智能时代泛在测绘的再思考

本文首先给出泛在测绘的定义和内涵,然后将传统测绘与泛在测绘进行了比较分析,指出由于互联网实现了人与人的信息便捷交互,互联网时代的泛在测绘最显著的推动力就是为满足人与社会及人与环境的多种需求,人本身也成为了测绘的对象。同时,对环境变化的动态感知,对人与环境关系的感知、认知和相应服务成了泛在测绘的重点特色要素。本文还指出互联网因其位置的虚拟性和网络时间标准过低,无法满足对物理世界协同感知和远程广域协同管控的需求,因此互联网、物联网必须向具有精准时空位置感知能力的泛在网演进。文章论述了“泛在网”随着互联网和物联网的演进,是具有“无时不有,无所不在”时空特性的感知网络,并且随着需求的扩展,正演进出“无所不包,无所不能”的智能化需求态势。目前,只有包括北斗在内的全球卫星导航系统,即GNSS技术,能够赋予泛在网在广域和全球范围内具有时空位置感知和管控的能力。在泛在网的支持下,泛在测绘正在发展以实时精准时空感控为特征,以实现陆海天空网一体化、室内外一体化,并实现人与物理世界及虚拟网络世界交互的感知、探测、认知和调控。由此,泛在网也成为智能时代的关键信息基础设施。为了理解智能时代泛在测绘的需求,文章从自然智能及时空位置观出发,对于智能、智慧和人工智能的定义做了新的梳理。针对智能时代人工智能中跨界融合、人机协同、群智开放和自主操控4个热点研究方向及其在军事、工程、实时高精地图及地震预警等的应用,论述了泛在测绘在其中所发挥的基础性、关键性和协同性作用。本文最后还展望了网络虚拟世界的泛在测绘、数字孪生虚拟人的构建及国家安全“制时空权”等智能时代泛在测绘的新领域发展趋势。     

泛在测绘及其在城市交通领域的典型化应用

泛在测绘的发展为实时动态采集交通系统状态信息提供了新的技术手段和技术形式。本文在分析泛在测绘基本特征的基础上,从平均行车速度与交通量的估计、交通热点的实时获取,以及交通诱导服务几个方面研究了泛在测绘在城市交通领域的典型化应用。研究表明,泛在测绘的发展能为解决城市交通领域存在的许多问题提供新的方法和技术支持。     

泛在测绘促进地理信息产业变革

从泛在测绘的概念和内涵入手,深入分析了泛在测绘的特点和现状,讨论了泛在测绘模式普及需解决的主要技术问题,说明泛在测绘的发展将为地理信息技术发展和应用带来新的挑战。通过数据云平台技术架构和体系的创新,促进设备泛在与行业应用的同步发展,广泛推进地理信息数据标准建设,不断提高数据生产智能化水平,使数据像其他工业产品一样实行工厂化生产,为社会提供空间信息服务。     

泛在测绘背景下空间数据库课程改革与实践

随着泛在测绘的发展,社会对地理信息科学专业学生的空间数据库技术应用能力提出了更高的要求,推动构建泛测绘背景下空间数据库课程培养新模式。对空间数据库课程教学存在的问题进行了分析与总结,并提出了空间数据库课程在教学内容、组织方式和教学方法的改革措施,以解决空间数据库课程当前存在的问题。改革成效证明该论述措施的有效性,应用的课程改革措施具有一定的推广性,可以为泛在测绘背景下空间数据库人才培养模式提供参考。     

位置大数据的分析处理研究进展

大数据时代的到来,使得社会、科学和经济都发生了巨大的变革。当前,基于各种测量传感网络来感知人类个体和群体与自然环境和社会环境关系的泛在测绘所产生的位置大数据是大数据研究的重要组成部分。位置大数据已经成为当前用来感知人类社群活动规律、分析地理国情和构建智慧城市的重要战略资源。通过对位置大数据的处理分析,可从单纯的定位数据引申出人的社会属性以及与环境的关系,这极大地促进了计算机科学技术、数据科学技术与测绘科学技术的联系,形成了一种智能化、社会化的泛在测绘计算。在定义位置大数据概念的基础上,主要从以下三个方面对位置大数据进行了介绍和分析:1)位置大数据的分类、特征、作用与意义,以及涉及的研究方法体系;2)从社会感知、群体智能系统的建设和地理国情分析三个方面对位置大数据的应用分析进行了具体阐述;3)针对位置大数据的混杂型、复杂性、稀疏性以及研究需求,介绍了常用的位置大数据处理方法,包括地图、轨迹数据的预处理以及降维分析、协同挖掘等方面。     

浅析泛在网络下的地图制作与使用

以传感网、物联网、移动通信网和互联网为基本形式的泛在网络是现代社会发展的一个重要特征,传统地图的数据获取、处理、传递和表达都发生了深刻的改变。通过对国内外泛在网络下地图理论研究现状的分析,探讨了地图制图范围与对象、制图方法与手段、制图群体和用图环境、用图方式、用图效果所面临的新趋势。     

