張藴靈-高分遙感技術助力智慧交通的解決方案.pdf

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1、P1張蘊靈中咨數據有限公司 總工程師2024年6月20日高分遙感技術助力智慧交通的解決方案嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P2大綱高分辨率遙感衛星能為交通行業作什么人工智能+遙感影像能開展哪些交通應用交通基礎設施全生命期一張圖的數字底座未來發展與展望嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P3高分衛星嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P4立體測繪衛星嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P5雷達衛星嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復

2、制嚴禁復制嚴禁復制P6勘察設計建設管理運營養護面向交通運輸行業應用的高分辨率衛星遙感應用嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P7面向交通運輸行業應用的高分辨率衛星遙感應用地形圖生產1、高精度地形圖生成技術2、勘察設三維可視化技術1、可快速獲取1:50000和1:10000地形圖2、利于不便到達的區域的基礎數據獲取公路選線輔助決策1、不良地質自動判識技術2、路域凍土識別技術1、施工區域內大范圍監測，比人工核查更加節省成本2、對于人不便到達的區域提供監測非接觸手段3、檢測手段快速宏觀，大大提高前期勘察時效高分+BIM1、三維場景融合技術2、坐標匹配技術1、統一各

3、種數據的坐標系2、融合高分處理得到的地形和BIM模型嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P8 公路勘察設計方案地形圖生產 1、快速生產1:50000、1:25000、1:10000、1：5000基礎地形圖。2、公路設計前期中的基礎資料匱乏，公路建設過程中周期性、客觀性的施工進度監測?？山鉀Q問題地形圖繪制對象路網居民地植被水系嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P9案例一：巴基斯坦N50升級改造項目l 位于巴基斯坦西部，靠近阿富汗塔利班控制區，安全形勢緊張l 山高路遠，地形地貌條件復雜，人工野外實測困難l 谷歌地球數據陳舊，

4、不符合現狀Google Earth（32.134，70.781）GF-2（32.134，70.781）公路勘察設計方案地形圖生產修建立交與現狀不符嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P10圖例水系計曲線首曲線舊路居民地公路勘察設計方案地形圖生產 15天完成1.2萬 km2影像與DEM采集、1:1萬大比例尺數字地形圖生產 平面精度達0.8m，高程精度達5m可用于方案研究與工可編制1:1萬數字地形圖高分二號影像DEM（資源三號生成）解解決決了了海海外外工工程程項項目目基基礎礎資資料料匱匱乏乏的的難難題題嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁

5、復制嚴禁復制P11 公路勘察設計方案公路選線輔助決策 1、避免不良地質對山區公路建設及運營造成危害，便于評估公路走廊帶內不良地質帶來的危險性和風險性。2、傳統勘察方法耗時長、成本高，使用遙感圖像進行不良地質調查，快速宏觀，已有多年的應用基礎?？山鉀Q問題不良地質分類滑坡崩塌泥石流嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P12案例：云南都香高速沿線不良地質判識公路勘察設計方案公路選線輔助決策召回率范圍精度位置精度準確度精確度F182.6967.45 99.5786.0993.9887.97云南都香地區測試樣本庫不良地質自動判識測試精度可達86%不良地質判識實驗數據情

6、況都香高速沿線不良地質自動判識部分檢測結果嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P13交通運輸部2020年自然災害綜合風險普查（交通專項試點）公路勘察設計方案公路選線輔助決策嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P14 公路勘察設計方案高分+BIM應用 1、統一各種數據的坐標系2、融合高分處理得到的地形和BIM模型?？山鉀Q問題高分+BIM融合技術嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P15中國路橋中交海外事業部中交公規院中咨集團海外事業部中咨橋隧分公司華景公司中交新加坡分公司 新加坡樟宜機場

7、尼泊爾東特萊河道整治工程 柬埔寨金港高速改線 馬達加斯加5A國道 羅馬尼亞A3 喀麥隆克里比深水港 蒙內鐵路 馬普托大橋 加納特碼港推廣單位推廣項目公路勘察設計應用推廣嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P16勘察設計建設管理運營養護高分交通行業應用案例嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P17征地拆遷基于目標檢測的征地拆遷監測技術1、實現征地拆遷的大范圍監測，比人工核查更加節省成本。2、精準、高效統計征拆對象的面積、數量、空間位置以及面積等。3、反映動態變化，準確監測紅線內的征拆對象是否拆除以及是否多拆等。形象進度工程形

