自然資源部第三地理信息制圖院以科技創(chuàng)新引領(lǐng)，拓展應(yīng)用服務(wù)
——融合創(chuàng)新提升數(shù)據(jù)保障能力

◎ 任東宇 劉立 王德富

近期，四川測(cè)繪地理信息局2022 年度科研項(xiàng)目獎(jiǎng)和技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果出爐，自然資源部第三地理信息制圖院斬獲兩項(xiàng)一等獎(jiǎng)、兩項(xiàng)二等獎(jiǎng)，科技創(chuàng)新再創(chuàng)佳績(jī)。其中，“政務(wù)地圖數(shù)據(jù)資源建設(shè)與快速制圖關(guān)鍵技術(shù)”獲科研項(xiàng)目獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，“人機(jī)協(xié)同自然資源遙感智能分類識(shí)別與變化檢測(cè)技術(shù)”獲技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，“融合實(shí)景三維的地質(zhì)災(zāi)害隱患綜合遙感識(shí)別技術(shù)”“支持圖庫(kù)聯(lián)動(dòng)與尺度傳遞的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)更新技術(shù)”獲技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，這些科技成果將有利于推進(jìn)技術(shù)跨界融合、數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，提升測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)要素的保障能力。

政務(wù)地圖保障能力大幅提升

為四川省委、省政府和相關(guān)政府部門提供政務(wù)地圖保障，是自然資源部第三地理信息制圖院承擔(dān)的一項(xiàng)重要職責(zé)。僅2022 年，該院開展應(yīng)急政務(wù)地圖保障多達(dá)90 批次，提供8895 幅（冊(cè)）地圖，是2016 年的30 倍，創(chuàng)歷史新高。

據(jù)了解，能夠高質(zhì)量完成應(yīng)急政務(wù)地圖保障任務(wù)，得益于該院自主研發(fā)了一套快速供圖服務(wù)體系。作為該體系的核心技術(shù)，“政務(wù)地圖數(shù)據(jù)資源建設(shè)與快速制圖關(guān)鍵技術(shù)”和“支持圖庫(kù)聯(lián)動(dòng)與尺度傳遞的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)更新技術(shù)”突破數(shù)據(jù)模型、算法框架、生產(chǎn)工藝、技術(shù)規(guī)范和軟件體系等關(guān)鍵技術(shù)，解決了政務(wù)地圖制圖中多源數(shù)據(jù)融合困難、海量信息綜合處理低效、跨尺度級(jí)聯(lián)更新滯后等問題，能夠支持80 余種、十余個(gè)行業(yè)的地圖快速編制。

● 地災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)變形取證

十年磨一劍，該院打造的快速供圖服務(wù)體系取得了4 項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利和15 項(xiàng)軟件著作權(quán)，參與制定了3 項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和2 項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)技術(shù)成果先后榮獲5 項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。相比傳統(tǒng)制圖工藝，該體系使地圖制圖綜合效率提高70%，多尺度地圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)效率提高50%，生產(chǎn)成本降低約60%，大型地圖集編制周期從1～2 年縮短到3 個(gè)月。

目前，自然資源部第三地理信息制圖院通過該體系已為四川省30 余個(gè)部門、數(shù)十個(gè)行業(yè)領(lǐng)域提供了各類政務(wù)保障圖件達(dá)5 萬余份，支持編制了《四川省省情地圖》《四川省兩會(huì)用圖》等20 余種圖集圖冊(cè)，有力支撐了日常政務(wù)管理、自然資源管理、防災(zāi)減災(zāi)、河長(zhǎng)制、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等工作，并已整體推廣至江蘇、廣西、吉林等13 個(gè)省區(qū)廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)了測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)資源供給，為政府決策提供了更及時(shí)、高效的應(yīng)急政務(wù)地圖保障。

人工智能賦能自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)

自然資源部信息化建設(shè)和調(diào)查監(jiān)測(cè)等重點(diǎn)工作對(duì)人工智能技術(shù)提出了迫切需求。該院于2019 年初著手研究人工智能技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的工程化應(yīng)用，構(gòu)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遙感智能生產(chǎn)技術(shù)體系。作為體系的核心技術(shù)，“人機(jī)協(xié)同自然資源遙感智能分類識(shí)別與變化檢測(cè)技術(shù)”提出一種顧及遙感地物連通性的深度學(xué)習(xí)模型性能評(píng)價(jià)算法，解決模型性能評(píng)估難以顧及地學(xué)特征的難題，實(shí)現(xiàn)模型訓(xùn)練的過程質(zhì)量控制、模型適用場(chǎng)景的最優(yōu)選取和遙感影像預(yù)測(cè)結(jié)果真實(shí)質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)估；創(chuàng)新人機(jī)協(xié)同的漸進(jìn)式遙感解譯生產(chǎn)模式，解決了現(xiàn)有遙感解譯生產(chǎn)無法適應(yīng)自然資源自動(dòng)化、智能化與精細(xì)化管理等難題，實(shí)現(xiàn)遙感解譯標(biāo)準(zhǔn)體系的統(tǒng)一建立、算力資源的統(tǒng)一調(diào)度和生產(chǎn)工藝的有效優(yōu)化。

