作者：高井祥，王堅(jiān)，李增科
《武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版》2019第1期
摘 要：測繪學(xué)科已經(jīng)完成由數(shù)字化測繪向信息化測繪的跨越。近年來，人工智能引發(fā)的智能化測繪模式正逐漸蔓延，給測繪地理信息產(chǎn)業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。智能測繪硬件裝備的發(fā)展是推動(dòng)測繪科技變革的根本動(dòng)力之一。首先介紹了智能測繪硬件裝備的背景及發(fā)展現(xiàn)狀，然后提出構(gòu)建云端智能測繪技術(shù)體系，指出基于智能硬件+云+智能算法+大數(shù)據(jù)等，架構(gòu)云端智能測繪技術(shù)，提出云端虛擬測繪裝備、行業(yè)服務(wù)測繪引擎兩個(gè)概念。在行業(yè)服務(wù)測繪引擎的支持下，構(gòu)建云端智能測繪技術(shù)體系?？梢灶A(yù)見，測繪科技的新變革最終將導(dǎo)致測繪科技基本形態(tài)的變革，主要表現(xiàn)為內(nèi)外業(yè)顛覆、專業(yè)測繪泛化、數(shù)據(jù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)向服務(wù)的趨勢。最后，對(duì)智能測繪科技下高等教育教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、從業(yè)人員要求、教育改革4個(gè)方面進(jìn)行了分析思考?？傮w來講，測繪科學(xué)領(lǐng)域的認(rèn)知理論、智能硬件、物聯(lián)技術(shù)以及云服務(wù)技術(shù)等正逐漸形成系統(tǒng)的領(lǐng)域應(yīng)用理論與技術(shù)體系，測繪地理信息學(xué)科將隨著人工智能的潮流完成新一輪的轉(zhuǎn)型和發(fā)展。
關(guān)鍵詞：人工智能 云端智能測繪 測繪地理信息 思維轉(zhuǎn)變 模式轉(zhuǎn)變
自從德國于2012年推行“工業(yè)4.0計(jì)劃”以來，人工智能再次成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)，不斷引發(fā)工業(yè)的變革。2013年，歐盟委員會(huì)與歐洲機(jī)器人協(xié)會(huì)合作完成了平流層-對(duì)流層過程及其在氣候中的作用(Stratosphere-troposphere Processes and their Role in Climate, SPARC)計(jì)劃，資助機(jī)器人領(lǐng)域的創(chuàng)新。2016年，AlphaGo與李世石人機(jī)圍棋對(duì)決，使人工智能發(fā)展得到社會(huì)新的認(rèn)識(shí);同年12月，美國白宮發(fā)布報(bào)告稱，人工智能的時(shí)代即將來臨。2017年，英國政府發(fā)展“現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略”，在人工智能、機(jī)器人技術(shù)和5 G領(lǐng)域投入47億英鎊的研發(fā)資金。同年，日本政府制定了人工智能產(chǎn)業(yè)化路線圖，分3個(gè)階段推進(jìn)人工智能在制造業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。
中國自2015年國務(wù)院印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)指導(dǎo)意見》起，就開始促進(jìn)人工智能在智能家居、智能終端、機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。2016年初，工信部聯(lián)合發(fā)改委發(fā)布了《智能硬件產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)》。2017年，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，進(jìn)一步明確人工智能發(fā)展的戰(zhàn)略地位。2018年，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，吹響了教育領(lǐng)域人工智能發(fā)展的號(hào)角。經(jīng)過60多年的演化，特別是在云計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新理論及社會(huì)需求的共同驅(qū)動(dòng)下，人工智能呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)交互、自主操控等新特征。作為當(dāng)前最具代表性和突破性的科技力量之一，人工智能無疑成為了各國技術(shù)發(fā)展中必不可少的一環(huán)，工業(yè)、教育等多個(gè)領(lǐng)域的智能化趨勢勢不可擋。
