時間:2022年03月04日 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
摘要:遙感大數(shù)據(jù)對交通行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,并在交通規(guī)劃、建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)等方面起到了積極的推動作用。首先介紹了交通遙感大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵及特征,并概述了遙感大數(shù)據(jù)在公路交通領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀;之后結(jié)合近幾年交通運(yùn)輸業(yè)務(wù)部門基于遙感大數(shù)據(jù)開展的相關(guān)工作,重點(diǎn)介紹了遙感大數(shù)據(jù)在公路災(zāi)毀智能提取分析、公路建設(shè)與規(guī)劃分析、公路智慧養(yǎng)護(hù)個方向的典型應(yīng)用;最后對交通遙感大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢和未來前景做出展望。
關(guān)鍵詞:遙感大數(shù)據(jù);交通;公路災(zāi)害;公路建設(shè)規(guī)劃;公路養(yǎng)護(hù)
引言
隨著對地觀測技術(shù)的不斷進(jìn)步,遙感數(shù)據(jù)空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率以及輻射分辨率不斷提高,從多源立體觀測平臺獲取的遙感數(shù)據(jù)量急劇增加,直接觸發(fā)了遙感數(shù)據(jù)的多源化和海量化,遙感信息提取技術(shù)智能化水平和精準(zhǔn)度也逐漸提升,遙感數(shù)據(jù)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代[12]。目前,遙感大數(shù)據(jù)在環(huán)境、水利、城鄉(xiāng)規(guī)劃、海洋等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟[37]。
交通運(yùn)輸業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一,是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本和先決條件,對整個社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率起著至關(guān)重要的作用。遙感技術(shù)在數(shù)據(jù)分辨率、數(shù)據(jù)數(shù)量、數(shù)據(jù)獲取效率等方面較傳統(tǒng)方法具有明顯優(yōu)勢,已經(jīng)在公路、鐵路、水運(yùn)、航運(yùn)、管道等交通業(yè)務(wù)領(lǐng)域得到了不同程度的應(yīng)用,有效地解決了傳統(tǒng)交通行業(yè)建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)過程中存在的信息采集覆蓋面窄、效率低、成本高、數(shù)據(jù)更新緩慢、數(shù)據(jù)資源共享程度弱等問題[810]。伴隨著遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入,交通遙感大數(shù)據(jù)也逐漸成為交通運(yùn)輸行業(yè)的重要發(fā)展方向,為“交通強(qiáng)國”建設(shè)提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。
1交通遙感大數(shù)據(jù)概述及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1交通遙感大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵
交通遙感是指使用可見光、熱紅外和微波等多源遙感數(shù)據(jù),通過目視判讀、計(jì)算機(jī)自動提取和反演等多種分析手段,進(jìn)行交通線路和交通基礎(chǔ)設(shè)施的提取與變化檢測,并對交通沿線的地形、環(huán)境、災(zāi)害信息進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,并與地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem,GIS)和導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合,為交通規(guī)劃、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、管理等業(yè)務(wù)提供信息化技術(shù)支持的學(xué)科[11]。
遙感技術(shù)的應(yīng)用貫穿交通勘察規(guī)劃、建設(shè)施工、設(shè)施養(yǎng)護(hù)和運(yùn)營管理的各個階段,每個階段都涉及與其他學(xué)科的交叉融合,體現(xiàn)了交通遙感的綜合性特點(diǎn)。而且公路、鐵路、水運(yùn)、航空、管道等不同的交通業(yè)務(wù)領(lǐng)域又有其各自的特點(diǎn),這就使得交通遙感的分析和應(yīng)用更具復(fù)雜性[10]。