增强现实及其在导航与位置服务中的应用

对增强现实从概念内涵、发展历程、关键技术及应用领域等方面进行了论述;对如何使其为导航与位置服务带来个性化的深度服务,并延伸至泛在测绘等领域进行了探讨;最后就增强现实的发展趋势和待解决的问题阐述了观点。     

“泛在测绘与位置服务及其大数据应用技术”国际工程论坛拟于2015年召开

<正>由中国工程院主办,武汉大学、昆山杜克大学等联合承办的“2015泛在测绘与位置服务及其大数据应用技术”国际工程论坛拟于2015年11月6~9日在江苏昆山举办。此次国际论坛将围绕中国导航定位授时体系建设及泛在测绘技术,泛在时空大数据的挖掘理论、方法与信息安全,泛在位置服务体系及典型应用技术等方面。会议研讨主题包括但不限于:1)中国导航定位授时体系及泛在测绘技术1国家导航定位授时体系建设架构及发展战略;2北斗/GNSS系统的高精度定位技术及动态时空基准测量;3位置传感网及室内外一体化定位技术;4即时定位与高精度地图构建SLAM技术;5惯性导航、水下导航、X射线脉冲星导航和月球导航等其他PNT技术;2)泛在时空大数据的挖掘理论、方法与信息安全     

论ICT时代的泛地图表达

信息通信技术的发展,赋予了地图表达极大的自由度,地图学的复兴促进了泛地图的发展。本文系统分析了地图定义的演变,适时论述了泛地图的概念,将传统的标准地图与各种创新形式的类地图纳入统一的泛地图框架下,提出并剖析了泛地图表达的标准地图、写实地图和写意地图分类体系,讨论了泛地图类型、风格化、连续性表示对泛地图表达的作用。     

智慧城市中地理平台的价值研究

分析了地理信息在智慧城市建设中的定位,并提出了地理平台的概念及其在智慧城市中的价值:空间信息资源共享、泛在信息支撑和协同管理。空间信息资源共享价值在于空间数据的共享及云计算资源转化为云GIS资源的共享;泛在信息支撑价值在于支撑物联网实时数据接入,提供实时空间分析能力并以地图、短信、E-mail等多形式输出;协同管理价值体现在人人都能使用地理平台,平台本身的易用性和方便地将各种异构信息空间化的能力是其核心。构建集成、融合、开放、协同的智慧城市地理空间框架是地理平台诸多价值的具体实践。     

三元空间下的泛地图可视化维度

信息通信时代促生地图的对象空间与表达空间发生了巨大变化,地图可视化理论面临空前挑战。针对泛地图的表达特点,构建泛地图可视化维度体系,给出了三元空间下泛地图可视化的研究框架,分析了泛地图可视化维度的层次、类型和特征,以具体的表达手段、状态、读图者视角、可视范围、变形、空间变换、空间参考等11个维度解构三元空间下的泛地图可视化模型,详细列出了其中6个可视化维度,并以迁徙地图、虚拟地图为例,分析不同维度组合下的泛地图可视化特征,拓展现有地图学理论框架。     

时空数据地图表达的基本问题与研究进展

海量时空大数据推动着地图制图的发展,同时也对时空大数据的地图表达提出了前所未有的挑战.本文通过分析时空数据的特性及其对地图表达的新需求,将时空数据地图表达面临的突出问题概括为基础理论数学化、地图设计定量化、地图表达自适化、质量预测模型化和制图应用泛在化.然后将这些问题归纳成3组,即地图制图基础理论、地图设计与可视化方法、泛在地图服务,并对相关研究进展进行综述与分析,并给出一些展望.     

泛地图空间认知理论与方法研究框架

当前, 人类社会已进入地理空间、人文社会空间和信息空间相融合的三元空间。在新技术和新需求的驱动下, 地图空间认知的三要素即认知主体、认知客体和表达方式呈现出泛化特征, 现有的地图空间认知理论和方法已无法支撑泛地图对三元空间的精准化认知表达。因此, 首先总结归纳了国内外地图空间认知研究进展及其存在的局限性;然后, 在此基础上构建了实验方法体系-认知机制-表达模型的泛地图空间认知研究框架。该框架将传统的地图空间认知拓展到了泛地图空间认知, 可为后续的学者提供研究思路, 推动创建适应泛地图学发展趋势的空间认知理论和方法, 以解决地图空间认知要素不断泛化带来的一系列问题。     

全息位置地图概念内涵及其关键技术初探

针对在泛在信息与大数据时代下,传统数字地图存在的局限性与面临的挑战,本文在原有概念基础上,拓展了全息位置地图概念内涵,即在泛在网环境下,以位置为纽带动态关联事物或事件的多时态(multitemporal)、多主题(multi-thematic)、多层次(multi-hierarchical)、多粒度(multi-granular)的信息,提供个性化的位置及与位置相关的智能服务平台;基于上述内涵,本文阐述了全息位置地图的重要组成与特征,并就泛在信息获取、语义位置关联和多维动态场景构建与表达等3个方面的关键技术进行了探讨。     

