学术前沿单杰从专业遥感到大众遥感

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《测绘学报》

与学术界架起桥梁，缩短与权威的距离。

从专业遥感到大规模遥感

1,2生产区

1普渡大学土木工程学院，西拉斐特，IN47907，美国；2武汉大学地理空间信息联合创新中心，湖北武汉430079

提交日期2017-06-27，修改日期2017-08-10

第一作者简介单杰1961-,男，博士，教授，研究方向摄影测量与激光扫描测量数据处理、地理空间大数据挖掘与建模

摘要受智能手机日益普及和开放科学快速发展的影响，遥感正从专业开发应用走向大众化开发应用。这一趋势主要体现在数据采集、数据处理、数据使用的普及化上。本文对这三个特点进行了讨论和分析，介绍了近期国内外代表性的研究和进展，列出了各种开放的数据处理工具，如摄影测量处理、激光扫描测量处理、图像机器学习、地理空间信息管理等。文章还详细介绍了开放数据的好处，并列出了众多全数据倡议和科学研究实验数据集。本文最后指出，遥感的普及不仅会创造巨大的经济效益，还会带来巨大的社会效益，最终将改变产业格局和公众的生活方式。

遥感从经验丰富的专家到普通大众

三姐1,2

Abstract:随着智能手机的普及和开放科学的快速发展，遥感技术的开发和应用越来越多地由普通大众而不是熟练的专家来开发和应用。这一趋势主要体现在数据收集的民主化、数据处理的民主化、数据使用的民主化。在本文中，我们讨论了上述三个特征，并介绍了代表性工作和最近分析的进展。它还列出了各种开放的数据处理工具，包括摄影测量处理、激光扫描处理、机器学习、空间信息管理等。描述开放数据的好处，并列出用于科学研究的各种全数据计划和实验数据集。本文最后，遥感民主化不仅带来了巨大的经济效益，也带来了巨大的社会效益，最终改变了行业格局和人们的生活方式。

关键词遥感地理智能手机开放数据开放科学

自19世纪摄影测量出现以来，测绘等遥感专业已有近200年的历史。长期以来，专业遥感已普遍作为一个专业或行业来发展、管理和使用。作为专业，有相对稳定的教育框架、课程体系和培养计划；作为行业，有相应的就业对口企事业单位，各级政府有具体的管理部门，特别是垂直管理的政府部门。庞大的制作团队。

长期以来，这些测绘遥感部门的日常工作就是测绘地形图及其数字产品，或者制作其他相关的专题图、平面图等。一个显着的特点是，每个部门都有遥感专家，在系统的数据采集方法和流程、标准化产品以及特定产品的使用范围方面具有较高的专业知识。具体来说，数据生产和产品生产通常由测绘遥感专家按照特定的标准和流程完成。产品主要是地形图或其他类型的专题图。服务对象主要是政府和军事机构，用于政府管控、国家基础地理信息、陆地和海洋资源管理等。此外，政府各部门根据职责积累了大量的数据和信息，这些信息分布到多个数据和信息所有者，造成重复生产、集成度低、缺乏数据共享等题。是。

但这种多年来确立的局面，在过去十年里正在悄然发生变化。由于互联网和网络通信技术的快速发展以及移动智能终端的快速普及，数字城市、智慧城市、位置服务等数字技术已经深入到人们的日常生活中，成为当前和未来发展的重要趋势。其特点是从专业化走向大众化，具体体现在数据采集的大众化、数据处理工具的大众化、数据使用的大众化。在这些流行特征下，我们正在迎来一个民主化、开放的遥感时代。下面，我们根据上述特点，对国内外测绘遥感领域发展的代表性案例进行介绍和探讨。

1数据采集普及化

数据采集普及的一个重要标志就是移动智能终端的使用和普及。与此同时，一些廉价的固定或移动，如无人机、便携式或可穿戴传感器等，也正在推动公众数据采集的快速发展。简单的便携式分析设备正在进入日常生活的各个方面，例如个人医疗保健、医学分析、食品安全和环境监测。智能手机作为最流行的移动设备，具有最大的分析和测试潜力，并配备了越来越多的传感器，包括加速度计、麦克风、摄像头、陀螺仪和定位设备，可以轻松获取各种数据和信息.[1]它已经成为人人拥有的无处不在的海量传感器，成为人们生活中最普及的电子设备，包括收集人类行为数据、记录位置信息、检测环境变化以及记录和分析数据以供相关科学研究。研究人员发现，使用手机传感器进行传感是一种不可低估的有趣方法，可以在许多研究领域的数据收集和处理中发挥重要作用[2]。以下是最近报道的一些与测量、测绘和遥感相关的例子。