相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù),遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用于交通領(lǐng)域能大量反映交通領(lǐng)域相關(guān)要素的數(shù)量及空間結(jié)構(gòu),具有客觀性、連續(xù)性、時效性、精確性、全樣本和動態(tài)性等優(yōu)勢,能更加凸顯其時空動態(tài)特征。遙感大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)以更高的時間分辨率和空間分辨率,為人們定量、客觀、便捷地理解交通及其行為提供了新的手段。交通遙感大數(shù)據(jù)主要包括交通遙感影像產(chǎn)品、交通遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)產(chǎn)品、交通業(yè)務(wù)現(xiàn)場觀測與測量數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)四大類數(shù)據(jù)及產(chǎn)品。
交通遙感影像產(chǎn)品主要包括衛(wèi)星、機(jī)載、地基等遙感影像數(shù)據(jù)等,為交通相關(guān)應(yīng)用提供基本的遙感影像底圖;交通遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)產(chǎn)品主要包括交通基礎(chǔ)信息遙感監(jiān)測、交通環(huán)境信息監(jiān)測、交通災(zāi)害信息監(jiān)測產(chǎn)品等,為交通專題應(yīng)用提供專題地圖產(chǎn)品;交通業(yè)務(wù)現(xiàn)場觀測與測量數(shù)據(jù)主要包括交通終端設(shè)備傳感器采集數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)、訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)、解譯規(guī)則集數(shù)據(jù)等,為交通相關(guān)應(yīng)用提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)及樣本數(shù)據(jù);基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、地質(zhì)地貌數(shù)據(jù)等,為交通相關(guān)應(yīng)用提供基本信息底圖。
1.2交通遙感大數(shù)據(jù)的特征
交通遙感大數(shù)據(jù)在具備遙感大數(shù)據(jù)特征[12]的同時,還具有一定的特殊性。客觀性。交通遙感大數(shù)據(jù)的獲取不受人為因素的干擾,可以對交通設(shè)施、交通工具的空間分布和運(yùn)營狀態(tài)、路域和航道周圍環(huán)境以及交通事件的發(fā)展過程提供客觀的評價。交通遙感大數(shù)據(jù)的客觀性對于交通路網(wǎng)現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)評估、交通行業(yè)監(jiān)管等具有重要意義。
多源性。不同交通業(yè)務(wù)對遙感數(shù)據(jù)的需求不同,交通遙感是對大氣環(huán)境、地表信息及地下管道等多個層次的立體觀測。交通遙感大數(shù)據(jù)的獲取平臺包括航天、航空、地基等類型,傳感器波段涉及可見光、紅外、微波,另外還包括物探、測繪等實(shí)測數(shù)據(jù),以及手持終端設(shè)備采集的交通業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù),具備典型的多源性特征。
現(xiàn)勢性。隨著全球?qū)Φ赜^測體系和地面交通傳感網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不斷完善,交通遙感大數(shù)據(jù)獲取和傳輸?shù)臏?zhǔn)實(shí)時性大幅提升,在交通災(zāi)害事故應(yīng)急搜救中,可以及時獲取目標(biāo)對象的最新數(shù)據(jù)和事故的周邊態(tài)勢,制定合理有效的救援方案。
海量性。交通系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng),涉及人、車、路、環(huán)境等各種信息,其數(shù)據(jù)量大、包含的信息多,具有海量數(shù)據(jù)特征[11]。受觀測對象的限制,相對于其他行業(yè),交通行業(yè)對高空間分辨率遙感影像的需求更為迫切,如農(nóng)村公路屬性信息提取、車輛和船舶等交通工具類型識別、道路破損狀況監(jiān)測等都離不開高分遙感數(shù)據(jù)的支撐。同時,隨著遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用的逐漸深入,遙感技術(shù)對交通信息提取和分析的全面性、時效性和精準(zhǔn)性要求也逐步提升。這些因素決定了交通遙感必將面臨海量大數(shù)據(jù)信息存儲、處理和分析的挑戰(zhàn)。
