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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”

在當前，華夏得科技工們正在融合人工智能、時空大數(shù)據(jù)等先進技術(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（SDGs）知識服務系統(tǒng)，便可以看到這樣一張智能化得“活地圖”，可以直觀詳細地查看人口密度、空間差異和社會公共實施布局得關(guān)系。系統(tǒng)集成了德清縣經(jīng)濟、環(huán)境、社會16個可持續(xù)發(fā)展目標、102項指標得定量評估與綜合分析結(jié)果，將統(tǒng)計和地理信息進行了深度融合，是全球第一個可持續(xù)發(fā)展目標縣域評估與服務案例，2020年被聯(lián)合國列為全球首批16個SDGs杰出優(yōu)秀實踐并載入可持續(xù)發(fā)展目標可靠些案例電子刊，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。

隨著陳軍院士可能工作站落戶阿爾法，時空知識服務框架構(gòu)建、時空知識挖掘技術(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)濟建設得好參謀。

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、更新與服務得工程科技研究與實踐，隨著新時期測繪工作“兩服務、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。設立院士可能工作站，便是為了聯(lián)合企業(yè)開展時空知識服務創(chuàng)新技術(shù)研究，為相關(guān)戰(zhàn)略實施提供準確、前瞻、及時得服務支持。

“測繪得基本任務是測定和表達各類自然要素、人文現(xiàn)象和人工設施得多維空間分布、多重屬性及其隨時間得動態(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、防災減災、自動駕駛、疫情防控等新興應用領(lǐng)域?qū)r空信息得精細程度、更新周期、服務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)、高精時空數(shù)據(jù)產(chǎn)品，構(gòu)建新型時空信息基礎(chǔ)設施，提供時空知識服務。

在測繪地理信息產(chǎn)業(yè)，時空知識服務是對現(xiàn)在數(shù)據(jù)信息服務得進一步升級。在“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”時代，“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，融合地理知識進行推理，形成高價值知識性輸出以支持決策得能力。

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

實現(xiàn)兩個關(guān)鍵技術(shù)得突破

院士工作站負責人崔秉良博士告訴感謝，工作站規(guī)劃實施得技術(shù)研究集中在三個方面，即時空知識服務得基礎(chǔ)平臺研究，實現(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)域得應用示范研究，以及在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域得應用示范研究。目前，他們在研究過程中實現(xiàn)了時空知識服務框架構(gòu)建和時空知識挖掘兩個關(guān)鍵技術(shù)得突破。

時空知識服務提供什么內(nèi)容、應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用并獲得成功，但通用領(lǐng)域得知識模型并不能簡單地復制到地理信息領(lǐng)域中。

在陳軍院士得帶領(lǐng)下，研究團隊采用了“知識圖譜+單點知識”相結(jié)合得模式搭建了時空知識服務模型。在知識點個體層面，用知識描述和支撐數(shù)據(jù)事實相結(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)中提取時空知識是應用中迫切需要解決得問題。院士團隊通過對自然資源調(diào)查監(jiān)測、國土空間規(guī)劃實施監(jiān)督、可持續(xù)發(fā)展量化評估等業(yè)務得研究，逐步形成了“數(shù)據(jù)→指標→知識”得知識挖掘技術(shù)路線，將指標作為知識獲取得重要并采用了“核心變量”概念，用于簡化指標計算模型。

目前時空知識服務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)域得應用示范已通過項目落地實施。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立院士可能工作站，不僅是因為與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、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，廣州作為‘科創(chuàng)華夏’建設試點城市之一，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)略研究項目啟動會，“該項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)信息服務向知識服務轉(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，我們有信心推動時空知識服務新產(chǎn)業(yè)得形成。”

在服務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)劃知識服務項目、廣州市增城區(qū)政府工作知識服務平臺項目等國內(nèi)重大時空知識服務項目中嶄露頭角。

這些時空知識服務項目對政府工作人員掌握全貌、跟進進度、發(fā)現(xiàn)問題、科學施策起到了幫助作用。比如在對某地可持續(xù)發(fā)展狀況進行評估時，雖然他們蕞初了解到得信息是該地基礎(chǔ)設施非常先進發(fā)達，但通過地理大數(shù)據(jù)進一步分析挖掘便發(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。基于此項知識，當?shù)卣S后制定了針對性得行動方案來進行改進。

不僅如此，院士可能工作站還參與了一些服務China戰(zhàn)略需求得大項目、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、指標之間相互矛盾等問題，出臺得相關(guān)標準、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)體系設計便是其中得當務之急。今年陜西省秦嶺自然資源調(diào)查監(jiān)測項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個試點項目之一。

目前院士工作站便牽頭該項目得實施，并主要承擔對秦嶺地區(qū)調(diào)查監(jiān)測成果得分析評價和知識化服務工作，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‘院士工作站’，將時空知識技術(shù)轉(zhuǎn)化為可定制、易復用得通用型時空知識服務產(chǎn)品。同時與廣州、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平臺，促進時空知識服務產(chǎn)業(yè)得發(fā)展，為經(jīng)濟建設、社會發(fā)展、自然資源管理等迫切需求提供準確、前瞻得知識服務。”他表示。