6G前瞻与测地愿景.pdf

6G前瞻与测地愿景本刊评论员在5G（第五代移动通信技术）方兴未艾之际，专家们的视野已经拓宽到6G（第六代移动通信技术）。6G目前还处于研发阶段，但是其基本面貌已经清晰可见。6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界。多种、多维、多向度的信息，通过卫星通信整合到6G移动通信，实现全球无缝覆盖，6G网络信号理论上能够抵达任何一个偏远的地方。在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和6G地面网络的联动支持下，6G地空全覆盖网络将帮助人类在可持续发展的诸多方面取得很大进展。6G的数据传输速率，可能达到5G的50100倍，时延缩短到5G的十分之一，在峰值速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面远优于5G。6G的意义在于，它不再是简单的网络容量和传输速率的突破，更能够进一步缩小数字鸿沟，实现万物互联的终极目标。6G技术是地面无线通信技术、中高低轨卫星移动通信技术和短距离直接通信技术的融合。6G将充分利用低中高全频谱资源，实现空天地一体化的全球无缝覆盖。借助6G，我们更接近一个全息空间信息互联的世界。6G时代，物理世界在数字领域中被高度详细地表示出来，并对其进行分析和处理，人们将被放置在其中，以实现全息空间信息互联。6G网络作为关键基础设施，在整个网络中提供具有端到端低延迟和安全计算功能的高容量链路，使人和物理设备的虚拟表示在数字域中彼此交换信息。这对于测绘地理信息行业的重大意义，是不言而喻的。6G技术，将会把全社会推向“数字孪生”，真正实现“万物智联”。未来的6G时代，测绘地理信息有可能开始实现“海陆空天地”万物互联，推动现实世界向虚拟世界映射，加速社会智慧化升级，实现数字孪生和智慧泛在的愿景。基于6G的全息空间信息系统，可以连接空间地图、自动驾驶车辆、机器人代理和计算资源。在虚拟现实中，利用6G的低（微级别）延迟，用户可以实时在沉浸式环境中进行空间交互。在全息远程呈现方面，6G的足够带宽能将地理信息数字传输到所有人类感官，以提供身临其境的远程体验。不论是三维实景、孪生工厂、孪生医疗、智慧城市，其本质都是在模拟仿真技术的基础上，综合应用AI等技术，实现物理系统向信息空间数字化模型映射、监测、分析、优化、管理，6G技术为迈向这些场景修筑了“高速公路”和桥梁。根据投影物体和帧率的大小，全息通信需要足够的网络带宽，5G很难达到甚至达不到全息通信对于高清、超高清图像的需求。而6G的VR在线业务，可以具备在云端高速、高清晰度迁移云、端内容存储、图像渲染、解码、呈现及网络接入的能力。76主题策划TopicNo?6G未来在测绘场景的应用价值，主要体现在数据的广泛而且规模化采集、交互的实时性、获得的便捷性等方面，从而获得更加精准的数字化模型、更加高价值的运算结果、跨地域跨时间的体验、更加智能化的反馈与服务，实现全社会、全方位的智慧内生。6G的大吞吐量、超低延时等感知技术，能够支撑多维感官的协同传输，使人们获得沉浸式全息连接的“通感”体验，能够支撑1米以下甚至亚米级的超高精度定位，可以应用到测量测绘、智慧城市、智慧地图、精准农业、无人驾驶、车联网、形变监测等场景中。未来的6G空天地海一体化覆盖网络，将由具备不同功能、位于不同高度的卫星、高空平台、近地通信平台以及陆地和海洋等多种网络节点，实现互联互通，相互取长补短、优势互补，形成一个以地面蜂窝网络为基础，多种非地面通信为重要补充的立体广域覆盖通信网络，实现同一终端在地面、空中、海面各个区域的无缝漫游，为各类用户提供多样化的应用和服务。6G的空天地海全域覆盖，提供实时、实景传输与反馈，同时拥有高密度的设备连接能力，能够提取针对全域、某个区域、某个个体的“全景图像”，基于全域全时全景的网络覆盖、数据采集、数据分析，实现更多维度、更高水平的测绘地理空间信息技术应用，助力推动人类社会迈入数字孪生、智慧内生、泛在自由的时代。