1.3公路交通領(lǐng)域遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀
在公路交通領(lǐng)域,公路勘察、路網(wǎng)分布調(diào)查、公路災(zāi)害監(jiān)測與道路損毀評估是較早引入了遙感大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的業(yè)務(wù)方向,也是目前交通遙感較為典型的幾個應(yīng)用方向。同時,隨著遙感影像空間分辨率的不斷提高,基于遙感大數(shù)據(jù)的公路建設(shè)監(jiān)管和公路智慧養(yǎng)護(hù)也逐漸成為技術(shù)研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用的熱點(diǎn)。
1.3.1國內(nèi)公路交通遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀
遙感技術(shù)在我國公路勘察中的應(yīng)用起步較早,遙感大數(shù)據(jù)在我國高寒高海拔地區(qū)、西部復(fù)雜山區(qū)和東部丘陵區(qū)重要公路的勘察、選線工作中發(fā)揮了不可替代的作用[1316]。2005年我國推出了由中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院編制的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程地質(zhì)遙感勘察規(guī)范》(JTC/TC21012005)[17],明確了包含航空、航天遙感資料及其他資料的遙感大數(shù)據(jù)信息在路線方案的勘察設(shè)計(jì)、重大工程選址中的重要作用。
遙感大數(shù)據(jù)分析為路網(wǎng)監(jiān)測提供了全新的技術(shù)方法,實(shí)現(xiàn)了大面積路網(wǎng)的道路軌跡分布、路面寬度和路面材質(zhì)的快速和客觀統(tǒng)計(jì),改變了傳統(tǒng)交通運(yùn)輸行業(yè)路網(wǎng)信息人工調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的工作模式。國內(nèi)外學(xué)者很早便開始了基于衛(wèi)星遙感影像的道路屬性信息提取研究[1820],為遙感技術(shù)在交通路網(wǎng)調(diào)查與核查業(yè)務(wù)中的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。2015年,湖南省交通運(yùn)輸廳聯(lián)合中國交通通信信息中心在全國率先引入了高分遙感技術(shù),運(yùn)用高分遙感路網(wǎng)提取技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析手段,對全省19萬千米農(nóng)村公路進(jìn)行了“放大鏡”式的全覆蓋檢測,并建成了遙感農(nóng)村公路數(shù)據(jù)庫和綜合管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對全省農(nóng)村公路全面、精準(zhǔn)的管理21。
截至202年底,遙感路網(wǎng)核查技術(shù)已經(jīng)在湖南省、貴州省、四川省、陜西省、廣東省、云南省、安徽省、江西省、廣西壯族自治區(qū)等多個省份得到了推廣應(yīng)用。20多年來,在應(yīng)對特大水災(zāi)、雪災(zāi)凍害、地震、滑坡等自然災(zāi)害的過程中,衛(wèi)星、航空、無人機(jī)等高分辨率遙感技術(shù)在道路損毀評估中發(fā)揮了巨大的作用,遙感技術(shù)已成為當(dāng)前災(zāi)害調(diào)查和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估不可或缺的重要技術(shù)。
2008年“5·12”汶川地震發(fā)生后,相關(guān)單位和廣大的科研工作者利用航空、航天遙感影像數(shù)據(jù)開展了四川省道路工程沿線地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查工作,調(diào)查了都汶高速公路地震次生山地災(zāi)害的類型、災(zāi)害特征、分布區(qū)域及分布規(guī)律,為后期次生災(zāi)害的防治提供了很好的依據(jù)[2。
另外,在玉樹地震、舟曲泥石流、九寨溝地震以及長江流域洪水特大自然災(zāi)害的應(yīng)急救援和公路災(zāi)毀評估工作中,通過遙感大數(shù)據(jù)分析技術(shù)及時獲取滑坡區(qū)域面積和災(zāi)毀道路長度等重要信息,為交通部門搶險(xiǎn)救災(zāi)和災(zāi)后恢復(fù)重建提供了數(shù)據(jù)支撐。 遙感大數(shù)據(jù)在公路建設(shè)監(jiān)管和道路養(yǎng)護(hù)方向的應(yīng)用是交通遙感的新熱點(diǎn)。早期主要使用中低分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),對高速公路建設(shè)項(xiàng)目施工前、施工期、竣工后的建設(shè)項(xiàng)目臨時占地和恢復(fù)狀況進(jìn)行監(jiān)測和分析[2。
