Главные геопространственные тенденции, за которыми стоит следить в 2024 году

Спустя годы пандемия продолжает оказывать влияние на геопространственную отрасль. В 2021 и 2022 годах были нарушены цепочки поставок и производительность, что привело к нехватке критически важных материалов, деталей и продуктов, некоторые из которых поставили под угрозу жизненно важное геодезическое оборудование. Тем не менее, наша отрасль продемонстрировала устойчивость, поскольку многие компании и производители внедрили новые протоколы безопасности на рабочем месте, повысили уровень автоматизации и диверсифицировали цепочки поставок, чтобы смягчить последствия будущих сбоев. Кроме того, производители геопространственного оборудования продолжают разрабатывать новые уникальные возможности сбора данных.

Цифровой двойник. В прошлом году я рассказал, как BIM и ГИС обеспечивают основу для цифрового двойника и как набирает обороты почти синонимичный термин «метавселенная». За последний год коллективные выгоды и доходы от инвестиций в цифровой двойник продолжали расти. Поскольку ценность цифрового двойника все больше осознается, спрос на эту технологию будет стремительно расти. Цифровой двойник — это цифровая копия физической среды, будь то объект, процесс, автомагистраль, река, океан или даже Земля. Это цифровое представление охватывает весь жизненный цикл актива или проекта, от стадии планирования до проектирования и строительства, и продолжается на протяжении всего периода эксплуатации актива — и все это в одном месте.

Поскольку цифровой двойник имитирует реальные характеристики физической среды в реальном времени, с помощью датчиков Интернета вещей (IoT) инженер объекта может удаленно наблюдать за эксплуатационной средой здания для управления контролем окружающей среды, энергопотреблением, качество воздуха, системы пожарной сигнализации и т. д. Городская группа реагирования на чрезвычайные ситуации может моделировать сценарии стихийных бедствий для определения маршрутов эвакуации и доступа к помощи с помощью цифрового двойника, или администрация порта может управлять своими активами и операциями порта, направляя прибывающие и отходящие суда посредством своей навигации. канал посредством точной навигации. Эта возможность может сэкономить миллиарды долларов в коммерческих портах, где видимость ограничена из-за тумана или других условий окружающей среды, которые могут затруднить судоходство.

Кроме того, концепция «умного города» в сочетании с Интернетом вещей будет продолжать расширяться, создавая огромное количество данных и информации, которые можно использовать для геопространственного анализа с помощью искусственного интеллекта. Концепция цифрового двойника является благодатной почвой для использования инструментов искусственного интеллекта для извлечения полезной информации и прогнозирования будущих тенденций и явлений. Компании-разработчики программного обеспечения все чаще предоставляют платформы для создания и размещения цифровых двойников. Такие компании, как Microsoft, благодаря своей платформе цифровых двойников Azure, Bentley, Autodesk и Esri, разработали возможности для поддержки разработки цифровых двойников.

Виртуальные комнаты для совместной работы и смешанная реальность. В 2022 году было выделено несколько технологий, поддерживающих виртуальное сотрудничество и визуализацию данных. Эти платформы порождают потребность в 3D-данных, одновременно предоставляя новые средства моделирования и интерпретации данных. К ним относятся Microsoft Mesh и HoloLens 2; Платформа смешанной реальности Bentley SYNCHRO XR; и платформа NVIDIA Omniverse. Спрос на трехмерные геопространственные данные более высокого разрешения в прошлом году быстро вырос. Это будет продолжать способствовать созданию мультивселенных, которые взаимодействуют с человеческим фактором посредством дополненной и виртуальной реальности, предлагая новые возможности для визуализации, проектирования и анализа. Эта тенденция в области технологий смешанной реальности будет расти по мере того, как будет обнаружено и применено все больше приложений AR и VR для поддержки различных отраслей.

Вглубь миниатюрных датчиков: смартфоны продолжают развиваться в геопространственной сфере, предоставляя возможности лидара в руки масс и одновременно расширяя возможности профессиональных геодезистов и картографов для проведения геопространственных исследований в небольших проектах. Предварительный просмотр смартфонов, которые выйдут в этом году, показывает, что они будут включать в себя еще более совершенные лидарные системы. Это подчеркивает, что сенсорные системы будут становиться все меньше, эффективнее и технологичнее.