11摄影测量

英国埃克塞特大学的研究人员开发了一款Android移动应用程序，可以使用智能手机的内置传感器（例如加速度计、GPS、指南针和摄像头）将智能手机变成独立的遥感设备。它自主运行，可以利用从无人机或风筝等轻型空中作业获得的数据绘制地形图。一旦这些类型的系统成熟并流行起来，它们可以支持测绘活动并支持灾区的人道主义救援工作，而公众是全的主要参与者。需要注意的是，这是由欧洲非盈利研究组织FoAmKernow提供的开源软件，它可以让单台计算机处理来自互联网的数千万张图像。该方法通过使用基于流模型的组件进行图像链接检测，实现了高可扩展性，并且可以在不牺牲重建模型完整性的情况下以更高的效率和可扩展性达到或超过其他大规模建模方法的结果。作者从Flickr网站获取并处理了9600万张图像，总共花了526天才获得世界规模的3D重建结果。

文献[5]介绍了通过大规模协作利用众包图像进行在线3D城市重建，并在谷歌和苹果应用商店发布了相关应用。该方法不是立即重建整个城市场景，而是使用可用的建筑轮廓（例如OpenStreetMap）逐块地重建城市。该方法使用StructurefromMotion(SfM)技术来恢复结构。这相当于摄影测量中光束法的调整，将点云配准到建筑物轮廓上，获得其地理参考，并整合分块重建结果。在相对坐标系中。该系统可以快速响应用户新上传的图像，判断其是否适用于场景重建，并有效处理恶意图像和GPS信息中包含的噪声[5]。

文献[6]介绍了基于智能手机的海岸监测技术。首先，对相机进行校准，根据智能手机内置GPS提供的三维坐标，使用加速度计和磁力计计算出的姿势参数的标准差在033至204范围内。随后，使用地面参考点对智能手机拍摄的视频进行三角测量，精度达到0681像素，使用测量相机的中值误差为0404像素，对智能手机摄像头进行校准后，获得0681像素的精度。它来自测量相机。最后利用地面激光扫描获得的数字高程模型DEM计算海岸剖面，提取海岸线。这种基于智能手机的监测技术具有成本低的优点，可以作为一种新的海岸监测方法得到广泛应用。

该研究小组还研究了智能手机作为摄影测量无人机有效载荷的可行性[7]。他们使用开发的系统分别获取静态和动态条件下的图像、位置和姿态数据，并对它们进行三角测量以生成相应的正射影像以进行精度评估。实验结果表明，在静态条件下，考虑相机内部参数，对各类智能手机获取的图像进行三角测量时，误差小于128像素。至少47%。在动态条件下，考虑内在参数并不能显着提高智能手机图像三角测量的准确性。这是因为，智能手机CMOS传感器的电子快门自动对焦技术可能会因无人机的振动和速度而对使用立体图像进行DEM创建产生负面影响。考虑到这是仅使用智能手机实现的，因此也可以使用智能手机作为无人机有效载荷。

武汉大学的一个研究小组研究了利用智能手机拍摄的建筑外部照片来补充航空激光点云中缺失的外部信息的可行性[8]。首先，利用多视点图像立体匹配技术从手机照片中创建建筑物正面的3D点云，然后将正面的3D点云与直接获得的屋顶点云进行配准和融合。通过航空激光扫描，形成包含最终3D点云的3D点云，完成地表和屋顶的3D点云构建。团队利用建筑轮廓上立面点云和屋顶点云的相似性进行配准，解决了这两个点云通常只代表摩托车位移的题。50CC和1000CC相差20倍吗？

这取决于您的发动机的千瓦数。

1马力0735千瓦

10千瓦136马力

150CC摩托车有多种不同类型。不同品牌的150种不同型号的输出略有不同。通常，一辆普通的150摩托车的功率为8-9千瓦，相当于大约10-12马力。

附加信息

排量是指发动机在特定的工作循环中将所有空气和混合物输送到所有气缸的能力，也指活塞从一个冲程到另一个冲程所能排出的体积。这是压缩机末级单位时间内排出的气体的换算，在第一级入口压力和温度条件下得到的气体体积值就是压缩机的排出量。它的计算方法与圆柱体的体积相同。

单位原则

活塞从上止点运动到下止点所经过的空间容积称为气缸排量，如果发动机有多个气缸，则所有气缸的工作容积之和称为发动机排量。在韩国，根据发动机排量对汽车进行分类有标准，例如，1L以下为紧凑型车，1L以上为普通车，16L以下为普通车，16L以上为中型车。25L以上为中型车，25L以上4L以下为中型车，4L以上为轿车，4L以上为豪华车，是轿车。

根据发动机排量对汽车进行分类的做法实际上有些过时了，这种传统概念已不再适用于当今的汽车设计。因为汽车的产品级定位已经不能仅仅通过发动机排量来定义，比如同一个系列的车身上可能会匹配几种不同的发动机，甚至同一发动机、相同排量的车型也会有很大差异。作品。

一些高端车型的价格和性能可能会高于大排量车型。例如，天津丰田威驰的几款车型，车身尺寸和发动机排量相同，但由于配置差异，价格区间都在135区间。从1万元到195万元，最高配置的威驰比16L宝来、18L桑塔纳2000，甚至20L索纳塔GL20、中华20、樱桃东方之子24还要贵。如果按照排量来划分轿车，威驰（195万元）和吉利美丽（499万元）应该属于同一级别。