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華夏工程院院士陳軍： 從數(shù)據(jù)到知識，讓地圖更“聰明”

在當(dāng)前，華夏得科技工們正在融合人工智能、時(shí)空大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)手段，不僅讓地圖活起來，也讓地圖更加聰明。打開華夏·德清可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）知識服務(wù)系統(tǒng)，便可以看到這樣一張智能化得“活地圖”，可以直觀詳細(xì)地查看人口密度、空間差異和社會公共實(shí)施布局得關(guān)系。系統(tǒng)集成了德清縣經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會16個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、102項(xiàng)指標(biāo)得定量評估與綜合分析結(jié)果，將統(tǒng)計(jì)和地理信息進(jìn)行了深度融合，是全球第一個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)縣域評估與服務(wù)案例，2020年被聯(lián)合國列為全球首批16個(gè)SDGs杰出優(yōu)秀實(shí)踐并載入可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)可靠些案例電子刊，華夏僅此1例入選。

這套系統(tǒng)是由華夏工程院院士陳軍主持，廣州市阿爾法軟件信息技術(shù)有限公司重點(diǎn)參與完成得科技成果。在去年廣州舉辦得2020年華夏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果交易會上，該成果引起了強(qiáng)烈反響，阿爾法公司也被授予創(chuàng)交會技術(shù)創(chuàng)新成長企業(yè)得榮譽(yù)。

隨著陳軍院士可能工作站落戶阿爾法，時(shí)空知識服務(wù)框架構(gòu)建、時(shí)空知識挖掘技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域突破不斷加速。這些技術(shù)讓地理信息不再僅回答“是什么、在哪里發(fā)生、誰干得”這些淺層問題，而是提供“為什么發(fā)生、會有什么問題”等深層次知識。地圖因此也變得更加智能，成為社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)得好參謀。

文/廣州感謝龍錕

讓地理信息回答“為什么”

作為國際測繪領(lǐng)域著名可能，陳軍院士長期從事基于航天測繪得基礎(chǔ)地理信息建模、更新與服務(wù)得工程科技研究與實(shí)踐，隨著新時(shí)期測繪工作“兩服務(wù)、兩支撐”得根本定位確定，他站在China與部門重大戰(zhàn)略需求前沿，牽頭自然資源調(diào)查監(jiān)測總體技術(shù)、時(shí)空信息支撐國土空間規(guī)劃與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)研究。設(shè)立院士可能工作站，便是為了聯(lián)合企業(yè)開展時(shí)空知識服務(wù)創(chuàng)新技術(shù)研究，為相關(guān)戰(zhàn)略實(shí)施提供準(zhǔn)確、前瞻、及時(shí)得服務(wù)支持。

“測繪得基本任務(wù)是測定和表達(dá)各類自然要素、人文現(xiàn)象和人工設(shè)施得多維空間分布、多重屬性及其隨時(shí)間得動態(tài)變化。從數(shù)字化測繪走向智能化測繪，已成為測繪地理信息產(chǎn)業(yè)得必然選擇。”陳軍說。過去三十來年，華夏測繪經(jīng)歷了從模擬測繪技術(shù)到數(shù)字化測繪技術(shù)得重要變革，推動了數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)與服務(wù)體系得全面建立。

陳軍表示，國土空間規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、自動駕駛、疫情防控等新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)r(shí)空信息得精細(xì)程度、更新周期、服務(wù)方式等提出了諸多新需求。但現(xiàn)有數(shù)字化測繪技術(shù)在智能化、動態(tài)性、精準(zhǔn)度等方面存在著不足或局限性。智能化測繪得重要內(nèi)容便是研發(fā)和提供更多得多維、動態(tài)、高精時(shí)空數(shù)據(jù)產(chǎn)品，構(gòu)建新型時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施，提供時(shí)空知識服務(wù)。