Карты высокой четкости для автономного вождения. В прошлом году я обратился с призывом к геопространственной отрасли взять на себя инициативу по созданию и стандартизации карт высокой четкости для глобальной дорожной сети в поддержку беспилотных транспортных средств. К сожалению, прошел год, а ситуация не изменилась. Эти точные данные о местоположении должны включать номера полос, полосы выезда с автострады, пешеходные переходы, мосты, эстакады, туннели, расположение устройств управления дорожным движением, трехмерные траектории краев и границ дорог и т. д. с точностью до сантиметра, метр за метром. уклон дороги в метр и вираж дороги. Разрешение этой ситуации по-прежнему остается огромной возможностью для нашей отрасли и будущего безопасного автономного транспорта.

Растущий спрос на дроны. Как и прогнозировалось, лидар на базе БПЛА начал развиваться в 2022 году и будет продолжать расти, обеспечивая здоровое предложение новых и доступных лидаров. В 2021 году рост стимулировался лидарной системой DJI Zenmuse L1, которая обеспечивала высокую точность при меньших затратах. Сегодня, в то время как большинство доступных лидарных систем БПЛА основаны на лазерной технологии Livox, системы, основанные на технологии Hesai (или сканеры Hesai), вызывают все больший интерес, оказавшись более надежными и лучше подходящими для общих исследований, картографирования и инспекций. Примером этого является RESEPI XT32 от Inertial Labs, который имеет поле зрения на 360 градусов и 32 лазера. Производитель утверждает, что RESEPI XT32 обеспечивает точность до 1 сантиметра.

В целом спрос на дроны в отрасли высок, особенно для картографических и инспекционных приложений.

Вихрь вокруг прибрежных регионов: Контракты на прибрежную ветроэнергетику были описаны в моей статье в прошлом году как часть более масштабных усилий США по переходу на более чистые, возобновляемые источники энергии и снижению зависимости от ископаемого топлива. В 2022 и 2023 годах эти усилия будут продолжать расти: вдоль побережья страны будут утверждены и построены ветряные электростанции.

Демократизация данных. В прошлом году мы стали свидетелями резкого роста спроса на высокочастотную геопространственную информацию высокого разрешения: от более плотных облаков точек до большего количества данных о местоположении, полученных из краудсорсинга. Новые участники рынка используют ИИ для получения мельчайших подробностей о функциях инфраструктуры. Рынок жаждет хороших, необработанных 3D-данных для поддержки этих алгоритмов. Учитывая более высокий спрос на геопространственные данные, мы должны увидеть падение цен и сокращение срока годности. Качество и доступность общедоступных данных также повысятся.

ИИ и облако. ИИ и машинное обучение играют важную роль в геопространственном анализе и картографии. Благодаря инвестициям частного сектора облачное размещение и обработка данных, бессерверные облачные вычисления, готовые технологии и технологии с открытым исходным кодом, а также оптимизированные рабочие процессы с помощью инструментов искусственного интеллекта продолжают расти. Я все еще надеюсь, что федеральное и государственное финансирование можно будет использовать для стимулирования дальнейшего творчества в этой области. Без этих инвестиций за пределами частного сектора самая передовая геоаналитика не будет доступна более широкому рынку.

Рост лидаров. Как уже упоминалось в нескольких темах выше, лидар продолжает оставаться движущей силой геопространственной отрасли и останется таковым в обозримом будущем. Эффективность лидаров продолжает расширяться в других отраслях для поддержки роботизированных приложений, таких как автономное вождение и машинное обучение.

Батиметрический лидар также привлекает все больше внимания. Компания Leica недавно объявила о выпуске своего новейшего глубокобатиметрического лидарного датчика Leica HawkEye-5, производительность которого, как сообщается, увеличена на 25%. Вулперт и Объединенный технический центр воздушной лидарной батиметрии (JALBTCX) анонсировали батиметрический беспилотный прибрежный лидар для операционных технологий и датчиков GEOINT (BULLDOG). Они позволяют собирать топобатиметрические данные высокого разрешения на большей высоте, что приводит к более широкой полосе обзора, чем ранее разработанные лидарные системы.