測繪裝備的核心部件及測繪產(chǎn)品發(fā)展是測繪學(xué)科革新的重要基礎(chǔ)。芯片、傳感器、云平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的革新，為智能測繪硬件的進(jìn)步提供了有效支撐，智能測繪硬件和產(chǎn)業(yè)的結(jié)合已經(jīng)成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的風(fēng)向標(biāo)。伴隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及空間地理信息產(chǎn)業(yè)的深度整合，測繪行業(yè)逐漸融入物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云處理等高新技術(shù)，測繪對(duì)象也擴(kuò)大到了海、陸、空、天[2]。因此，智能測繪硬件在實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)時(shí)空大數(shù)據(jù)、智能分析空間動(dòng)態(tài)信息、實(shí)時(shí)進(jìn)行決策與控制輔助的智能化測繪地理信息技術(shù)中扮演著關(guān)鍵的角色[3]。
本文首先討論了智能背景下測繪硬件裝備發(fā)展的趨勢，對(duì)智能測繪硬件的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。然后基于智能測繪硬件，架構(gòu)云端智能虛擬測繪技術(shù)，提出利用分布式、云端、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能算法等架構(gòu)虛擬測繪儀器的思想。同時(shí)，思考了智能測繪軟件虛擬裝備的發(fā)展以及由此帶來的智能化測繪科技基本形態(tài)。最后，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式兩個(gè)方面討論了智能測繪科技對(duì)高等教育的要求。
1 智能測繪硬件裝備
測繪地理信息行業(yè)是“勞動(dòng)密集型”產(chǎn)業(yè)，根據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)報(bào)告，測繪地理信息數(shù)據(jù)采集占據(jù)總產(chǎn)值的70%，而大量的數(shù)據(jù)采集工作需要高性能的測繪硬件[4]。隨著硬件技術(shù)和測繪理論的快速發(fā)展，智能化硬件是廣大用戶的需求。
性能和需求是衡量測繪硬件的關(guān)鍵指標(biāo)。智能化硬件要求硬件功能多、尺寸小、內(nèi)存大、功耗低、價(jià)格低廉、續(xù)航時(shí)間長等[5]。例如，高性能的慣性器件能夠?qū)崿F(xiàn)高精度數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、顯示一體化，并且能夠與其他傳感器進(jìn)行集成;高精度多核全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)導(dǎo)航芯片、全系統(tǒng)全頻點(diǎn)定位定向模塊、多系統(tǒng)高精度定位板卡是實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位的基礎(chǔ);大疆無人機(jī)集成多種傳感器，能夠滿足遙感、導(dǎo)航等不同需求。技術(shù)的發(fā)展無止境，只有發(fā)展高性能的智能化硬件技術(shù)，才能被用戶認(rèn)可，滿足時(shí)代發(fā)展要求。單一的硬件已無法滿足復(fù)雜環(huán)境以及高精度的需求，多硬件智能化集成將是未來智能化硬件技術(shù)的發(fā)展趨勢[6-7]。作為與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等緊密結(jié)合的智能化測繪主要組成，測繪裝備智能硬件特征明確，主要分為小型低功耗泛化終端、高速物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集裝備、云端智能運(yùn)算中心3個(gè)方面。
