国际摄影测量与遥感学会（I...022—2026年研究方向_陈晨.pdf

技术探讨地理信息世界GEOMATICS WORLD第29卷 第6期2022年12月Vol.29 No.6December，2022国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）20222026年研究方向引文格式：陈 晨，王艳慧，陈 军.国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）20222026年研究方向J.地理信息世界,2022,29(6):98-103.Research Directions of the International Society for Photogrammetry and Remote Sensing（ISPRS）for 20222026陈 晨1，王艳慧2，陈 军11.国家基础地理信息中心，北京 100036；2.首都师范大学 资源环境与旅游学院，北京 100048基金项目：国家自然科学基金重点项目（41930650）作者简介：陈晨（1983），女，安徽六安人，工商管理专业硕士研究生，主要研究方向为企业的可持续发展及战略研究E-mail：通信作者：王艳慧（1977），女，河南上蔡人，教授，博士，主要从事时空数据建模与应用工作E-mail：收稿日期：2022-08-21CHEN Chen1，WANG Yanhui2，CHEN Jun11.National Geomatics Center of China,Beijing 100036,China;2.College of Resource Environment and Tourism,Capital Normal University,Beijing 100048,China【摘要】本文首先简述国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）的概况及20222026年大会决议产生的背景。在此基础上介绍2022年第24届ISPRS大会决议提出的未来4年研究方向。最后总结强调未来4年ISPRS科学技术活动和研究方向的引领作用，以及对我国学术团体和组织开展相关技术研发和交流活动的启示。【关键词】ISPRS；摄影测量；遥感；空间信息科学；大会决议；研究方向【中图分类号】P2；TU98 【文献标识码】A 【文章编号】1672-1586（2022）06-0098-06Abstract：Firstly，thispaperbrieflyintroducesthehistoryandbackgroundoftheInternationalSocietyforPhotogrammetryandRemoteSensing（ISPRS）andISPRSResolution.Secondly，thedetailedresolutionswhichwerepreparedbyISPRSTechnicalCommission，reviewedbyISPRSResolutionCommittee，andapprovedbyISPRSGeneralAssemblyduringISPRSXXIVCongressinNice，France，arelisted.Finally，weemphasizetheleadingroleoftheresolutionontheresearchdirectionofISPRSinthenextfouryearsanditssignificancetothetechnologydevelopmentandacademicexchanges.Key words：ISPRS；photogrammetry；remotesensing；resolution；researchdirection0 引 言国际摄影测量与遥感学会（International Society for Photogrammetry and Remote Sensing，ISPRS）成立于 1910 年，是历史最为悠久的国际专业组织1。ISPRS立足于鼓励和促进摄影测量、遥感、空间信息科学相关领域的研究与开发活动的交流，促进相关方法、技术与实践的国际合作，追求跨学科融合，促进教育和培训，加强和探索新的应用，提升公众对摄影测量、遥感、空间信息科学的认识2。ISPRS 下辖 5 个技术委员会，主题为传感器与平台、摄影测量、遥感、空间信息科学、教育与推广。成员遍及近 200 个国家和地区，具有学术活动历史悠久、参与面宽、影响力大等特点3-4。ISPRS 会员代表大会每 4 年举办一次，围绕国际摄影测量、遥感及空间信息科学等领域的技术发展、应用、合作展开充分交流，制定并批准多项决议。其中 ISPRS 大会决议是经技术委员会提案并经会员代表大会批准的正式声明，旨在为学会在接下来的 4 年学术活动指明方向，指导制定科学行动方针，指导协会将要开展的科学和技术活动等，确定科学活动的路线5-7。第 24 届 ISPRS 大会于 2022 年 6 月 611 日在法国尼斯成功举办。本届大会的主题是 Imaging Today，Foreseeing Tomorrow（遥感当下，展望未来）8。在大会上，以中国自然资源部国家基础地理信息中心陈军院士为主席的决议委员会，依据 ISPRS 决议提案指南（橙皮书-附录 8：2019 年 10 月，www.isprs.org/992022年 第6期技术探讨documents/orangebook/app8.aspx），聚焦 5 个技术委员会的主题，审阅了与会者分享的 10 场主题报告、近70 个学术技术单元的学术技术前沿、创新成果、成功应用案例，梳理了相关技术进展和存在问题，并经由全体会员共同审议通过了未来 4 年（20222026）的 ISPRS决议，以明确当前 ISPRS 相关领域技术研究和应用进展现状，指导未来 4 年各技术委员会的研究方向和行动纲领。20222026 年 ISPRS 决议主要包含 3 部分内容：一般决议，提出学会的总体方向性建议；技术决议，指明当前总体技术研究现状和未来技术研究方向；应对新问题提出的决议，指出应对新兴科学挑战的研究方向和行动指南9。