目前,隨著國內(nèi)外亞米級衛(wèi)星及無人機(jī)影像獲取技術(shù)的推廣應(yīng)用,施工現(xiàn)場的細(xì)節(jié)信息提取已經(jīng)得到了較好的解決,遙感大數(shù)據(jù)被逐步引入大型交通工程建設(shè)進(jìn)度監(jiān)管業(yè)務(wù)中。我國目前已由大規(guī)模交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段過渡到了養(yǎng)護(hù)管理階段,對智慧化養(yǎng)護(hù)的需求越來越迫切,遙感大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用具有非常重要的意義。高光譜遙感衛(wèi)星影像空間分辨率的提升、航空無人機(jī)和地面遙感檢測設(shè)備的輔助使用,以及道路健康狀況遙感檢測光譜特征和理論模型研究[2的不斷深入,為遙感大數(shù)據(jù)在道路養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用和推廣提供了基礎(chǔ)。
1.3.2國外公路交通遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀
發(fā)達(dá)國家(如美國、德國、加拿大、英國、日本、澳大利亞等國)從20世紀(jì)80年代開始大力推廣遙感與空間信息技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著國外遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,光學(xué)、高光譜、雷達(dá)、激光測高、重力等多類型衛(wèi)星遙感體系已形成,遙感技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用深度和廣度也得到了極大的提高。例如,美國交通部提出了“商業(yè)遙感與空間信息計(jì)劃(CommercialRemoteSensing&SpatialInformationTechnologiesProgram)”,該計(jì)劃包括運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)局、智能交通系統(tǒng)聯(lián)合計(jì)劃辦公室、研究發(fā)展和技術(shù)辦公室、導(dǎo)航定位授時與頻譜管理中心、交通安全研究所、沃爾普國家運(yùn)輸系統(tǒng)中心個機(jī)構(gòu)。
目前,高分衛(wèi)星、無人機(jī)、三維激光掃描(ightdetectionandranging,LiDAR)、地基雷達(dá)、探地雷達(dá)等多源遙感數(shù)據(jù)已在美國等發(fā)達(dá)國家的交通設(shè)施建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境評估以及公路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估與應(yīng)急救援等領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用與推廣。阿肯色大學(xué)的Coffman等人[2在麥克-布萊克威爾鄉(xiāng)村運(yùn)輸中心項(xiàng)目中,利用激光雷達(dá)三維建模和地基合成孔徑雷達(dá)干涉測量(interferometricsyntheticapertureradar,InSAR)技術(shù),對公路建設(shè)粘土材料進(jìn)行持續(xù)觀測,詳細(xì)分析了粘土材料的收縮膨脹特征。
美國北達(dá)科他州立大學(xué)的Bridgelall等人[2利用搭載在無人機(jī)上的高光譜成像儀,開展了涵蓋道路擁堵預(yù)測、鐵路運(yùn)行狀況監(jiān)測和管道風(fēng)險(xiǎn)管理的交通系統(tǒng)多式聯(lián)運(yùn)遙感研究,為交通模型參數(shù)的獲取與定期更新提供了一種低成本的技術(shù)手段,體現(xiàn)了遙感技術(shù)在交通多式聯(lián)運(yùn)分析與安全管理應(yīng)用中的巨大潛力。密歇根理工大學(xué)的Wolf等人[2利用InSAR、LiDAR和三維攝影測量等遙感技術(shù),針對密歇根州底特律10高速公路、內(nèi)華達(dá)州鐵路走廊、阿拉斯加管道走廊和實(shí)驗(yàn)室縮放模型等幾個研究場景,開展交通設(shè)施沿線巖土資產(chǎn)監(jiān)測,為交通部門的巖土資產(chǎn)管理決策提供技術(shù)支撐。
遙感技術(shù)在國外公路、橋梁、邊坡養(yǎng)護(hù)中也發(fā)揮了積極的作用。美國交通部聯(lián)邦公路管理局使用LiDAR數(shù)據(jù)、圖像處理算法和GPS/GIS技術(shù),長期監(jiān)測路面裂縫和破損狀況,包括瀝青路面裂縫自動分類驗(yàn)證、混凝土道路檢測、移動激光雷達(dá)路面標(biāo)記反射率狀況評估等。