8、象進度監測技術1、對道路全線可周期性同時監測，比人工核查更加節省成本。2、算法能夠準確識別路面、路基、橋梁等，實現了自動化提取。建設管理高分方案嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P18 建設管理高分方案征地拆遷 1、解決了現場核查工作量大的問題。2、有助于判別是否存在房屋加蓋、農田林地加種等現象?？山鉀Q問題征地拆遷監測對象征地拆遷的房屋經濟林地農田嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P19案例：都香高速征地拆遷核查 利用高分影像進行監測，快速檢測房屋搭建與拆除進展建設管理高分方案征地拆遷2019年3月13日2019年3月

9、13日2019年4月2日2019年4月2日嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P20 建設管理高分方案形象進度監測 1、工程管理者系統全面掌握工程進度，保證了形象進度監測的時效性和全面性。2、解決了實地踏勘難的問題?？山鉀Q問題形象進度監測對象路基路面橋梁嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P21案例一：橋梁施工進度監測基于GF-2，利用深度學習算法實現了橋墩的自動提取，可快速監測橋墩建設數量。建設管理高分方案形象進度監測嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P22建設管理高分方案形象進度監

10、測案例二：路基路面施工進度監測2017年3月2018年12月主線收費站施工狀態2017年9月2018年12月永豐樞紐主線橋施工狀態 基于高分2號影像對都香高速云南昭通段主線收費站2017年3月至2018年12月期間的建設進度情況進行監測：（1）主線收費站，已開始鋪裝面層。（2）永豐樞紐主線橋，已開始施工，目前已可清晰看見匝道輪廓。嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P23中咨集團在發達國家的第一個項目，高分交通數據中心提供了新加坡機場多期影像，輔助新加坡樟宜機場改擴建項目方案設計，協助機場選址條件篩選，提高選址與規劃水平，監控機場擴建施工進度，為機場規劃、機

11、場擴建建設和綠色安全運營提供輔助信息，具有顯著的社會效益和經濟效益。案例三：新加坡樟宜機場影像數據服務建設管理高分方案形象進度監測嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P24全國省界收費站撤站都香高速揚州港區中航寶勝碼頭武漢陽邏碼頭新加坡樟宜機場在在公公路路、鐵鐵路路、港港口口、機機場場四四類類業業務務領領域域應應用用建設管理高分方案嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P25勘察設計建設管理運營養護高分交通行業應用案例嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P26違章監測1、高分遙感機場凈空區

12、障礙物智能監測技術2、高分遙感水域違建碼頭、交通用地動態監測技術1、可對障礙物大范圍監測，比人工核查更加高效。2、不存在限飛監測等約束，比無人機監測更節省成本。資產普查1、道路網核查與更新技術2、道路屬性信息提取技術3、公路樁號自動匹配技術1、大范圍路網核查，比人工手持GPS核查效率高、精度高。2、路網核查數據客觀，避免了核查上報數據錯漏與不實。3、量化的數字化核查結果，提高監管水平。自動提取新路網原先已有舊路網路網提取與快速核查高分交通行業應用案例嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P27運營管理方案違章監測 1、解決機場障礙物人工監測效率低、涉及相關管理

13、單位多、手續繁瑣等問題。2、解決內河水域非法運輸碼頭人工排查難度大、易漏檢、拆除過程監測難等問題。3、解決交通用地人工監測效率低、測量工作量大、拆除過程監測難等問題?？山鉀Q問題違章監測對象機場凈空障礙物違建碼頭交通用地嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P28技術流程高分遙感水域違建碼頭、交通用地動態監測技術運營管理方案違章監測GF-6GF-2GF-1違建設施提取動態監測拆除過程技術優勢1、可大范圍監測違建情況，提高排查效率。2、降低人工排查的漏檢率和執行難度。2013.3.252013.10.112019.9.92016.11.3不同時期遙感影像處理監督分

14、類算法對地物屬性分類提取嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P29運營管理方案違章監測案例：北京懷柔區交通用地違建監測p 基于高分影像與現場核查數據發現，懷柔區安壩村存在施工建筑非法侵占道路控制區的情況。在道路左側離路最近的臨時建筑物非法侵入控制區13.2m。p 經過實地調查與量測，該地臨時建筑物非法侵入控制區約14.5m，利用高分影像進行道路侵占情況的監測精度達91%。嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P30 運營管理方案資產普查 可解決問題資產普查對象1、基于高分影像，可輔助核查道路附屬設施（如服務區、加油站、收費站