全站儀、水準(zhǔn)儀、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)等小型低功耗測繪裝備在高精度的控制測量中有著廣泛的應(yīng)用。但小型低功耗泛化終端操作繁瑣、專業(yè)性強(qiáng)，仍難以擺脫較為沉重的外業(yè)工作[8]。高速物聯(lián)大數(shù)據(jù)采集裝備一般包括視頻影像監(jiān)測終端、連續(xù)運(yùn)行參考站(continuously operating reference stations，CORS)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集終端、自然資源信息在線監(jiān)測系統(tǒng)等，如圖 1所示的地形圖自動(dòng)更新系統(tǒng)。這種大數(shù)據(jù)采集裝備在眾包采集、違法用地和違法建筑的視頻監(jiān)測以及人流量在線采集等方面有著較為廣泛的運(yùn)用，有利于實(shí)現(xiàn)無人化、高效率、高靈敏度的實(shí)時(shí)監(jiān)測。測繪地理信息在不斷地?cái)U(kuò)展自身數(shù)據(jù)采集手段(無人機(jī)、無人船等)的同時(shí)，也將結(jié)合大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)為智能決策提供新的技術(shù)手段[9-10]。目前，云端智能運(yùn)算中心的代表者為阿里云、千尋云端定位等。基于云平臺(tái)的百度無人駕駛，智能定位導(dǎo)航算法讓測繪地理信息走進(jìn)了人們的生活，滿足了人們的個(gè)性化位置服務(wù)需求。與智能決策相關(guān)的道路交通決策疏導(dǎo)、智慧城市運(yùn)行的終端應(yīng)用提高了人們的生活品質(zhì)?；谖恢玫亩愂宅F(xiàn)場支持、智慧礦山?jīng)Q策支持則大大減少了企業(yè)市場的人力成本[11]。
測繪智能硬件領(lǐng)域總體還處于發(fā)展的起步階段，缺乏有活力的創(chuàng)新環(huán)境。但隨著人工智能時(shí)代下測繪產(chǎn)品個(gè)性化、智能化的需求逐漸增加，高效、智能的“互聯(lián)+智慧”特征要素逐漸成為智能測繪硬件生產(chǎn)者的關(guān)注重點(diǎn)。測繪地理信息應(yīng)當(dāng)牢牢把握人工智能及智能硬件催生的歷史發(fā)展機(jī)遇，依靠智能硬件具備的超強(qiáng)數(shù)據(jù)處理及連接能力，緊密結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)，通過設(shè)備傳感實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、現(xiàn)實(shí)感知的智能化測繪應(yīng)用。
2 云端智能測繪技術(shù)
2.1 云端虛擬測繪裝備
云端虛擬測繪裝備有別于一般的云計(jì)算系統(tǒng)。智能測繪硬件前端與云計(jì)算結(jié)合的關(guān)鍵在于儀器的智慧能力，即高精度、高智能和高自動(dòng)化[12]。因此除了采用多嵌入式硬件設(shè)計(jì)、研發(fā)云計(jì)算測試服務(wù)軟件、搭建分布式平臺(tái)外，更需要大量的智能測繪核心算法，解決將云計(jì)算應(yīng)用到工程中的實(shí)際難題。
一般來說，智能測繪硬件前端可以直接連接各種智能傳感器，保障實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制，并在智能前端之間存在功能的交叉性。從數(shù)據(jù)采集的精密性來說，測繪前端可以采集多種動(dòng)、靜態(tài)的高精度信號(hào)。從智能化方面而言，測繪智能前端本身就包含了自動(dòng)化測量、離線工作、自適應(yīng)數(shù)據(jù)格式分發(fā)等多種能力。在可靠性方面，需要保證可測量信號(hào)的抗電磁干擾能力以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。?duì)于如國防軍工、資源勘探、公共服務(wù)等方面的關(guān)鍵性應(yīng)用，云端虛擬設(shè)備必須通過政府相關(guān)法律法規(guī)的許可認(rèn)證[13]。
對(duì)于智能測繪硬件前端動(dòng)態(tài)服務(wù)的可靠性，一般需要解決硬件的自動(dòng)檢校設(shè)置、信號(hào)自動(dòng)辨識(shí)、傳感器自動(dòng)識(shí)別、粗差數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)探測等問題，用以適應(yīng)智能測繪中無人化自動(dòng)檢測的情況。虛擬測繪儀器主要以物聯(lián)在線監(jiān)測進(jìn)行工作，通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，回傳數(shù)據(jù)，然后提供實(shí)時(shí)服務(wù)。當(dāng)在物聯(lián)困難的特殊時(shí)刻，智能測繪硬件前端也需要具備離線存儲(chǔ)及緊急測繪的功能。云端虛擬測繪設(shè)備的基本組成如圖 2所示。
2.2 行業(yè)服務(wù)的測繪引擎