下文将围绕 ISPRS 5 个技术委员会的主题，具体介绍 ISPRS 在 20222026 发展的主要研究方向。用于帮助国内相关行业/团体和从业人员了解和把握 ISPRS 领域技术和应用的国际发展态势，进一步明确摄影测量、遥感和空间信息技术赋能我国自然资源开发利用和保护、生态文明建设、高质量发展的行动指南和实施路径。1 主要鼓励研究方向在 ISPRS 未来 4 年的技术决议中，共提出 13 项鼓励研究和行动方向，其中第一至第四技术委员会分别提供传感器与平台、摄影测量、遥感、地理信息科学主题的研究方向各 3 项，第五委员会提供教育与合作领域的研究方向 1 项。1.1 传感器和平台当前，影像应用无处不在，卫星、手机、无人机等各类传感器和平台的可用性不断增加。地形测绘、城市规划、环境评估、林业、精准农业、水资源和灾害监测等社会应用领域对影像可靠性和现势性信息的需求日益增长2。这对传感器和平台领域的技术进步提出了新的要求，鼓励研究方向主要包括以下 3 项。1）用于（近）实时室内和室外测绘的传感器系统（Sensor Systems for（Near-）Real-time Indoor and Outdoor Mapping）。当前，RGB双目立体相机（Stereo-RGB Cameras）、RGB-D 深度相机（RGB-Depth Cameras）、IMU、激光扫描仪等传感器消费市场不断增长，低成本2D/3D 传感器无处不在，尤其是智能手机和物联网技术日益进步，有力促进了室内和室外环境中（近）实时监测和测绘能力的发展。同时，这些装备和市场的快速变化也对用于（近）实时室内和室外测绘的传感器系统提出了更高的技术要求。需要研究诸如校准、多传感器配准、姿态估计、室内和室外传感器级数据融合等方面稳健且高度自动化的算法，建议进一步开发和改进相关自动化算法、软件工具和集成平台，以提供更好性能的实时/近实时室内外测绘传感器系统的性能。2）嵌入式视觉、星上处理及协同导航与制图（Embedded Vision，Onboard Processing and Cooperative Navigation and Mapping）。当前，2D/3D导航和地图绘制中的实时应用需求日益增加，小型多传感器平台（多传感器 UAS 和 UGV）或集群正在广泛应用，各种从现实生活和虚拟平台获取的众包数据快速增长，这对实时、稳健的星上数据处理和协同数据采集提出了新的需求。因此，需要进一步开发和研究满足摄影测量应用需求的实时星上处理、嵌入式视觉、协同导航与制图技术，提升基于单个或多个平台的传感器定向、校准和数据融合、协同定位、快速制图等算法的精度和效率。3）小 卫 星 系 统 星 座（Small Satellite System Constellations）。目前，用于地球观测的小型卫星系统部署不断增加，尤其是由民间私营机构主导的小型卫星不断涌现，表明了从小型卫星获取用于对地遥感观测数据的可能性和价值。因此，需要进一步研究地理空间信息应用对小型卫星数据的需求，并与民间私营机构合作开发从小型和低轨道卫星中提取对地观测数据和地理空间信息的算法，使得小卫星系统星座服务于对地观测和地理空间信息应用的技术变得切实可行。1.2 摄影测量摄影测量是从图像和范围数据中提取物体和场景的可靠的三维几何与主题信息的科学技术，该技术通常伴随着时间的推移而不断进步发展。其结果数据可以数字、图形、影像形式用于开发空间数据库和空间信息系统2。摄影测量为第二技术委员会的关注主题，该主题下的技术决议共提出 3 项鼓励研究方向。1）机器学习和摄影测量（Machine Learning（ML）and Photogrammetry）。3D 深度学习技术快速发展，同时快速 3D 恢复、测量和对象重建技术的社会应用需求不断增加。因此，针对 2D/3D 语义分割、数字孪生和虚拟/增强/混合/扩展现实（VR/AR/MR/XR）等机器学习和摄影测量领域的研发和应用需求，建议扩大摄影测量与遥感、空间信息科学等不同技术领域的交叉合作，共同推动机器学习和摄影测量技术的深入融合研究，如创建基准数据集，组织相关竞赛，牵头定义基于机器学习派生数据的相关概念、内涵和技术标准，推进机器学陈 晨，等.国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）20222026年研究方向100地理信息世界GEOMATICS WORLD第29卷技术探讨习算法的准确度估计和整体性能评估等。2）支持无人驾驶/自动驾驶自主平台的算法开发（Algorithmic Developments to Support Autonomous Platforms）。当前，用于无人驾驶/自动驾驶的机器视觉、实时定位、地图导航技术蓬勃发展，应用前景广阔。为提高无人驾驶/自动驾驶的自主性，工业界、政府和学术界需要开发快速的地理空间语义分割方法，研发适用于自动驾驶且具有丰富的空间信息、属性信息、拓扑信息和元数据的高清地图。除此之外，考虑当前全景分割和地理定位领域的技术进展，建议进一步发展基于地面、空中和水下平台的自动驾驶技术，开发自主平台推进自动化制图。3）集成化和通用化的人工智能和机器学习技术（Integrative and Generalizable Artificial Intelligence and Machine Learning，AI/ML）。当前，随着多源数据的不断涌现，采用多源数据改进摄影测量的技术流程，解决摄影测量中 AI/ML 模型泛化问题的需求日益增加。尽管 AI/ML 模型在相同平台和系统的多传感器中的可用性已经得到不断证明，但仍需要进一步探讨深度 AI/ML 模型用于解决不同地理区域、不同复杂性的地学相关问题的可能性。另外，由于监督学习型AI 算法所需的训练数据相对匮乏，建议业界发动各方力量，为基准测试和竞赛活动提供更广泛的多源数据集，将 AI/ML 模型集成应用于从光学影像和 LiDAR 数据中提取地理空间信息的系统中。1.3 遥 感遥感是结合来自太空、空中、地