雾定位及其应用研究

全球卫星导航系统（GNSS）的发展促进了基于位置服务(LBS)的迅速普及,人们对高可靠、高可信、高精度定位、导航、授时（PNT）服务需求日益迫切．PNT是一个融合多类技术、包括多级系统的体系架构．围绕PNT服务体系优化,国内外学者相继提出了全源导航定位(All source positioning and navigation)、弹性PNT(Resilient PNT)、云定位(Cloud Positioning)等新的架构和技术体系．本文提出以具备通信、计算、存储、定位、感知等能力的异构定位资源为基础设施,通过智能管理与调度分布在不同地理位置的异构定位资源实现用户高可靠、高可信、高精度的PNT信息服务．并由此给出了雾定位(Fog Positioning)与泛源导航定位(Omnipresent Positioning and Navigation)的定义,指出雾定位的定义由分布式计算架构演化而来,强调构成PNT服务体系的架构;而泛源导航定位的概念是从定位技术的发展演化而来,强调利用可获取的泛在导航定位数据源进行协同融合处理,实现泛在定位的能力．在此基础上,通过与云定位比较,指出雾定位是云定位向用户端的延伸,是定位资源的泛在化实现,同时雾是一种动态的、弹性的云,因此雾定位是一种具备“弹性”性能的PNT架构．而泛在定位是PNT信息服务发展重要目标,雾定位给出了实现这一目标的潜在手段,即泛源导航定位．最后,结合城市环境、室内环境等复杂场景,研究了雾定位／泛源导航定位的基本服务模式．      

方寸之间的精确定位

以新一代人工智能为代表的智能时代的到来,催生颠覆性的技术创新和传统观念的变革.智能时代的测绘与位置服务领域,需要被再度审视.刘经南院士认为,泛在定位是用户在泛在测绘的过程中,利用多种传感器技术来感知目标、事态时空位置、环境及其变化的活动.因此,近年来出现的室内定位技术,也属于泛在测绘、泛在定位的范畴.     

面向位置聚合的泛在地图信息分类模型

地理信息分类是地图学的核心内容.随着泛在信息社会的来临,地理信息逐渐呈现时空泛在的新质特征,传统地理信息分类模型面临新的挑战.本文以泛在地图信息为研究对象,面向位置聚合应用需求,提出由"实例层→特征层?维度层?主题层"4个层次构成的信息分类模型.本文设计了一种泛在地图信息分类建模的验证方法,通过基于特征系统和信息维度的泛在地图主题特征标注,实现泛在地图信息在向量空间统一表达,并结合层次聚类算法生成泛在地图信息分类分级体系.通过气象主题分类试验对分类模型的可行性进行了验证.该分类模型本质上是一种认知规律约束下数据驱动的分类分级体系自动建模,特征层的扩展改变了传统地理信息分类模型的"实例→维度?主题"结构,使得泛在地图信息分类在保持层级化认知结构的同时,具备细粒度语义描述能力.     

SLAM技术及其在测绘领域中的应用

即时定位与地图构建（SLAM）是机器人领域的关键技术之一。基于SLAM技术可以对视觉信息和激光雷达数据进行三维重建与地图构建,这些三维模型及地图在测绘领域有着广泛的应用,尤其是更加精确的三维模型数据,对于精确测量和高精度导航等方面有着重要的意义。因此,本文从测绘领域的视角对SLAM技术的发展、原理及其在测绘领域的应用进行了论述和讨论,且对SLAM技术在测绘领域的应用前景进行了展望,为国内外测绘和机器人方面的研究人员提供了重要参考。     

地图数据库更新方法研究

一、需来分析各种比例尺的数字地图数据库是我国的地形基础数据库,具有极广泛的用途,为军事指挥自动化、GIS‘地图制图自动化、航空航天等提供各种基础地理信息,可加速测绘保障体系的发展,广泛地用于国民经济建设。地图数据库的数据来源于纸质地图的数字化,一旦该比例尺的数据库建立完备,地图数据库的更新就应提到议事日程。如果不及时对已建成的地图数据库进行更新,势必影响到地图数据库中数据的现势性、权威性,直接影响到测绘保障和测绘生产方面的使用。更新数字地图数据库是测绘数字信息工程中的一项重要任务,是测绘数据库的…     

泛地图学理论研究框架

信息与通信技术的快速发展带动人类进入地理空间、人文社会空间和信息空间相融合的三元空间。地图制图的目的、人员、对象和环境等均发生巨大变化,地图的类型、空间对象、表达维度、地图角色等呈现出显著泛化特征,现有地图学理论无法引领和指导当代的地图实践。地图学理论亟待"突围"。从地图学研究的角度出发,重新梳理泛地图的对象空间理论、表达维度模型,以及表达机制与方法,构建适应新环境背景,满足地图新视角、新思维、新制图需求的泛地图学理论框架,以适应地图学在新时期发展的需要。