云端智能測繪技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵問題就是如何設(shè)計(jì)出既符合云計(jì)算技術(shù)原理，又適合工程應(yīng)用，并以提供實(shí)時(shí)可靠的服務(wù)為主要形式的服務(wù)軟件系統(tǒng)。當(dāng)前測繪行業(yè)的軟件一般為單機(jī)化軟件，操作繁瑣，靈活性低。因此，測繪服務(wù)軟件需要向并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等云計(jì)算模型進(jìn)行轉(zhuǎn)型，滿足多用戶的協(xié)同處理。服務(wù)軟件的商業(yè)模式可以采用云計(jì)算技術(shù)完成大量信息的并行存儲(chǔ)和復(fù)雜分析，最終通過智能測繪軟件將智能決策的分析結(jié)果和報(bào)告通過網(wǎng)絡(luò)方式輸出到各式各樣的終端設(shè)備上。圖 3給出了測繪綜合服務(wù)引擎的初步構(gòu)想。
同時(shí)，行業(yè)服務(wù)的智能化處理模塊需要包括多用戶系統(tǒng)，以保證多名用戶和行業(yè)專家對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)合分析及抽查復(fù)核，給出進(jìn)一步的診斷結(jié)論。對(duì)于服務(wù)終端用戶而言，測繪云服務(wù)軟件僅作為一種智能決策顯示工具，與運(yùn)行平臺(tái)及操作系統(tǒng)無關(guān)。實(shí)際操作人員不需要接受過多復(fù)雜的培訓(xùn)和練習(xí)，位于云端的智能化處理模塊能夠自行進(jìn)行信息存儲(chǔ)和相關(guān)功能配置，保障用戶數(shù)據(jù)安全。圖 4表示云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行流程。
2.3 云端智能測繪技術(shù)體系
云端智能測繪服務(wù)系統(tǒng)中的智能測繪硬件前端、云中心服務(wù)軟件和用戶都是分布在互(物)聯(lián)網(wǎng)的不同節(jié)點(diǎn)上。在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，用戶使用的前端智能測繪硬件是整個(gè)智能測繪技術(shù)體系的基礎(chǔ)，并作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及智能決策分析的交流平臺(tái)。信號(hào)測量和數(shù)據(jù)分析過程由云中心服務(wù)平臺(tái)自動(dòng)完成，相關(guān)的專家及專業(yè)人員提供智能決策的抽查服務(wù)或滿足用戶定制的個(gè)性化需求。在云端智能測繪技術(shù)體系中，用戶無需深入了解儀器的操作方式和數(shù)據(jù)分析的原理知識(shí)。此時(shí)，用戶得到的并不是原始產(chǎn)品，而是最終的智能決策服務(wù)。這就是云端智能測繪技術(shù)的服務(wù)型特點(diǎn)，云智慧測繪系統(tǒng)將使傳統(tǒng)的產(chǎn)品形式轉(zhuǎn)為現(xiàn)代的服務(wù)形式。
3 智能化測繪科技基本形態(tài)變革
智能測繪硬件及測繪技術(shù)的發(fā)展將使測繪科技的基本形態(tài)發(fā)生巨大變革。從數(shù)字化到信息化，測繪科學(xué)簡化了復(fù)雜的儀器作業(yè)、信息采集流程，但仍然是以測繪作業(yè)流程為基礎(chǔ)。上述智能化發(fā)展將推動(dòng)測繪科技的業(yè)態(tài)發(fā)生本質(zhì)變化。
3.1 內(nèi)外業(yè)測繪顛覆
20世紀(jì)90年代以前，受限于技術(shù)發(fā)展，模擬測繪一直占主導(dǎo)地位，作業(yè)時(shí)間長，成果形式單一。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，3S技術(shù)和信息技術(shù)使測繪學(xué)科向數(shù)字化測繪轉(zhuǎn)變。自2000年開始，微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)得到大規(guī)模使用。互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)使中國測繪進(jìn)入一個(gè)新的階段——信息化測繪[14-17]。隨著傳感設(shè)備的精確性和可靠性越來越高，勘測類及數(shù)據(jù)采集工作將由各類智能儀器及傳感器來完成。同時(shí)，航天航空技術(shù)和攝影測量遙感技術(shù)的逐漸成熟擴(kuò)展了測繪的觀測對(duì)象。測繪領(lǐng)域從地表延伸到空間、整個(gè)地球系統(tǒng)乃至深空，測量周期逐漸按照人們需求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測。