15、、廣告牌等），全面了解公路路產分布情況，彌補傳統人工核查耗時耗力的不足之處。2、基于高分影像底圖分層疊加路產信息，形成以高速公路、普通國省干線為中心的公路路產數據庫，做到精細化普查、可視化管理。嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P31案例：道路附屬設施普查昌平鎮沙河鎮回龍觀鎮西三旗收費站清河收費站清河北收費站北安河收費站沙河收費站科技園收費站小湯山收費站G6G6百葛服務區服務區加油站加油站京藏高速（G6）百葛服務區附近加油站加油站約10m廣告牌基于高分影像，可輔助核查道路附屬設施（如服務區、加油站、收費站、廣告牌等），全面了解公路路產分布情況，彌補傳統人工

16、核查耗時耗力的不足之處基于高分影像底圖分層疊加路產信息，形成以高速公路、普通國省干線為中心的公路路產數據庫，做到精細化普查、可視化管理運營管理方案資產普查嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P32道路勘察設計輔助決策復雜困難地區地形圖獲取高分遙感技術在交通行業中的應用場景-小結基礎設施建設進度監測基礎設施沉降監測航道圖岸線快速更新海上溢油災害監測重大事件的交通保障災后評估與應急交通資產普查鄉村規劃嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P33大綱高分辨率遙感衛星能為交通作什么人工智能+遙感影像能開展哪些交通應用交通基礎設施全生

17、命期一張圖的數字底座未來發展與展望嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P34基于深度學習的農村公路網變化自動檢測與更新技術關鍵技術1 E-WGAN模型海量樣本制作提取路網上報路網路網核查緩沖區分析人工智能+遙感衛星路網提取上報路網線型錯誤核查上報路網線型缺失核查 全國農村公路總里程446.6萬公里 傳統人工巡察、上報數據效率低 報表信息更新慢、錯誤率高 刪除失真、占用、廢棄等道路 剔除重復道路 自動化增補符合入庫條件的農村公路實現農村公路管理的效率和準確性大幅提升嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P35 已有方法局部區域

18、精度高，項目級大范圍不適用。人工智能+遙感衛星路網提取基于深度學習的農村公路網變化自動檢測與更新技術關鍵技術1 精度 15.1%42.1%74.8%68.7%82.3%黃線為提取正確結果紅線為提取遺漏結果藍線為提取錯誤結果嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P36高分遙感公路路面類型提取技術關鍵技術2 眾數分析路面材質反射率曲線波段敏感性分析融合瀝青路面土路路面水泥路面 農村公路路面建設進度監測 上報數據與實際情況不一致 路面硬化現場核查難度大支撐不同等級的公路路面核查、養護檢查大范圍公路路面類型識別與核查效率提升30%人工智能+遙感衛星路面類型提取嚴禁復制

19、嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P3737道路（條）識別結果召回率瀝青道路水泥道路土路道路總計實際結果瀝青道路681428480.95%水泥道路7931311382.30%土路道路08667489.19%總計7511581271 精確率（P）90.67%80.87%81.48%84.34%總體精度OA=84.15%Kappa系數：0.758高分遙感公路路面類型提取技術關鍵技術2 在本研究之前，國內外未見“在路面類型識別中，針對GF-6 WFV數據光譜信息豐富但空間分辨率較低，構建了光譜解混的方法，實現了GF-6 WFV數據和高空間分辨率GF-2數據的互補融合”方

20、面的文獻報道。人工結果算法識別結果人工智能+遙感衛星路面類型提取嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P38基于坐標反算的公路樁號自動匹配技術關鍵技術3 任意點樁號方程：任意一點樁號=起點樁號+前段幾何長度路段幾何長度 終點樁號 起點樁號 處理前處理后預處理路網匹配路網融合樁號匹配與標繪 交通行業以樁號為“坐標”原始數據變化檢測法緩沖區加權法樁號差平均值(m)4037 20 樁號差50m以下數量1858.1%1961.3%2890.3%樁號每百米間距差平均值（m）3.675 3.834 3.361 間距差10m以下數量2890%2890%2787%樁號方程Y=

