统计分析结果(知识产出)。
4DVR把大量的探头的影像资料与时空数据相融合,建设可历史重现的虚拟现实平台4DVR。
在智慧公安中提到的可在线的四维虚拟现实平台,这使得地理信息的服务从二维走向静态的三维,进一步发展成为四维,4DVR的出现。
从三维走向四维,从静态走向动态建立可重现历史的虚拟现实以建设智慧医院为例,所用到的测绘高新技术u在所在区域布设各种定位增强网(WiFi、蓝牙、二维码、RFID),实现手机全定位;
u用移动测量技术建立医院室内外三维模型,这种三维模型必须是结构化数据,也就是所有分层分类、对象化、有属性项,这种基
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- 当代 国产 测绘 装备 技术 进展