未来6G下的智慧城市、智慧乡村的发展，离不开时间、空间和位置等要素，这就决定了测绘地理信息技术所能提供的信息非常重要。基于6G的全息空间信息系统，可以实现从遥感获取图像数据，结合图形、图像学科等，建立大量全息样本数据库，实现机场、农田、建筑物等样本的自动识别，通过动态检查和监测地面物体的变化，实现新增城市违法建设的快速发现。这一系统可以实现空间地理的多维全息实体显示和代码管理，通过超精细管理，实现对重大活动的服务保障。在图像目标搜索方面，基于6G的全息空间信息系统，以多维全息视觉测绘技术下的深度学习方法实现自动图像搜索引擎，可以以毫秒的速度从大量遥感图像中自动搜索目标。在无人机视频数据实时目标检测与跟踪方面，通过建立全息目标图像的凸面模型，对图像进行比较分析，提取变化元素，从而实现全息动态变化检测。同时,通过无人机实时全息摄影测量技术,可以在移动端(近)实时显示处理结果,即无人机边飞边记录数据,服务器在另一边处理全息数据,飞完数据即可处理完成并以全息图像的形式呈现。智慧交通将是未来6G应用与规模推广的重要领域，智慧交通的许多关键性的技术，与测绘地理信息应用密切相关。未来出行，将会有自动驾驶汽车、个人飞行器、智慧平衡器等多种新型交通方式，融合6G技术和物联网，实现多模态、大规模交通工具的近乎全量连接，通过“云+AI”智慧大脑进行数据的存储、分析、融合、应用，综合虚拟现实、全息通信等技术，同时提供开放式的接入与应用能力，形成泛在的网络连接与感知体系，通过对大量数据的融汇、分析、决策，实现路况的智能巡查、自主自优化，服务人们的出行与娱乐、应急抢险、警情调度等。5G技术在我国的全面建设和普及，大大地促进了测绘地理信息的信息化、智能化发展，为测绘地理信息科技的应用提供了可靠、坚实的通信网络。未来6G技术的研发、落地、应用，将为数字经济的发展注入新的活力和动力。毫无疑问，6G技术是测绘地理信息行业继续立足于科技前沿的新高地，是加速行业发展的加速器。加强、加快6G技术与测绘地理信息的融合、研发、应用，将使行业在不远的将来的科技、市场竞争中，占据更加有利的地位。6G前瞻与测地愿景本刊评论员在5G（第五代移动通信技术）方兴未艾之际，专家们的视野已经拓宽到6G（第六代移动通信技术）。6G目前还处于研发阶段，但是其基本面貌已经清晰可见。6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界。多种、多维、多向度的信息，通过卫星通信整合到6G移动通信，实现全球无缝覆盖，6G网络信号理论上能够抵达任何一个偏远的地方。在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和6G地面网络的联动支持下，6G地空全覆盖网络将帮助人类在可持续发展的诸多方面取得很大进展。6G的数据传输速率，可能达到5G的50100倍，时延缩短到5G的十分之一，在峰值速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面远优于5G。6G的意义在于，它不再是简单的网络容量和传输速率的突破，更能够进一步缩小数字鸿沟，实现万物互联的终极目标。6G技术是地面无线通信技术、中高低轨卫星移动通信技术和短距离直接通信技术的融合。6G将充分利用低中高全频谱资源，实现空天地一体化的全球无缝覆盖。借助6G，我们更接近一个全息空间信息互联的世界。6G时代，物理世界在数字领域中被高度详细地表示出来，并对其进行分析和处理，人们将被放置在其中，以实现全息空间信息互联。6G网络作为关键基础设施，在整个网络中提供具有端到端低延迟和安全计算功能的高容量链路，使人和物理设备的虚拟表示在数字域中彼此交换信息。这对于测绘地理信息行业的重大意义，是不言而喻的。6G技术，将会把全社会推向“数字孪生”，真正实现“万物智联”。未来的6G时代，测绘地理信息有可能开始实现“海陆空天地”万物互联，推动现实世界向虚拟世界映射，加速社会智慧化升级，实现数字孪生和智慧泛在的愿景。基于6G的全息空间信息系统，可以连接空间地图、自动驾驶车辆、机器人代理和计算资源。