21、0.979*x+249.645Y=0.980*x+249.648 Y=0.983*x+249.668緩沖區重疊相似度、距離相似度、方向相似度、交點相似度人工智能+遙感衛星樁號配準嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P39大綱高分辨率遙感衛星能為智慧交通作什么人工智能+遙感影像能開展哪些交通應用交通基礎設施全生命期一張圖的數字底座未來發展與展望嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P40高分交通一張圖的定義技術角度以高分辨率遙感影像為基礎，匯聚交通基礎數據、專題數據、數字高程模型、BIM等數據，融合大數據、物聯網、人工智能等前

22、沿技術，依托統一標準、統一接口以及開放架構，構建的綜合交通時空大數據管理平臺及行業治理與分析決策平臺。以實現對交通運輸規劃設計、建設運營、養護運維等領域的綜合應用與服務。建立在時空坐標框架上的綜合交通數據管理平臺高分交通一張圖面向行業的綜合交通應用治理和分析決策平臺應用角度嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P41匯聚共享高效管理分析應用u 空間信息數據u 交通行業數據u 其他行業數據u 專題數據查詢與統計u 空間數據查詢與統計u 數據資源管理高分交通一張圖三大功能u 路網分析與資產管理u 道路提取與狀況監測u 公路災害監測與預警u 輔助公路規劃與設計u 基

23、礎設施建設進度監測嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P42u空空間間信信息息數數據據交通應急信息u 行行業業內內數數據據u 行行業業外外數數據據高分衛星航拍傾斜攝影北斗導航DEM路網數據高清視頻GIS地圖數據交通應急信息附屬設施數據物流狀態數據個人出行信息交通仿真數據ETC數據氣象數據行政執法數據公安交警數據國土規劃數據水文數據地質數據全行業數據匯聚嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P43n BIM（項目相關）n 傾斜攝影（項目相關）n 三區三線（項目相關）n 交通專題數據（項目相關）高分交通一張圖平臺已覆蓋全國100

24、%區域，數據累計35TBn 高分一號遙感影像（全國）n 高分二號遙感影像（全國）n DEM數據（全國30米、12.5米）n 路網數據（全國）n 行政區劃、注記（國省縣鄉）全區域數據覆蓋嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P44高分一張圖平臺優勢數據來源：國產高分衛星數據鏈路：專線直連中國資源衛星應用中心數據存儲：本地化專用數據中心存儲核心技術：自主知識產權遙感影像更新：人工智能自動化更新遙感影像交通數據提?。簷C器學習方式更新行業數據外部數據挖掘：大數據技術對外部數據進行挖掘、清洗標準化建設：與國防科工一致的標準化工具鏈組件化開發：功能模塊組件化封裝高并發服務

25、：面向交通行業提供高性能、高可用、高可擴展應用高分交通一張圖平臺代表中交集團唯一入選國資委“十大國有企業數字技術成果”2021年第四屆數字中國峰會嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P45大綱高分辨率遙感衛星能為交通作什么人工智能+遙感影像能開展哪些交通應用交通基礎設施全生命期一張圖的數字底座未來發展與展望嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P46展望一：構建全國交通基礎設施一張圖融合天-空-地多源數據，構建全國公路基礎設施一張圖高分遙感無人機傾斜攝影BIM建模LiDAR點云嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制

26、嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P47展望一：構建全國交通基礎設施一張圖路網路基路面橋梁隧道附屬設施路網、路基、路面、橋梁、隧道、附屬設施等路產數據矢量化處理為全國公路基礎設施一張圖提供路產基礎數據嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P48展望一：構建全國交通基礎設施一張圖K54+000K54+166K54+046全國交通基礎設施一張圖功能目標展望公路資產二三維可視化管理道路病害二三維可視化管理養護運維一張圖智能輔助決策嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P49展望二：高分遙感技術深度推廣應用遙感精度不斷提高輔助資產狀況與道路病害監測新一代甚高分辨率遙感衛星全色分辨率0.3米多光譜分辨率1.2米多光譜溫度場監測提升養護管理決策水平與效率多光譜地表溫度反演構建全國大范圍路網熱普一張圖數據融合與貫通支撐建管養全周期精細化管理一張圖全要素信息融合貫穿建管養全生命周期要素時空關聯嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制P50Thank You All嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制嚴禁復制