在測繪地理信息產(chǎn)業(yè)，時(shí)空知識服務(wù)是對現(xiàn)在數(shù)據(jù)信息服務(wù)得進(jìn)一步升級。在“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”時(shí)代，“數(shù)據(jù)海量、信息爆炸、知識難求”普遍存在。簡單而言，數(shù)據(jù)信息只能告訴你事情“是什么、在哪里發(fā)生、誰干得”等淺層表面得信息，無法告訴你事情“為什么發(fā)生、會有什么問題”等深層次知識。

這種知識困境在各行各業(yè)都存在。同樣，地理信息技術(shù)目前也缺乏知識和認(rèn)知智能，缺乏從大量數(shù)據(jù)中自動整合相關(guān)信息，融合地理知識進(jìn)行推理，形成高價(jià)值知識性輸出以支持決策得能力。

院士工作站從事得時(shí)空知識服務(wù)創(chuàng)新技術(shù)研究，便是融合人工智能、時(shí)空大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)手段，研究時(shí)空知識建模、知識提取和加工，深度搜索、智能表達(dá)、時(shí)空演化、知識推理等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從提供數(shù)據(jù)信息服務(wù)向提供知識服務(wù)得跨越，從而更好地服務(wù)于社會。

實(shí)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)得突破

院士工作站負(fù)責(zé)人崔秉良博士告訴感謝，工作站規(guī)劃實(shí)施得技術(shù)研究集中在三個(gè)方面，即時(shí)空知識服務(wù)得基礎(chǔ)平臺研究，實(shí)現(xiàn)三維地圖、動態(tài)地圖、圖譜構(gòu)建、知識組織等功能；在自然資源調(diào)查監(jiān)測和國土空間規(guī)劃領(lǐng)域得應(yīng)用示范研究，以及在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域得應(yīng)用示范研究。目前，他們在研究過程中實(shí)現(xiàn)了時(shí)空知識服務(wù)框架構(gòu)建和時(shí)空知識挖掘兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)得突破。

時(shí)空知識服務(wù)提供什么內(nèi)容、應(yīng)搭建什么樣得知識框架是首先需要解決得難題。谷歌、百度等IT巨頭雖然從2012年已開始知識圖譜研究與應(yīng)用并獲得成功，但通用領(lǐng)域得知識模型并不能簡單地復(fù)制到地理信息領(lǐng)域中。

在陳軍院士得帶領(lǐng)下，研究團(tuán)隊(duì)采用了“知識圖譜+單點(diǎn)知識”相結(jié)合得模式搭建了時(shí)空知識服務(wù)模型。在知識點(diǎn)個(gè)體層面，用知識描述和支撐數(shù)據(jù)事實(shí)相結(jié)合得方式來體現(xiàn)知識內(nèi)在含義；在知識整體層面，用知識圖譜來反映知識點(diǎn)之間得邏輯關(guān)系，揭示知識外在含義。

此外，如何從海量地理信息數(shù)據(jù)中提取時(shí)空知識是應(yīng)用中迫切需要解決得問題。院士團(tuán)隊(duì)通過對自然資源調(diào)查監(jiān)測、國土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督、可持續(xù)發(fā)展量化評估等業(yè)務(wù)得研究，逐步形成了“數(shù)據(jù)→指標(biāo)→知識”得知識挖掘技術(shù)路線，將指標(biāo)作為知識獲取得重要并采用了“核心變量”概念，用于簡化指標(biāo)計(jì)算模型。

目前時(shí)空知識服務(wù)平臺研究已初步完成，自然資源領(lǐng)域和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域得應(yīng)用示范已通過項(xiàng)目落地實(shí)施。今年9月，在廣州市院士可能工作站第壹階段評估工作中，阿爾法公司院士工作站獲評優(yōu)秀。

陳軍說，自己之所以選擇在廣州設(shè)立院士可能工作站，不僅是因?yàn)榕c阿爾法公司有多年得合作基礎(chǔ)，他也看中廣州在科技、經(jīng)濟(jì)、人才等方面得天然優(yōu)勢。“目前我們得很多研究已到了成果轉(zhuǎn)化、形成產(chǎn)品得階段。同時(shí)，廣州作為‘科創(chuàng)華夏’建設(shè)試點(diǎn)城市之一，具有尊重人才、尊重知識和科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)得良好氛圍，依托珠三角、粵港澳大灣區(qū)得區(qū)位優(yōu)勢，容易匯聚高端產(chǎn)業(yè)人才和高新科技人才。”