Внедрение этих новых возможностей батиметрического лидара является своевременным, поскольку они используются для обслуживания многих жизненно важных инициатив по картированию побережья на уровне штата и на национальном уровне, как отмечалось выше в отношении таких инициатив, как FSMI. Штаты используют это окно федерального финансирования для сбора данных, необходимых для всего: от управления активами до планирования инфраструктуры и реагирования на стихийные бедствия. Ключом к этим возможностям является то, что подрядные агентства гарантируют сбор последовательных и высококачественных данных, чтобы они могли пожинать плоды этого финансирования в течение многих последующих лет. Производство миниатюрных лидаров, особенно датчиков, установленных на дронах, занимает значительную долю рынка лидаров, поскольку все больше геодезических и картографических предприятий используют эту технологию.

Другие примечательные тенденции

Вот несколько других быстро развивающихся геопространственных тенденций в технологиях и методологиях, за которыми стоит следить в 2023 году:

• Картирование помещений будет продолжать становиться все более сложным, открывая возможности для улучшения навигации внутри помещений и управления активами.
• Данные о местоположении будут подвергаться ужесточающимся правилам и стандартам конфиденциальности и безопасности. Что касается дополнительного уровня безопасности, который он обеспечивает, мы можем стать свидетелями более широкого использования технологии блокчейн в управлении и совместном использовании геопространственных данных.
• Благодаря более удобным инструментам визуализации данных, доступным для всех отраслей, трехмерные геопространственные данные будут все чаще использоваться в обучении, играх, планировании, проектировании, управлении активами, навигации и других приложениях.

Обновление стандартов точности ASPRS

Когда мы опубликовали стандарты точности позиционирования ASPRS для цифровых геопространственных данных в 2014 году, мы знали, что нам придется изменить их на основе опыта пользователей и отзывов. Действительно, после восьми лет быстро меняющихся сенсорных технологий и развивающихся приложений стало ясно, что в стандарты необходимо внести существенные изменения, чтобы сделать их более адаптируемыми к сегодняшним практикам картографии.

Одним из наиболее важных изменений, одобренных нашей рабочей группой по пересмотру, является смягчение требований к точности полевых съемок для наземного контроля и контрольно-пропускных пунктов. Создавая более точные продукты, мы поняли, что текущие требования к точности контрольных точек, в три раза превышающие точность тестируемого продукта, сделали практически бесполезными доступные методы RTK-GPS, которые преимущественно используются для съемки. Это требование вынудило подрядные организации указать более дорогие методы изысканий, которые оказались непомерно дорогими для выполнения этих контрактов.

Еще одним важным изменением является добавление пяти дополнений по передовым практикам и рекомендациям по примечаниям к проектам и отчетности по данным, фотограмметрии, лидару, БПЛА и полевым съемкам. Когда мы опубликовали первое издание в 2014 году, мы разработали его как модульный стандарт, позволяющий включать дополнительные материалы по мере развития отрасли. С тех пор мы стали свидетелями беспрецедентного ускорения развития геопространственных технологий и практик. Этот рост потребовал рекомендаций и передового опыта по различным аспектам геопространственного картирования, чтобы помочь пользователям стандартов ориентироваться в этих быстро меняющихся достижениях. Эти дополнения были разработаны лидерами отрасли, специализирующимися в этих областях.

Кроме того, грядут важные изменения в том, как мы оцениваем точность продукции. В настоящее время мы игнорируем ошибку в контрольных точках опроса. Такая практика была приемлемой, когда точность продуктов геопространственных картографических карт была низкой, а применяемые методы съемки не представляли собой достаточно существенного источника ошибок, чтобы их можно было учитывать при расчете точности продуктов. По мере того, как мы переходим к более точным продуктам, то есть в диапазоне нескольких сантиметров, стало очевидно, что ошибку в 2 см, заложенную в методе съемки RTK-GPS, больше нельзя игнорировать. Новый метод будет учитывать соответствие продукта контрольным точкам плюс погрешность опроса.

Второе издание этих стандартов будет опубликовано в ближайшие несколько месяцев. В предстоящей статье будут освещены изменения и их последствия, которые призваны способствовать развитию геопространственной отрасли. Прежде всего, это окажет долгосрочное влияние на геопространственную отрасль.