在虚拟现实中，利用6G的低（微级别）延迟，用户可以实时在沉浸式环境中进行空间交互。在全息远程呈现方面，6G的足够带宽能将地理信息数字传输到所有人类感官，以提供身临其境的远程体验。不论是三维实景、孪生工厂、孪生医疗、智慧城市，其本质都是在模拟仿真技术的基础上，综合应用AI等技术，实现物理系统向信息空间数字化模型映射、监测、分析、优化、管理，6G技术为迈向这些场景修筑了“高速公路”和桥梁。根据投影物体和帧率的大小，全息通信需要足够的网络带宽，5G很难达到甚至达不到全息通信对于高清、超高清图像的需求。而6G的VR在线业务，可以具备在云端高速、高清晰度迁移云、端内容存储、图像渲染、解码、呈现及网络接入的能力。76主题策划TopicNo?6G未来在测绘场景的应用价值，主要体现在数据的广泛而且规模化采集、交互的实时性、获得的便捷性等方面，从而获得更加精准的数字化模型、更加高价值的运算结果、跨地域跨时间的体验、更加智能化的反馈与服务，实现全社会、全方位的智慧内生。6G的大吞吐量、超低延时等感知技术，能够支撑多维感官的协同传输，使人们获得沉浸式全息连接的“通感”体验，能够支撑1米以下甚至亚米级的超高精度定位，可以应用到测量测绘、智慧城市、智慧地图、精准农业、无人驾驶、车联网、形变监测等场景中。未来的6G空天地海一体化覆盖网络，将由具备不同功能、位于不同高度的卫星、高空平台、近地通信平台以及陆地和海洋等多种网络节点，实现互联互通，相互取长补短、优势互补，形成一个以地面蜂窝网络为基础，多种非地面通信为重要补充的立体广域覆盖通信网络，实现同一终端在地面、空中、海面各个区域的无缝漫游，为各类用户提供多样化的应用和服务。6G的空天地海全域覆盖，提供实时、实景传输与反馈，同时拥有高密度的设备连接能力，能够提取针对全域、某个区域、某个个体的“全景图像”，基于全域全时全景的网络覆盖、数据采集、数据分析，实现更多维度、更高水平的测绘地理空间信息技术应用，助力推动人类社会迈入数字孪生、智慧内生、泛在自由的时代。未来6G下的智慧城市、智慧乡村的发展，离不开时间、空间和位置等要素，这就决定了测绘地理信息技术所能提供的信息非常重要。基于6G的全息空间信息系统，可以实现从遥感获取图像数据，结合图形、图像学科等，建立大量全息样本数据库，实现机场、农田、建筑物等样本的自动识别，通过动态检查和监测地面物体的变化，实现新增城市违法建设的快速发现。这一系统可以实现空间地理的多维全息实体显示和代码管理，通过超精细管理，实现对重大活动的服务保障。在图像目标搜索方面，基于6G的全息空间信息系统，以多维全息视觉测绘技术下的深度学习方法实现自动图像搜索引擎，可以以毫秒的速度从大量遥感图像中自动搜索目标。在无人机视频数据实时目标检测与跟踪方面，通过建立全息目标图像的凸面模型，对图像进行比较分析，提取变化元素，从而实现全息动态变化检测。同时,通过无人机实时全息摄影测量技术,可以在移动端(近)实时显示处理结果,即无人机边飞边记录数据,服务器在另一边处理全息数据,飞完数据即可处理完成并以全息图像的形式呈现。智慧交通将是未来6G应用与规模推广的重要领域，智慧交通的许多关键性的技术，与测绘地理信息应用密切相关。未来出行，将会有自动驾驶汽车、个人飞行器、智慧平衡器等多种新型交通方式，融合6G技术和物联网，实现多模态、大规模交通工具的近乎全量连接，通过“云+AI”智慧大脑进行数据的存储、分析、融合、应用，综合虚拟现实、全息通信等技术，同时提供开放式的接入与应用能力，形成泛在的网络连接与感知体系，通过对大量数据的融汇、分析、决策，实现路况的智能巡查、自主自优化，服务人们的出行与娱乐、应急抢险、警情调度等。5G技术在我国的全面建设和普及，大大地促进了测绘地理信息的信息化、智能化发展，为测绘地理信息科技的应用提供了可靠、坚实的通信网络。未来6G技术的研发、落地、应用，将为数字经济的发展注入新的活力和动力。毫无疑问，6G技术是测绘地理信息行业继续立足于科技前沿的新高地，是加速行业发展的加速器。加强、加快6G技术与测绘地理信息的融合、研发、应用，将使行业在不远的将来的科技、市场竞争中，占据更加有利的地位。