然而，盡管信息化測繪背景下內(nèi)外業(yè)工作的界限、分工逐步模糊，但其仍遵循線性思維，分為外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)處理的工作模式。GNSS等技術(shù)的出現(xiàn)仍然不能使測繪完全脫離外業(yè)作業(yè)。無人機(jī)攝影測量雖然可以大幅降低外業(yè)工作量，但內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)量及處理難度也成指數(shù)增加。因此，在快速發(fā)展的云計(jì)算、“測繪大腦”的設(shè)想以及分布物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下，智能化測繪在測繪地理信息行業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。智能化測繪時(shí)代外業(yè)工作可能徹底消失，顛覆傳統(tǒng)內(nèi)外業(yè)的思維。未來智能化的滑坡監(jiān)測、基坑監(jiān)測、橋梁監(jiān)測系統(tǒng)或許將不需要外業(yè)測量工作。
3.2 專業(yè)測繪轉(zhuǎn)向泛化
智能化背景下，測繪工作將表現(xiàn)出高科技、操作簡單化、行業(yè)多樣化的特征。一方面對(duì)研發(fā)類測繪人才要求越來越高;另一方面，從事實(shí)際測繪操作方式更為簡單，非專業(yè)人員即可完成專業(yè)人員難以完成的測量工作?？梢灶A(yù)見，單獨(dú)就人才需求的變化而言，一些從事智能設(shè)備與測繪類產(chǎn)業(yè)的深度融合工作和企事業(yè)機(jī)關(guān)單位的測繪管理工作的復(fù)合型人才需求將會(huì)大量增加，一線工作的應(yīng)用型測繪人才需求也會(huì)呈上升趨勢。新的市場模式對(duì)應(yīng)用型測繪人才的基礎(chǔ)能力、實(shí)踐能力、服務(wù)能力、適應(yīng)能力提出了更高的要求。
同時(shí)，位置服務(wù)等新的學(xué)科內(nèi)涵將拓展測繪工作的內(nèi)容，無人駕駛、室內(nèi)測圖、智慧城市等新的領(lǐng)域?qū)⑻峁V泛的測繪市場，并將進(jìn)一步增加如手機(jī)測繪、眾包測繪等新的測繪工作內(nèi)容與工作方式。
3.3 數(shù)據(jù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)向服務(wù)
測繪是采用最新的儀器裝備采集多尺度、海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，并采用概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等多種數(shù)學(xué)手段進(jìn)行分析處理，為自然資源監(jiān)測、市政工程、礦產(chǎn)勘查、海洋生產(chǎn)等提供基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)產(chǎn)品的科學(xué)。隨著各行各業(yè)需求的豐富、學(xué)科發(fā)展的交融，測繪科技處理除提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品外，將逐步關(guān)注基于數(shù)據(jù)產(chǎn)品的行業(yè)服務(wù)。智能化測繪技術(shù)的不斷進(jìn)步以及各行業(yè)的交叉，用戶將更為關(guān)注測繪科技能給本行業(yè)提供服務(wù)的整體解決方案，而非數(shù)據(jù)產(chǎn)品本身。未來測繪數(shù)據(jù)采集智能化、智能測繪云分析將進(jìn)一步為測繪服務(wù)提供理論與技術(shù)保證?；ヂ?lián)網(wǎng)和北斗BD-3相結(jié)合將為全球用戶提供穩(wěn)定的應(yīng)急搜救服務(wù)，為漁業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域提供常規(guī)服務(wù)。在智能測繪云的支持下，依托互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、北斗網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)交叉融合，可形成能實(shí)現(xiàn)覆蓋全行業(yè)、一站式的智能化測繪服務(wù)系統(tǒng)。
4 智能測繪科技對(duì)高等教育的要求
4.1 教學(xué)內(nèi)容發(fā)生變化
