刘万增
地理信息安全性评估是对不受控制的地理信息的保密性、安全性、合规性等进行评估的行为,包括地理信息保密鉴定、“问题地图”审核、公众版数据安全评估等。长期以来,我国地理信息安全评估手段落后,缺乏明确的技术指标和先进的评估手段,对于尺度如何判别,内容是否敏感,精度如何判定等,主要靠人工评估,效率低、成本高,难以适应大批量、高效率的评估需求,地理信息安全性评估智能化迫在眉睫。
为此,国家基础地理信息中心研究团队提出采用混合智能的计算范式,将人的主观价值逻辑与机器的客观事实逻辑结合,融合人的认知能力与机器的计算能力,设计了全新的解决方案。
首先,基于测绘混合计算范式,设计了基于混合智能的地图场景认知模式,将地图场景认知知识与人工智能算法耦合,构建由要素辨识、关系计算、结构推理、场景理解构成的多维度认知链。然后,基于认知链模型,提出了地理信息安全评估的技术方法,包括构建地理信息安全评估知识库,建立地图比例尺智能计算模型,提出地理信息数据相对位置精度自动化评估方法,设计基于混合智能的遥感影像敏感信息场景化认知算法,提出地图智能化审核技术框架等。集成以上成果,团队研制出地理信息保密安全智能化评估系统。
地图比例尺智能识别
地形图比例尺是判断其保密等级的核心指标。我国2021年颁布的《测绘地理信息管理工作国家秘密范围的规定》明确,1∶2.5万、1∶5万比例尺全要素地形图为机密级,军事禁区以外1∶1万全要素地形图为秘密级等。因此如何判定地形图比例尺,进而判定其保密等级,成为评估地理信息安全的前提。
传统的比例尺判定需要依赖有经验的技术人员,通过与同一区域已知比例尺的数据特征进行逐一比对,来评估数据的比例尺,这种方式效率低下、可靠性不高。对此,研究团队提出了一种基于自然法则的无源碎片化地形矢量数据比例尺评估方法。该方法利用不同比例尺矢量数据节点密度随比例尺变化的特征,采用自然法则原理和统计学知识确定不同比例尺、不同要素节点密度区间的理论值,将待评估的矢量数据节点密度与其进行比对,来进行比例尺判定。针对1∶100万、1∶25万和1∶5万矢量数据进行试验,尺度判定总体正确率达到90%以上,极大提高了比例尺判定的精度与效率。针对碎片化栅格地形图比例尺判定的难题,通过凝练地图尺度特征等先验知识,引导构建专家知识图像金字塔数据集,然后使用深度卷积神经网络算法进行建模,构建了以知识为引导、数据为驱动、算法为核心的知识—数据—算法混合智能计算模型。经过实验验证,栅格地形图比例尺识别精度同样在90%以上。
地形图相对精度评估
地形图平面相对精度是衡量其数据质量的重要指标。传统的地形图精度评估一般采用外业打点实测或与同一区域大比例尺地形数据进行比对,来衡量待检地形数据精度,成本高、效率低,无法用于大范围地形图精度评估。为此,研究团队提出一种知识引导的地形数据平面相对精度评估方法,将地形要素几何特征知识作为其内部精度的约束条件,实现地形数据平面相对精度智能评估。通过对1∶25万、1∶100万地形图中的公路进行平面相对精度评估实验,验证了方法的科学性,实现了多尺度地形公路要素平面相对精度智能评估。
栅格地图中文敏感注记提取
地图注记作为地图内容的重要组成部分,承载着丰富的地理语义信息,尤其是涉及主权、领土范围和政治敏感区域的注记信息,如果标注不合规,就可能造成国家外交争端和安全风险。因此,地图敏感注记的自动识别、提取逐渐成为国家地理信息安全监管的重要内容。然而,传统方法在面对多样化的注记表达、复杂的语义背景及数据稀缺性时,往往难以兼顾效率与准确性。
研究团队基于混合智能计算框架,针对中文字符数量庞大,字形复杂,地图注记字体存在变形、旋转、散列排列、要素压盖等情况,对深度学习模型进行了有针对性的改进,提升了模型的解译准确性和效率;构建了敏感注记知识图谱并形成高质量的融合知识训练数据,提出了敏感注记高效生成方法,实现了基于知识图谱自动生成敏感注记候选集;设计了嵌入式混合智能的敏感注记查找模型,有效解决了敏感注记的高效检测与精准识别问题。
遥感场景深度理解与字幕生成
遥感场景字幕对于深度理解和智能分析遥感影像数据中的敏感区域或敏感目标至关重要。针对现有遥感场景字幕数据集存在的描述层次单一、细节缺失问题,研究团队提出了一种基于混合智能的遥感场景多层次字幕生成方法。该方法结合深度学习算法和专家知识,从地物要素、空间关系和场景概念3个层次对遥感场景进行全面描述,能够生成更加准确、细致和全面的遥感场景字幕。此外,构建并公开了一个高质量、多层次字幕数据集。实验结果表明,与多个传统的单层次字幕数据集相比,该数据集在地物属性丰富度、空间关系详细程度及整体多样性方面,均优于现有数据集。
基于混合智能的地图自动审核技术
长期以来,由于缺乏智能化审图的技术和软件、平台支撑,我国地图审核工作严重依赖人工判读,存在专业性要求高、审核主观性强、效率低、成本高的突出问题。针对这些问题,研究团队提出了基于混合智能的地图自动审核技术框架和需要重点突破的关键技术,包括多源审图知识的凝练与解析、耦合先验知识的混合智能计算、协同审图的在线计算模型,并结合“问题地图”审核案例,指出了地图智能化审核的技术实现途径。
在以上研究成果的基础上,研究团队研制了地理信息保密安全智能化评估系统,实现了测绘地理信息数据全局搜索、地形图比例尺自动化判别、矢量地形图相对精度评估、栅格地形图文字自动化提取、敏感属性数据自动识别等功能,支撑地理信息保密鉴定、数据定密、保密检查、安全评价、公开化处理等安全监管业务。近3年来,基于该软件,完成自然资源部、国家安全部、国家保密局送鉴的24批次、200余万条近60TB数据的保密鉴定工作,为维护国家地理信息安全、推进地理信息社会化应用提供了智能化技术支撑。
(作者为国家基础地理信息中心信息服务部主任)
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来源:《中国测绘》2025年第4期
新媒体编辑:李英晨 姜懿轩
初审:王瑜婷 王玉玲 刘志勇
审核:黄 健
审签:夏 俊
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