人(rén)工智能(néng)信息服務(wù)：你在哪裏、在幹什(shén)麽，數據都知道
你在哪裏、在幹什(shén)麽，數據都知道
——三院士縱論人(rén)工智能(néng)時(shí)代時(shí)空信息服務(wù)的颠覆性創新(xīn)與挑戰
在日常生(shēng)活中，人(rén)們總愛問“什(shén)麽時(shí)間(jiān)”“你在哪裏”“在幹什(shén)麽”這(zhè)三個(gè)問題。人(rén)類社會90%以上(shàng)的活動信息都與時(shí)間(jiān)、空間(jiān)相關(guān)。現(xiàn)在，時(shí)空信息服務(wù)已經深入到人(rén)類生(shēng)産生(shēng)活的各個(gè)領域，跟用水用電一(yī)樣不可或缺。從2017中國地理(lǐ)信息産業大會上(shàng)獲悉，随着我國北鬥衛星系統建設的推進，中國掌握了(le)自主、獨立、可控的衛星導航技術，時(shí)空信息服務(wù)能(néng)力大大提升，共享單車、無人(rén)駕駛等新(xīn)業态獲得了(le)技術支撐。那麽，在人(rén)工智能(néng)時(shí)代，時(shí)空信息服務(wù)領域還會發生(shēng)哪些(xiē)颠覆性創新(xīn)、給人(rén)們帶來(lái)哪些(xiē)驚喜？本期《科學》版特邀中國工程院院士劉經南(nán)，中國科學院院士、中國工程院院士李德仁，中國工程院院士郭仁忠詳細解讀。
劉經南(nán)（中國工程院院士）：
從時(shí)空信息到大數據服務(wù)
人(rén)工智能(néng)給各行業帶來(lái)的巨大挑戰與機遇是空前的，将引起未來(lái)至少五十年的産業變革。地理(lǐ)信息行業的創新(xīn)發展必須轉變思維方式，樹立物聯網思維、大數據思維、時(shí)空觀思維，通過跨界融合，服務(wù)社會，争取智能(néng)化(huà)時(shí)代的主動權，實現(xiàn)綠(lǜ)色、智能(néng)的整體(tǐ)轉型。
駛向未來(lái)的人(rén)工智能(néng)巴士。
地理(lǐ)信息行業作(zuò)為(wèi)海量時(shí)空數據的生(shēng)産者，從數據采集到數據在各行各業中的應用可能(néng)都會在智能(néng)化(huà)時(shí)代中由機器(qì)完成。比如(rú)，随着智能(néng)傳感器(qì)設備和測量設備精度的智能(néng)性、實時(shí)性、可靠性越來(lái)越高，之前需要由人(rén)跋山涉水甚至冒着生(shēng)命危險完成的工作(zuò)将由智能(néng)設備和機器(qì)人(rén)來(lái)完成。這(zhè)意味着地理(lǐ)信息行業的某些(xiē)數據采集工作(zuò)者将可能(néng)被機器(qì)人(rén)所替代。
那麽，這(zhè)就(jiù)意味着地理(lǐ)信息行業将要走向衰敗嗎(ma)？答(dá)案是：不會！
随着科學進步，人(rén)類對時(shí)空服務(wù)的需求正在從事(shì)後走向實時(shí)和瞬間(jiān)、從靜态走向動态和高速、從粗略走向精準和完備、從陸地走向海洋和天空、從區域走向全球、從地球走向深空和宇宙。地理(lǐ)信息的存在性需求，決定了(le)它在智能(néng)化(huà)時(shí)代中不會消失，但(dàn)必須完成從信息化(huà)到智能(néng)化(huà)的轉型。
人(rén)類對位置服務(wù)質量要求越來(lái)越高，地理(lǐ)信息行業必須提高服務(wù)質量，包括對環境、人(rén)體(tǐ)健康、人(rén)身(shēn)安全、時(shí)空動态等多方面都要更加精确地監測，滿足“互聯網+”和智能(néng)化(huà)時(shí)代下(xià)日新(xīn)月(yuè)(yuè)異的個(gè)性化(huà)、智能(néng)化(huà)、實時(shí)化(huà)、精準化(huà)的服務(wù)需求。
