献礼“6.25”全国土地日——科技赋能智慧守土，牢牢守住耕地红线
国图信息通过积极探索、创新实践、迭代完善，推出“慧眼守土”V2.2版本，在实现原有的智能化精确预警与定位的基础上，以业务为导向，以问题为核心，进一步深化科技与业务的融合，打造“1+3+N”自然资源智能监管新模式。本系统可广泛应用于：重点建设项目施工监测、永久基本农田保护监测、矿区监测、林火风险监测等多类型的自然资源监测。目前以系统为主体的“常州市新北区自然资源‘云监管’平台”于6月21日正式上线启动，为推进自然资源“实时智能监管系统”试点工作提供了有力支撑。
一套AI预警流程
三大能力创新突破
01
看得全：
识别种类全包含、拍摄范围全覆盖
系统基于深度学习模型的目标检测技术，百万余张影像数据为样本，实现了包含在建楼房、大棚房、工地围栏、脚手架、防尘网、挖掘机、推土机、运输车、塔吊、起重机、搅拌机、烟雾、火点等在内的30多种违法违规对象的智能监测，监测精度高达95%，识别种类齐全，能够满足不同业务场景的监管要求。
鉴于工程车辆、建筑材料等对象体积较小，单倍焦距下摄像头拍摄识别能力有限，无法准确识别定位超远距离的疑似违法行为，系统充分运用摄像头多倍变焦能力，建立摄像头多倍焦距拍摄方案。通过对不同的摄像头合理配置不同的拍摄方案，在尽可能减少重复拍摄的情况下，实现监管范围全覆盖。研制基于粒子群优化算法的高空间覆盖度塔基监控摄像头布设方法，通过多次迭代，获取塔基监控摄像头布设的最优化解，有效降低了人工决策布设方案的主观性，在达到全覆盖监测区域的情况下，实现摄像机合理布设，减少无效监控点位。
02
看得清：多重过滤精确预警
从影像获取到自动预警，系统建立了包括识别物过滤、时空判别模型、照片自动去重、照片手动去重在内的无效预警自动过滤机制，通过层层筛选，有效提高预警准确率，降低日常工作量；同时系统通过深度学习技术，能够在日常运行中不断吸收错误样本进行自我学习，持续提升识别精准度，实现智能化精确预警。
图3 无效预警自动过滤
03
看得准：视图双向精准定位
系统具备长距离单目相机空间定位能力，基于视频动态标定技术，实现了视频与地图的双向精准定位，提供了视频查图和以地找视频功能，1千米内定位误差小于20米。如下图所示，以相机为中心，在地图中按规律均匀选取16个点，图5中左上图显示了16个均匀分布的定位点，16个点的放大图展示了模型计算后各个定位点的预测结果，黄色十字则表示了定位点在监控画面的实际像素位置。可见16个定位点预测结果均位于画面中，绝大部分位于画面中心。
图4 以地找视频实验结果展示
精准的定位实现了视频数据空间化，仅仅依靠单个摄像头就可以变视频图像为实景地图，为预警处理、辅助决策等工作提供了重要支撑。
图5 双向定位系统操作
N个核心应用场景
面对复杂多变的应用场景，系统基于在“AI识别+空间定位+业务数据”的核心逻辑，通过构建多样化的时空判别模型，实现了针对不同业务的量身定制，满足用户在不同应用场景下的具体需求。以“常州市新北区自然资源‘云监管’平台”为例，目前已提供八大核心业务场景的支持：非农化、非粮化、设施农业用地、批后监管、供后跟踪管理、临时用地、森林防火、长江大保护。
图6 核心应用场景
图7 预警详情展示
除上述八大应用场景外，系统还能够对焚烧秸秆、违法采矿、毁林采石等违法违规行为进行监测，通过时空判别模型的不断完善与扩充，实现对多样化应用场景的灵活扩展、迅速响应。
总结与展望
“慧眼守土”V2.2打造“1+3+N”自然资源智能监管新模式，完成了执法监管模式从静态向动态、监管手段从人工向智能、过程控制从平面向多维、业务范畴从单一向综合、重事后查处向事前防范的“五大转变”，实现了由“视频监控”向“智能监管”的跃升。国图信息将继续深入研究，致力于自然资源执法监管与新技术的有机融合，为打造动态感知核心能力，支撑执法监管业务应用，形成多维智慧监测格局，贡献国图力量。
本期供稿：应用软件研发中心 沈姚鑫
本期责编：张世杰 王静丨推荐阅读丨