多種傳感設(shè)備和遙感分析技術(shù)的使用為橋梁養(yǎng)護(hù)提供了更好的安全保障,密歇根州運(yùn)輸部汽車研究中心聯(lián)合密歇根理工大學(xué),綜合使用三維全景攝影測量、熱紅外成像、LiDAR、數(shù)字圖像相關(guān)法(digitalimagecorrelation,DIC)、探地雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)(syntheticapertureradar,SAR)、無人機(jī)與衛(wèi)星多光譜影像等遙感數(shù)據(jù),對橋梁變形、橋面鋪裝裂縫、坑洞、龜裂等橋梁病害進(jìn)行了全面的檢測,證明了遙感技術(shù)在橋梁養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用價值;俄勒岡州交通部研究中心和俄勒岡州交通研究與教育協(xié)會(OTREC)的工作人員利用地面和機(jī)載的三維激光掃描設(shè)備對俄勒岡州的101號高速公路和美國20先鋒-埃迪維爾高速公路沿線進(jìn)行邊坡的持續(xù)監(jiān)測,并構(gòu)建了同步變化檢測模型,實(shí)現(xiàn)了道路沿線災(zāi)害隱患點(diǎn)的快速高效排查,為交通設(shè)施養(yǎng)護(hù)和區(qū)域未來工礦業(yè)的發(fā)展提供了安全保障30。
交通設(shè)施沿線的環(huán)境監(jiān)測與評估是遙感技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一,遙感技術(shù)已成為各個國家開展公路沿線植被覆蓋、徑流分布、水土流失監(jiān)測以及交通環(huán)境評估業(yè)務(wù)的重要手段。遙感數(shù)據(jù)也是全球范圍內(nèi)地震、海嘯、颶風(fēng)、臺風(fēng)等重大自然災(zāi)害以及公路沿線局部范圍內(nèi)滑坡、泥石流、崩塌等次生地質(zhì)災(zāi)害損毀信息獲取的重要數(shù)據(jù)源,美國、德國、加拿大、日本、韓國等國家的陸地、海洋、氣象系列衛(wèi)星都在本國交通災(zāi)害損毀評估和應(yīng)急救援工作中發(fā)揮了不可替代的作用。
2遙感大數(shù)據(jù)在公路交通中的典型應(yīng)用
公路及其附屬設(shè)施在遙感數(shù)據(jù)中表現(xiàn)為長條形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并因建設(shè)材質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)和時間的不同,體現(xiàn)為不同的光譜特征和紋理特征。形狀方面,平原地區(qū)的公路偏平直,山區(qū)地區(qū)的公路多彎曲迂回。同時,公路覆蓋平原、丘陵、山地等不同地區(qū),且容易受建筑物、行道樹等地物的遮擋,體現(xiàn)出多樣性的特征。公路在遙感數(shù)據(jù)中的多樣性客觀上增加了遙感大數(shù)據(jù)在公路交通中的應(yīng)用難度。為了擴(kuò)展遙感大數(shù)據(jù)在公路交通中的應(yīng)用,需要重點(diǎn)關(guān)注以下兩個方面。
數(shù)據(jù)方面。因交通業(yè)務(wù)關(guān)系人民安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展,故對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度及精細(xì)化程度要求高,需采用亞米級高分辨率遙感衛(wèi)星或無人機(jī)影像。為了提高道路屬性信息(如路面類型、老化程度等)分析的準(zhǔn)確度,需采用多光譜高光譜影像數(shù)據(jù)源。
算法方面。遙感影像中的公路特征多樣、場景復(fù)雜,對影像去噪、增強(qiáng)、提取等技術(shù)有較高要求,如今遙感數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)及大數(shù)據(jù)融合分析已經(jīng)在公路交通領(lǐng)域發(fā)揮了作用,但是,遙感數(shù)據(jù)存儲、分析速度較慢,需構(gòu)建良好的大數(shù)據(jù)平臺,以提升遙感大數(shù)據(jù)的處理效率。近幾年,交通運(yùn)輸部相關(guān)部門結(jié)合具體交通業(yè)務(wù)需求,陸續(xù)開展了基于遙感大數(shù)據(jù)與多源時空大數(shù)據(jù)的行業(yè)應(yīng)用,對提高工作效率、提升政務(wù)決策能力水平起到了重要作用。
3交通遙感大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢
3.1交通遙感大數(shù)據(jù)面臨的問題
盡管交通遙感大數(shù)據(jù)已在交通運(yùn)輸行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了重大作用,但在應(yīng)用與研究發(fā)展中仍有很多問題待解決,具體可概括為以下兩個方面。
第一,在遙感衛(wèi)星載荷方面,目前在軌遙感衛(wèi)星還無法完全滿足水陸交通運(yùn)輸行業(yè)對遙感技術(shù)日益迫切的需求,這在一定程度上制約了遙感大數(shù)據(jù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用,具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