從這(zhè)個(gè)意義上(shàng)講，地理(lǐ)信息行業不會在智能(néng)革命浪潮的沖擊下(xià)逐步衰退。中國地理(lǐ)信息行業在整個(gè)智能(néng)革命浪潮中的優勢，一(yī)是世界最大的位置服務(wù)需求市(shì)場(chǎng)以及體(tǐ)量巨大的時(shí)空位置信息，可以為(wèi)智能(néng)化(huà)提供豐富的數據資源；二是地理(lǐ)信息行業擁有時(shí)空位置基準的法律解釋權，時(shí)空位置數據精确性、特征性、複雜性标準的制定權。
與人(rén)工智能(néng)機器(qì)人(rén)合影。
如(rú)何幫助行業轉型？如(rú)何滿足“互聯網+”時(shí)代下(xià)不同的服務(wù)需求？如(rú)何通過人(rén)工智能(néng)最大化(huà)挖掘大數據潛在價值？智能(néng)化(huà)時(shí)代，地理(lǐ)信息行業要利用自身(shēn)優勢，抓住信息時(shí)代對時(shí)間(jiān)和空間(jiān)位置服務(wù)越來(lái)越高的需求，實現(xiàn)跨界融合。比如(rú)，可以利用時(shí)空數據雲，建立“地理(lǐ)信息大腦”，這(zhè)個(gè)“大腦”需具備感知能(néng)力、記憶和思維能(néng)力、學習能(néng)力、自适應能(néng)力、行為(wèi)決策能(néng)力，并通過智慧化(huà)，完成預測能(néng)力。
如(rú)何對海量大數據進行充分(fēn)挖掘和理(lǐ)解，把不同類别、不同精度、不同維度的時(shí)空大數據統一(yī)到數據服務(wù)的标準體(tǐ)系中，是智能(néng)化(huà)時(shí)代的一(yī)大挑戰。此外，可以将人(rén)工智能(néng)知識轉化(huà)為(wèi)商(shāng)業應用價值的人(rén)才也(yě)同樣緊缺，亟待培養。智能(néng)化(huà)時(shí)代給地理(lǐ)信息行業所帶來(lái)的思維變化(huà)和自主決策的影響，是對行業和個(gè)人(rén)最大的挑戰。
李德仁（中國科學院院士、中國工程院院士）：
對地觀測腦、智慧城市(shì)腦、智能(néng)手機腦的構想
現(xiàn)在，中國的空間(jiān)數據很多。天上(shàng)有衛星，空中有無人(rén)機，地上(shàng)有智能(néng)化(huà)駕駛汽車，還有視(shì)頻攝像頭和各種傳感器(qì)，加上(shàng)人(rén)們的手機、智能(néng)手表等，每時(shí)每刻都産生(shēng)數以億計的數據。通過技術創新(xīn)，中國的衛星導航技術正在走向大衆化(huà)、智能(néng)化(huà)，各地都在進行時(shí)空信息大數據與時(shí)空信息雲平台建設。
這(zhè)是現(xiàn)在空間(jiān)大數據的狀态，但(dàn)是目前我國的遙感、導航、通信系統孤立、信息分(fēn)離，時(shí)空服務(wù)相對滞後，所以我們要改進。現(xiàn)在要把孤立的系統通過“多網”融合起來(lái)。空間(jiān)大數據要服務(wù)得好(hǎo)(hǎo)，就(jiù)要靠人(rén)工智能(néng)激活。
在手機端實現(xiàn)的增強現(xiàn)實技術。
人(rén)工智能(néng)涉及腦科學，人(rén)工智能(néng)的起源是腦科學的一(yī)種進步，全世界都在競相研究，美國、歐洲等都已經啓動腦科學計劃。近年來(lái)，我國也(yě)非常重視(shì)腦認知科學的發展建設，提出到2030年人(rén)工智能(néng)的理(lǐ)論、技術應用總體(tǐ)達到世界領先水平。
