从数据到知识 让地图更“智能”

目前，中国科技人员正在整合人工智能、时空大数据等先进技术，不仅让地图活起来，也让地图变得更智能。打开中国德清可持续发展目标(SDGs)知识服务系统，就能看到这样一张智能“活地图”，可以直观、详细地查看人口密度、空间差异与社会公共实施布局之间的关系。系统集成了德清县16项可持续发展目标和102项经济、环境、社会指标的量化评价和综合分析结果，深度融合统计学和地理信息，是全球首个县域可持续发展目标评价与服务案例。2020年被联合国列为全球首批16项可持续发展目标优秀实践，并被列入可持续发展目标最佳案例电子期刊，中国仅有1个案例入选。

该系统是由中国工程院院士陈军主持，广州阿尔法软件信息技术有限公司参加的科技成果，在去年广州举办的2020中国创新创业博览会上，这一成果引起了强烈反响，阿尔法公司还被授予创汇博览会技术创新成长型企业的荣誉。

随着陈军院士在Alpha专家工作站的成立，时空知识服务框架构建、时空知识挖掘技术等关键技术领域的突破正在加速推进。这些技术让地理信息不再只回答“发生了什么、在哪里发生、是谁做的”等肤浅的问题，而是提供了“为什么发生、会发生什么”等深层次的知识。因此，地图变得更加智能，成为社会经济建设的好顾问。

让地理信息回答“为什么”

作为国际测绘领域的知名专家，陈军院士长期从事基于航天测绘基础地理信息建模、更新和服务的工程科学研究与实践。他以新时代测绘工作“两服务两支撑”根本定位的确定，站在国家和部门重大战略需求的前沿，率先开展自然资源整体技术调查监测，以时空信息支撑国土空间规划和可持续发展相关研究。为联合企业设立院士专家工作站，开展时空知识服务创新技术研究，为相关战略实施提供精准、前瞻、及时的服务支持。

“测绘的基本任务是测量和表达各种自然要素、文化现象和人工设施的多维空间分布、多重属性及其随时间的动态变化。从数字测绘到智能测绘，已经成为测绘地理信息产业的必然选择。”陈军说。30年来，我国测绘经历了从模拟测绘技术到数字测绘技术的重要变革，推动了数字化产品生产和服务体系的全面建立。

陈军表示，国土空间规划、生态环境保护、防灾减灾、自动驾驶、疫情防控等新兴应用领域对时空信息的精细化、更新周期和服务模式提出了许多新要求。然而，现有的数字测绘技术在智能性、动态性和准确性方面存在不足或局限。智能测绘的重要内容是开发和提供更多多维、动态、高精度的时空数据产品，构建新的时空信息基础设施，提供时空知识服务。

在测绘地理信息行业，时空知识服务是对现有数据信息服务的进一步升级。在“互联网大数据”时代，“海量数据、信息爆炸、知识难求”屡见不鲜。简单来说，数据信息只能告诉你肤浅的信息

院士工作站从事的时空知识服务创新技术研究，是集成人工智能、时空大数据等先进技术，研究时空知识建模、知识提取与处理、深度搜索、智能表达、时空演化、知识推理等关键技术。从而实现从提供数据信息服务到提供知识服务的跨越，进而更好地服务社会。

在两项关键技术上实现突破。

院士工作站负责人崔博士告诉记者，工作站规划与实施的技术研究重点在三个方面，即时空知识服务的基础平台研究，以及三维地图、动态地图、地图构建、知识组织等功能的实现；自然资源调查监测和国土空间规划领域的应用示范研究，可持续发展领域的应用示范研究。目前，他们在时空知识服务框架的构建和时空知识挖掘两个关键技术上取得了突破。

时空知识服务提供什么，应该构建什么样的知识框架，是首先要解决的难题。虽然谷歌、百度等IT巨头从2012年开始知识地图的研究和应用，并取得了成功，但一般领域的知识模型不能简单地复制到地理信息领域。