測繪地理信息學(xué)科內(nèi)容的變革源于不斷增長的時(shí)空位置服務(wù)需求。測繪地理信息的學(xué)科結(jié)構(gòu)將融匯交叉到地理學(xué)、信息學(xué)乃至管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科。
位置空間數(shù)據(jù)的采集、管理是測繪學(xué)的基本內(nèi)容，空間信息的獲取通常需要以測繪的手段來完成。信息學(xué)關(guān)注信息的獲取、傳輸、分類、處理及利用。地理學(xué)則借助自然環(huán)境、人文分布等內(nèi)在規(guī)律的研究幫助指導(dǎo)人類活動(dòng)。管理學(xué)研究能夠合理組織人力、財(cái)產(chǎn)、物品等因素來提高生產(chǎn)力的水平。此外，測繪學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)的建設(shè)發(fā)展中也具有不可忽視的作用，如水利建設(shè)、交通建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)等。應(yīng)用需求的增長推動(dòng)著測繪地理信息學(xué)科與其他學(xué)科的交叉融合，學(xué)科之間的互通有無也促進(jìn)了測繪地理信息學(xué)科的不斷發(fā)展。
4.2 教學(xué)模式發(fā)生變化
智能化測繪科技教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，涉及多種交叉學(xué)科。傳統(tǒng)教師為主體的教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)教學(xué)需求。只有針對(duì)學(xué)生制定個(gè)性化學(xué)習(xí)規(guī)劃，通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究、交流展示、遷徙運(yùn)用等環(huán)節(jié)，使學(xué)生主動(dòng)參與進(jìn)去，才能真正對(duì)智能化測繪教學(xué)的內(nèi)容有本質(zhì)理解。發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性、特長、需求進(jìn)行施教，也利于學(xué)校未來為學(xué)科發(fā)展做更多貢獻(xiàn)。
智能化背景下，教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)很難單方面滿足學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的需求，需要充分利用智能化教學(xué)平臺(tái)，將足夠多的測繪涉及的理論、方法、技術(shù)及案例通過智能化教育平臺(tái)傳遞給學(xué)生。教學(xué)過程也要求在教師、學(xué)生和人工智能之間保持平衡。教師需要向?qū)W生與人工智能邊學(xué)、邊教;人工智能通過與老師及學(xué)生的交流、實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)改變教學(xué)策略;學(xué)生在與教師、人工智能交流中，達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。通過三者的平衡，培養(yǎng)出自主思考、自主創(chuàng)新的創(chuàng)造型人才，實(shí)現(xiàn)智慧教育。
4.3 從業(yè)人員要求發(fā)生變化
伴隨著用戶不斷增長的地理信息服務(wù)需求，測繪行業(yè)的從業(yè)人員將面臨新的挑戰(zhàn)。智能硬件的發(fā)展可以使得測繪地理信息的獲取越來越智能化，測繪智能裝備也將更加注重儀器功能的動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化、經(jīng)濟(jì)化。這不僅提高了空間數(shù)據(jù)采集的效率，也在一定程度上表示以往需要專業(yè)測繪技術(shù)人員處理的測繪地理信息將會(huì)被大眾以更快捷方便的手段獲取，專業(yè)化的門檻將變得模糊。因此，對(duì)于智能硬件在測繪地理信息領(lǐng)域引起的“全面測繪”的現(xiàn)象，從業(yè)人員本身的職能身份發(fā)生變化。社會(huì)需求需要從業(yè)人員朝著創(chuàng)新型、服務(wù)型和功能型的方向發(fā)展。在實(shí)際的作業(yè)過程中，從業(yè)人員不僅需要為大眾提供快速獲取地理信息服務(wù)的方法、信息和接口，也需要引導(dǎo)配合各種工程的解決方案，靈活運(yùn)用現(xiàn)代化的測繪手段獲取精確的測繪地理信息。
4.4 測繪教育改革
為了面對(duì)測繪智能硬件所帶來的測繪教育的挑戰(zhàn)，測繪行業(yè)教學(xué)應(yīng)當(dāng)及時(shí)瞄準(zhǔn)行業(yè)發(fā)展，基于現(xiàn)階段的行業(yè)背景對(duì)測繪地理信息從業(yè)人員的要求，對(duì)傳統(tǒng)測繪教學(xué)模式提出改革，努力培養(yǎng)出能夠適應(yīng)社會(huì)需求、為社會(huì)做貢獻(xiàn)的新時(shí)代測繪從業(yè)者。