空間分辨率低:對于農(nóng)村公路出現(xiàn)暢返不暢、路面老化,以及自然災(zāi)害造成的道路損毀等問題,需要較高空間分辨率的多光譜、高光譜遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),以滿足路面健康和道路受損狀況的觀測需求。雖然我國高分二號、北京二號、高景一號等衛(wèi)星的空間分辨率都已達(dá)到亞米級,高光譜衛(wèi)星高分五號也已經(jīng)投入使用,但是針對寬度僅幾米的道路來說,現(xiàn)有的遙感衛(wèi)星資源仍難以滿足交通行業(yè)精細(xì)化業(yè)務(wù)管理和應(yīng)急損毀評估的需求。
時間分辨率低:對于陸地和海上突發(fā)的自然災(zāi)害、船舶遇險(xiǎn)、海上溢油等應(yīng)急事件,需要對事件發(fā)生區(qū)域進(jìn)行高精度、高頻次、連續(xù)的跟蹤監(jiān)測。目前我國高分四號衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)對地表某區(qū)域的長時間凝視,但其空間分辨率只有50,難以滿足交通目標(biāo)快速發(fā)現(xiàn)、連續(xù)跟蹤的應(yīng)用需求。后續(xù)“吉林一號”衛(wèi)星星座組網(wǎng)后,可實(shí)現(xiàn)全球任意點(diǎn)10min以內(nèi)重訪,其空間分辨率為1.12m,但預(yù)計(jì)2030年才能實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)。
載荷存在空白:對于我國水上安全事故的監(jiān)測與評估,需要激光雷達(dá)技術(shù)為重點(diǎn)區(qū)域的水深測量提供新的解決方案,然而目前尚沒有可用的激光雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源。我國西部綿延數(shù)千公里的凍土區(qū)公路、全國超過數(shù)百萬公里的農(nóng)村道路以及北極航道極端環(huán)境下的冰情等,均對雷達(dá)遙感觀測強(qiáng)穿透能力提出了強(qiáng)烈需求,但是長波長SAR衛(wèi)星在我國仍屬空白,觀測被樹木遮蔽、被積雪覆蓋或者深層凍土等類似狀態(tài)下的交通目標(biāo)仍缺少可用手段。
第二,在業(yè)務(wù)推廣應(yīng)用方面,雖然遙感大數(shù)據(jù)為交通運(yùn)輸行業(yè)提供了各種有效信息,但如何快速利用遙感大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交通信息快速、動態(tài)監(jiān)測與分析,依然存在很多瓶頸,具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
數(shù)據(jù)提取與分析技術(shù)業(yè)務(wù)化難:遙感自動化提取技術(shù)雖然已取得了一定的成功經(jīng)驗(yàn),但大部分只是示范性試驗(yàn),距離實(shí)際應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化還存在很大差距,往往需要較多人工干預(yù)。近年來,深度學(xué)習(xí)技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展雖然給自動化信息提取帶來了新的思路,但在遙感領(lǐng)域尚未達(dá)到業(yè)務(wù)化、商業(yè)化要求。
行業(yè)應(yīng)用不夠深入:目前,基于遙感大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要集中于交通基礎(chǔ)設(shè)施的前期工作中,對于交通基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)涉及較少,未形成交通基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期的相關(guān)應(yīng)用。
結(jié)束語
如今,遙感大數(shù)據(jù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)在公路建設(shè)、規(guī)劃、養(yǎng)護(hù)等方面顯示出巨大的潛力和無限的發(fā)展前景。未來,隨著遙感大數(shù)據(jù)集成、融合、分析挖掘等理論技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展,遙感大數(shù)據(jù)將在交通領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。將遙感大數(shù)據(jù)與各類交通大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用,解決交通行業(yè)“建、管、養(yǎng)、運(yùn)”等實(shí)際問題,并形成“交通+教育”“交通+醫(yī)療”“交通+物流”等多行業(yè)、多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)融合,是未來發(fā)展的重點(diǎn),也是交通大數(shù)據(jù)未來發(fā)展的重要方向。
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作者:袁勝古,羅倫,郭榕剛,毛恒彬,王芳,蔡紅玥,肖和平