在陈军院士的带领下，研究团队采用“单点知识的知识地图”模型，构建时空知识服务模型。在知识点的个体层面，知识的内在含义通过知识描述和支持数据事实的结合来体现。在知识的整体层面上，知识图谱用于反映知识点之间的逻辑关系，揭示知识的外在含义。

此外，如何从海量地理信息数据中提取时空知识也是应用中亟待解决的问题。通过自然资源调查监测、国土空间规划实施监督、可持续发展定量评价等研究。院士团队逐渐形成了“数据指标知识”的知识挖掘技术路线，将指标作为知识获取的重要来源，并采用“核心变量”的概念简化指标的计算模型。

目前，时空知识服务平台研究已初步完成，并通过项目实施在自然资源与可持续发展领域的应用示范。今年9月，在广州院士专家工作站第一阶段评估中，阿尔法公司院士工作站被评为优秀。

陈军说，之所以选择在广州设立院士专家工作站，不仅是因为他与Alpha公司有着多年的合作，更是因为广州在科技、经济、人才等方面的天然优势。“目前，我们的很多研究已经到了成果转化为产品的阶段。同时，广州作为“科技创新中国”建设试点城市之一，具有尊重人才、尊重知识、尊重科技创新创业的良好氛围，依托珠三角、粤港澳大湾区的区位优势，容易汇聚高端产业人才和高新科技人才。”

今年四月，院士工作站在广州举办了广东省可持续发展监测评估战略研究项目启动会，“该项目希望能借鉴德清的可持续发展监测评估模式，在广东推动可持续发展监测评估这一重大战略性工作。”陈军的助手彭舒高工对记者介绍说。

谈到院士工作站对企业的影响，崔秉良博士对记者说：“陈院士常叮嘱我们要在测绘地理信息技术领域再往前走一步，从数据信息服务向知识服务转型。这为公司明确了技术路线的研发方向。有了院士专家工作站支持，我们有信心推动时空知识服务新产业的形成。”

在服务国家战略需求中“崭露头角”

如今陈军院士专家工作站和阿尔法公司已经在重庆市国土空间规划知识服务项目、广州市增城区政府工作知识服务平台项目等国内重大时空知识服务项目中崭露头角。

这些时空知识服务项目对政府工作人员掌握全貌、跟进进度、发现问题、科学施策起到了辅助作用。比如在对某地可持续发展状况进行评估时，虽然他们最初了解到的信息是该地基础设施非常先进发达，但通过地理大数据进一步分析挖掘便发现其公共交通体系尚不完备，外地人在该地出行不很方便。基于此项知识，当地政府随后制定了针对性的行动方案来进行改进。

不仅如此，院士专家工作站还参与了一些服务国家战略需求的大项目、大工程。长期以来，我国自然资源调查监测工作存在调查部门比较分散、概念不统一、内容相互交叉、指标之间相互矛盾等问题，出台的相关标准、技术体系存在不协调等问题，国家目前在推动构建统一的自然资源调查监测体系。完成自然资源调查监测技术体系设计便是其中的当务之急。今年陕西省秦岭自然资源调查监测项目成为全国自然资源调查监测技术体系构建的9个试点项目之一。

目前院士工作站便牵头该项目的实施，并主要承担对秦岭地区调查监测成果的分析评价和知识化服务工作，他们将利用本次调查监测数据及整合成果，对秦岭地区的自然资源、资产、资本等信息进行分析评估，建立反映山水林田湖草生命共同体的自然资源知识体系。

看到已经所取得的成果，陈军院士对院士工作站充满期待。“我非常期望通过这个‘院士工作站’，将时空知识技术转化为可定制、易复用的通用型时空知识服务产品。同时与广州、大湾区合作推动地理信息知识领域的基础研究和关键技术研发，研制空间型知识服务平台，促进时空知识服务产业的发展，为经济建设、社会发展、自然资源管理等迫切需求提供准确、前瞻的知识服务。”他表示。