然而，像目前發(fā)展的無人機(jī)航測、三維激光掃描儀、傾斜攝影設(shè)備、多波束水下地形測量等新型裝備，由于其昂貴的價(jià)格和較高的技術(shù)含量，許多高校都沒有這些儀器的培養(yǎng)環(huán)境，學(xué)生教育還停留在全站儀、水準(zhǔn)儀和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(real-time kinematic，RTK)等傳統(tǒng)設(shè)備，人才培養(yǎng)與社會(huì)需求有較大脫節(jié)。許多監(jiān)測系統(tǒng)都可以將傳感器采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器，然后在Web端在線查看，還可以及時(shí)發(fā)送預(yù)警信息，目前測繪專業(yè)課程的知識(shí)都不足以開發(fā)這樣的系統(tǒng)，對(duì)于如全國土地調(diào)查、地理國情監(jiān)測的項(xiàng)目，傳統(tǒng)課程更是不能解決。在目前智能硬件發(fā)展的現(xiàn)狀下，測繪教育應(yīng)當(dāng)從課程結(jié)構(gòu)和儀器設(shè)備兩方面進(jìn)行改革。一方面，高校測繪可以增設(shè)一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和智能化方面的基礎(chǔ)課程，重視培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，拓寬學(xué)生的知識(shí)面;另一方面，可以適當(dāng)引入新儀器，并主動(dòng)與校外企事業(yè)單位聯(lián)合，通過校外實(shí)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。
對(duì)于新增設(shè)的課程應(yīng)保證兩個(gè)方面：①注重理解智能裝備基礎(chǔ)原理，這樣可以啟發(fā)學(xué)生在儀器設(shè)備的創(chuàng)新，可以發(fā)現(xiàn)一些智能測繪裝備都是新老技術(shù)的組合。②注重?cái)?shù)據(jù)處理能力和軟件編程能力，對(duì)于新型測繪儀器采集的數(shù)據(jù)處理是成果輸入的必經(jīng)之路，目前新型測量裝備在軟件方面存在的主要問題是軟件使用不夠靈活，多數(shù)情況下測量設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)并不能滿足項(xiàng)目的需要，這就需要開發(fā)專用的軟件來處理數(shù)據(jù)。
5 結(jié)語
人工智能時(shí)代，智能硬件產(chǎn)品和服務(wù)發(fā)展空間將變得極為廣闊。未來的智能硬件產(chǎn)品將依托高新的人工智能軟件和硬件技術(shù)，推動(dòng)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域朝著智能化的方向不斷發(fā)展。
新的智能設(shè)備是人工智能時(shí)代發(fā)展的新需求，是測繪領(lǐng)域發(fā)展的新方向，是測繪地理信息轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵點(diǎn)，是測繪地理信息跨越發(fā)展的新追求。測繪地理信息技術(shù)從開始發(fā)展到現(xiàn)在，都離不開便捷的儀器設(shè)備。光學(xué)水準(zhǔn)儀、全站儀等傳統(tǒng)設(shè)備提供了人們丈量大地的途徑，現(xiàn)在的無人機(jī)、無人船更是為外業(yè)測量提供了極大的便利。儀器設(shè)備的更新?lián)Q代不斷影響著測繪地理信息的作業(yè)模式與作業(yè)內(nèi)容。因此，在人工智能時(shí)代，測繪地理信息技術(shù)應(yīng)當(dāng)緊隨時(shí)代潮流，從智能測繪的目標(biāo)出發(fā)，創(chuàng)新創(chuàng)造地開發(fā)出智能軟件及硬件技術(shù)相結(jié)合的智能設(shè)備。智能測繪技術(shù)的發(fā)展與智能設(shè)備更新的良性循環(huán)，將打破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)服務(wù)模型，實(shí)現(xiàn)測繪地理信息的智能轉(zhuǎn)型升級(jí)。加強(qiáng)智能設(shè)備研發(fā)，推廣智能設(shè)備應(yīng)用，將會(huì)催進(jìn)智能測繪向著更高的領(lǐng)域不斷前進(jìn)。