用好人工智能，激發(fā)調(diào)查監(jiān)測(cè)工作活力。經(jīng)過4 年潛心研究和反復(fù)實(shí)踐，該院構(gòu)建的遙感智能生產(chǎn)技術(shù)體系取得了5 項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利和5 項(xiàng)軟件著作權(quán)，申請(qǐng)了1 項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利，經(jīng)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織專家評(píng)價(jià)，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。與傳統(tǒng)調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，該體系可提高30%的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了“人在看、云在算”的創(chuàng)新目標(biāo)。該研究成果已在衛(wèi)片執(zhí)法遙感監(jiān)測(cè)、國(guó)土利用動(dòng)態(tài)全覆蓋遙感監(jiān)測(cè)、耕地保護(hù)監(jiān)測(cè)、國(guó)土空間規(guī)劃智慧管控等工作中得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)已推廣至云南、貴州等7 個(gè)省的20 余家行業(yè)應(yīng)用單位，推動(dòng)測(cè)繪與人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的融合，助力信息化測(cè)繪向智能化測(cè)繪轉(zhuǎn)型升級(jí)。

實(shí)景三維助力地災(zāi)隱患識(shí)別

● 跨界融合，實(shí)景三維助力地災(zāi)隱患識(shí)別

解決“隱患點(diǎn)在哪里”，是地質(zhì)災(zāi)害防治的第一道門檻，更是地質(zhì)災(zāi)害防治的一大難題。自2017年“6·24”四川茂縣疊溪高位山體滑坡事件發(fā)生以來，該院以合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（InSAR）、機(jī)載激光雷達(dá)（LiDAR）、實(shí)景三維等新型測(cè)繪技術(shù)為支撐，加強(qiáng)測(cè)繪與地勘業(yè)務(wù)融合，強(qiáng)化遙感地質(zhì)多學(xué)科交叉，研究并實(shí)現(xiàn)了融合實(shí)景三維的地質(zhì)災(zāi)害隱患綜合遙感識(shí)別技術(shù)。

該研究成果針對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境下多源SAR 數(shù)據(jù)處理要求，實(shí)現(xiàn)了海量SAR 數(shù)據(jù)的全流程集群式快速處理；針對(duì)隱患識(shí)別作業(yè)環(huán)境不直觀、解譯數(shù)據(jù)不集中、解譯流程不統(tǒng)一等問題，創(chuàng)新了融合實(shí)景三維的地質(zhì)災(zāi)害隱患解譯新工藝，實(shí)現(xiàn)了解譯場(chǎng)景立體化、解譯信息語(yǔ)義化、解譯成果結(jié)構(gòu)化，形成了實(shí)時(shí)在線協(xié)同解譯、解譯信息準(zhǔn)自動(dòng)讀寫、成果一鍵生成等能力，不僅有效將地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的解譯效率提升了約30%，還大大提升了地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別的準(zhǔn)確率。

歷經(jīng)6 年的技術(shù)沉淀和工程實(shí)踐，該院研究的融合實(shí)景三維的地質(zhì)災(zāi)害隱患綜合遙感識(shí)別技術(shù)已全面融入四川省地質(zhì)災(zāi)害防治工作，廣泛應(yīng)用于龍門山斷裂帶、九寨溝地震災(zāi)區(qū)、川西南中高山地區(qū)、川西北強(qiáng)震擾動(dòng)區(qū)、川東盆周紅層區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的隱患監(jiān)測(cè)，得到了地質(zhì)災(zāi)害防治相關(guān)部門的高度認(rèn)可。

當(dāng)前，傳統(tǒng)基礎(chǔ)測(cè)繪正在向新型基礎(chǔ)測(cè)繪轉(zhuǎn)型，面對(duì)新時(shí)代測(cè)繪地理信息的轉(zhuǎn)型升級(jí)要求，科技創(chuàng)新才是破局之道。多年來，自然資源部第三地理信息制圖院堅(jiān)持以“數(shù)據(jù)生產(chǎn)向知識(shí)服務(wù)轉(zhuǎn)型”為方向，堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，在做好地圖保障、拓展應(yīng)用服務(wù)中不斷探索。未來，該院將繼續(xù)立足測(cè)繪地理信息“兩支撐、兩服務(wù)”工作定位，持續(xù)打造“以基礎(chǔ)測(cè)繪和調(diào)查監(jiān)測(cè)能力為核心，以高水平地圖制圖為特色，以科技創(chuàng)新和應(yīng)用服務(wù)為引擎”的業(yè)務(wù)體系，致力于服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，繼續(xù)錨定科技創(chuàng)新，向內(nèi)挖潛，不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢(shì)，全力提升地理信息數(shù)據(jù)要素的保障能力，在建設(shè)自然資源部一流隊(duì)伍的道路上行穩(wěn)致遠(yuǎn)，全面賦能高質(zhì)量發(fā)展，助力數(shù)字中國(guó)建設(shè)。