宋关福解读AI GIS“三部曲”

发布时间:2020 年 01 月 02 日  
导读:AI GIS是什么?业内曾认为它就是GeoAI,即融合A I的空间分析与处理技术。然而在需求不断推进技术发展的今天,AI GIS的内涵进一步增多。宋关福对AI GIS“三部曲”GeoAI、AI for GIS、GIS for AI逐一展开了解读。

  大数据、物联网、人工智能、区块链、5G……不断涌现的新技术,为人们的生产、生活带去了更多可能。其中,凭借着独特的“智慧”,人工智能已然成为各行各业研究的新趋势,成为众多领域的新推力。

  地理信息领域亦是如此。人工智能技术与GIS的技术融合,能产生出1+1>2的效果,未来拥有广阔的应用空间。

  2018年,超图在数据挖掘、自然语言处理和计算机视觉等三个方向上,对AI GIS进行了一定的探索。2019年,超图进一步加深了在AI GIS领域的研发力度,推出了AI GIS技术体系,为用户带去了更加先进、更加智能化的解决方案。2019 GIS 软件技术大会上,超图集团总裁宋关福介绍了超图在人工智能GIS方面的最新进展。

  融入AI的GIS

  1956年8月,在美国汉诺斯小镇宁静的达特茅斯学院中,众多科学家聚集于此。大家为会议讨论的内容起了一个名字:人工智能。因此,1956年也就成为了人工智能元年。

  基于当时的生产发展水平,人们发现,人工智能虽然美好,但实现起来确实有很多技术挑战,20世纪70年代,人工智能进入到低谷。

  1980年,机器学习的出现,使得人工智能回到了人们的视线中。进入21世纪之后,深度学习出现,这项技术使得人工智能再一次被广为探讨和应用,特别是广为人知的AlphaGO打败人类围棋选手事件,将人工智能概念传播推向了新的高度,并把热度延续到了今天。

  “人工智能成为当今最热门的技术,是经济和科技双重发展的结果。”宋关福说,如今,AI技术已经应用于众多领域,正在给人们的生产生活带来巨大变革。“AI的核心价值是什么?如果说工业革命核心价值是解放人类重复的体力劳动,那么人工智能就是解放了人类重复的脑力劳动。”

  2018年,超图就推出了一些AI GIS功能和应用。2019 GIS 软件技术大会上,超图正式发布了新产品——SuperMap GIS 10i,在该产品中增加了更多人工智能的算法和功能支持。超图提出的GIS软件技术体系也在原来“CCTB”四大技术体系(大数据GIS技术体系、新一代三维GIS技术体系、云原生GIS技术体系和跨平台GIS技术体系)的基础上,新增了人工智能GIS技术体系,进化成为“BitCC”五大技术体系。

  解读AI GIS“三部曲”

  AI GIS是什么?业内曾认为它就是GeoAI,即融合AI的空间分析与处理技术。然而在需求不断推进技术发展的今天,AI GIS的内涵进一步增多。宋关福对AI GIS“三部

  曲”GeoAI、AI for GIS、GIS for AI逐一展开了解读。

  第一,GeoAI。

  当AI与GIS“联姻”,GeoAI就此“诞生”。GeoAI是GIS与AI充分结合的产物,是充分融合AI的空间分析与处理算法。随着空间统计学、空间机器学习、空间深度学习的不断发展进化,各种分析算子不断提出,正在帮助人们解决越来越多的应用问题。

  比如空间热点分析、空间密度聚类分析、基于森林的回归分析,可以帮助人们进行商业热点区域探查、住宅小区集聚情况分析、以及城市不同区域的房产价格推测。空间深度学习算子主要聚焦影像数据分析,提供目标检测、场景分类、二元分类、地物分类等功能,可用于影像建筑物、道路提取、土地利用分类、局部气候分区等应用,可广泛应用于城市规划、气象建模等领域。

  宋关福介绍,机器学习应用一般包括数据准备、模型构建、模型应用三个主要过程,超图AI GIS可以为用户提供完整的AI模型构建流程工具,更好地满足不同用户场景的AI应用需求。

  第二,AI for GIS。

  在AI赋能GIS (AI for GIS)方面,宋关福用一系列AI应用做了精彩展示。比如利用AI进行空间数据属性采集,可迅速帮助城市管理人员完成对违章停车、小广告、乱堆物料、城市部件等信息的智能化采集,实时识别目标,高效采集数据,简化人工输入。

  工作人员借助一台手机,装载一个二三维一体化移动GIS APP——SuperMap iTablet,即可完成室内便捷测图,其背后是视觉融合惯导定位技术作为支撑,也是AI和AR与GIS结合的产物。语音AI操控、智能识别手势骨骼,更是可以达到“声”控和“身”控的效果。这一切的应用都基于AI技术,不断增强和完善GIS软件功能。

  第三,GIS for AI。

  GIS也在持续赋能AI。将AI识别结果在GIS中进一步处理与分析,可以带来很多新型应用。例如,结合了地理围栏实时告警技术和AI识别的交通流量监控,可用于交通数据监控、城管执法信息可视化,同时还可用于案件追踪、套牌车辆识别等各种应用。

  AI GIS不仅已经有了一些初步的应用,其技术体系也初具形态,如上图所示。

  未来AI GIS会怎样发展?宋关福展示了一条Gartner AI光环曲线:横轴是成熟度,纵轴是显现度。他介绍,语音识别是最成熟的,自然语言处理和计算机视觉还在低谷期,机器学习和深度学习正在从过热期走向低谷期。此外,AI PaaS、边缘AI、通用AI等技术还处于萌芽期,正在不断的发展和探索中。如下图所示。

  宋关福解释,图中绿框内的技术跟GIS已经初步结合,构建了AI GIS的框架。未来AI GIS的发展还需要蓝框内的技术与GIS的进一步结合,“相信会产生更多的想像空间。”

  尽管发展了几十年,但AI目前的应用还是聚焦具体问题,属于弱人工智能(Narrow AI),即针对特定问题场景进行AI算法设计和模型训练应用。未来,AI要向着通用人工智能(Artficial General Intelligence,AGI)方向发展。

  “未来也许会产生一种新的通用AI模型和方法,来丰富AI GIS的解决方案。”宋关福说,“AI的路还很长,它还需要进一步发展,AI GIS进化地理智慧才刚刚拉开序幕,精彩尽在未来。”

版权所有© 1997-2019 中国科学院地理信息产业发展中心 《超图通讯》编辑部