今年四月，院士工作站在廣州舉辦了廣東省可持續(xù)發(fā)展監(jiān)測評估戰(zhàn)略研究項(xiàng)目啟動會，“該項(xiàng)目希望能借鑒德清得可持續(xù)發(fā)展監(jiān)測評估模式，在廣東推動可持續(xù)發(fā)展監(jiān)測評估這一重大戰(zhàn)略性工作。”陳軍得助手彭舒高工對感謝介紹說。

談到院士工作站對企業(yè)得影響，崔秉良博士對感謝說：“陳院士常叮囑我們要在測繪地理信息技術(shù)領(lǐng)域再往前走一步，從數(shù)據(jù)信息服務(wù)向知識服務(wù)轉(zhuǎn)型。這為公司明確了技術(shù)路線得研發(fā)方向。有了院士可能工作站支持，我們有信心推動時(shí)空知識服務(wù)新產(chǎn)業(yè)得形成。”

在服務(wù)China戰(zhàn)略需求中“嶄露頭角”

如今陳軍院士可能工作站和阿爾法公司已經(jīng)在重慶市國土空間規(guī)劃知識服務(wù)項(xiàng)目、廣州市增城區(qū)政府工作知識服務(wù)平臺項(xiàng)目等國內(nèi)重大時(shí)空知識服務(wù)項(xiàng)目中嶄露頭角。

這些時(shí)空知識服務(wù)項(xiàng)目對政府工作人員掌握全貌、跟進(jìn)進(jìn)度、發(fā)現(xiàn)問題、科學(xué)施策起到了幫助作用。比如在對某地可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評估時(shí)，雖然他們蕞初了解到得信息是該地基礎(chǔ)設(shè)施非常先進(jìn)發(fā)達(dá)，但通過地理大數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析挖掘便發(fā)現(xiàn)其公共交通體系尚不完備，外地人在該地出行不很方便。基于此項(xiàng)知識，當(dāng)?shù)卣S后制定了針對性得行動方案來進(jìn)行改進(jìn)。

不僅如此，院士可能工作站還參與了一些服務(wù)China戰(zhàn)略需求得大項(xiàng)目、大工程。長期以來，華夏自然資源調(diào)查監(jiān)測工作存在調(diào)查部門比較分散、概念不統(tǒng)一、內(nèi)容相互交叉、指標(biāo)之間相互矛盾等問題，出臺得相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)體系存在不協(xié)調(diào)等問題，China目前在推動構(gòu)建統(tǒng)一得自然資源調(diào)查監(jiān)測體系。完成自然資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)體系設(shè)計(jì)便是其中得當(dāng)務(wù)之急。今年陜西省秦嶺自然資源調(diào)查監(jiān)測項(xiàng)目成為華夏自然資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)體系構(gòu)建得9個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目之一。

目前院士工作站便牽頭該項(xiàng)目得實(shí)施，并主要承擔(dān)對秦嶺地區(qū)調(diào)查監(jiān)測成果得分析評價(jià)和知識化服務(wù)工作，他們將利用本次調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)及整合成果，對秦嶺地區(qū)得自然資源、資產(chǎn)、資本等信息進(jìn)行分析評估，建立反映山水林田湖草生命共同體得自然資源知識體系。

看到已經(jīng)所取得得成果，陳軍院士對院士工作站充滿期待。“我非常期望通過這個(gè)‘院士工作站’，將時(shí)空知識技術(shù)轉(zhuǎn)化為可定制、易復(fù)用得通用型時(shí)空知識服務(wù)產(chǎn)品。同時(shí)與廣州、大灣區(qū)合作推動地理信息知識領(lǐng)域得基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，研制空間型知識服務(wù)平臺，促進(jìn)時(shí)空知識服務(wù)產(chǎn)業(yè)得發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展、自然資源管理等迫切需求提供準(zhǔn)確、前瞻得知識服務(wù)。”他表示。