感知認識和行動，這(zhè)是人(rén)類大腦的一(yī)個(gè)基本功能(néng)，計算(suàn)機沒有這(zhè)個(gè)功能(néng)。但(dàn)如(rú)果把人(rén)的感知、認知和行動融合在一(yī)起，利用空間(jiān)大數據跟人(rén)工智能(néng)結合，可以形成很多“智慧腦”。筆者構想了(le)三個(gè)“智慧腦”，比如(rú)：
第一(yī)，“對地觀測腦”：對地觀測腦與人(rén)腦類比，人(rén)腦有視(shì)覺、聽(tīng)覺等功能(néng)，通過視(shì)覺、聽(tīng)覺等功能(néng)獲得信息，對地觀測腦是将天上(shàng)的衛星數據傳到地面上(shàng)去，通過大數據和雲計算(suàn)滿足人(rén)們的要求。這(zhè)個(gè)腦是一(yī)個(gè)腦認知、感知自動化(huà)的認定系統，通過天上(shàng)衛星的遙感通信來(lái)完成數據的認知和處理(lǐ)。
對地觀測腦需要解決的關(guān)鍵問題，是按需提供服務(wù)。要突破主要關(guān)鍵技術比如(rú)星基導航增強技術、天地一(yī)體(tǐ)化(huà)網絡通信技術、多源成像數據在軌處理(lǐ)技術、天基信息智能(néng)終端服務(wù)技術、天基資源調度與網絡安全、一(yī)體(tǐ)化(huà)的非線性地球參考框架構建技術、基于載荷的衛星平台設計與研制技術等。
第二，要把智慧城市(shì)的運營中心做成“智慧城市(shì)腦”。智慧城市(shì)有傳感網、有雲計算(suàn)，是實時(shí)感覺人(rén)的互動、車的互動的智慧城市(shì)“雲腦”，用大數據來(lái)提高城市(shì)的運營管理(lǐ)水平，搞大數據增值服務(wù)，就(jiù)可以為(wèi)各行各業實時(shí)服務(wù)。可以用地理(lǐ)信息系統支持，這(zhè)個(gè)地理(lǐ)信息系統是實時(shí)數據進行分(fēn)析感受，要洞察數據的管理(lǐ)，在雲上(shàng)來(lái)實現(xiàn)智慧城市(shì)，這(zhè)樣的管理(lǐ)又可以提升智慧城市(shì)的水平，要把智慧城市(shì)的運營中心做成智慧城市(shì)的大腦。
第三，要有大量的傳感器(qì)，讓手機成為(wèi)一(yī)個(gè)幫助主人(rén)的“智能(néng)手機腦”。智能(néng)手機的進化(huà)過程，可以通過手機裏的數據推測人(rén)類行為(wèi)，它能(néng)夠了(le)解主人(rén)的行為(wèi)、心理(lǐ)，提醒人(rén)們該做什(shén)麽不該做什(shén)麽。手機利用大數據系統進行推理(lǐ)，就(jiù)知道主人(rén)是在散步、還是在家裏上(shàng)網，通過數據分(fēn)析推理(lǐ)，在手機裏面得到一(yī)個(gè)結論，比如(rú)主人(rén)在雪地裏倒了(le)5分(fēn)鍾，就(jiù)可以自動撥打110，或通知他的家人(rén)來(lái)救他，這(zhè)樣的手機才是真正的智能(néng)手機。
人(rén)工智能(néng)在地理(lǐ)信息行業的應用還有很多。比如(rú)，自動變化(huà)檢測、無人(rén)機高分(fēn)數據實時(shí)處理(lǐ)。傳感器(qì)的創新(xīn)要向人(rén)工智能(néng)、腦智能(néng)方向發展，類似對地觀測腦、智慧城市(shì)腦和智能(néng)手機腦，隻有抓住這(zhè)些(xiē)前沿，才能(néng)讓地理(lǐ)信息行業成為(wèi)全人(rén)類需要的大産業。時(shí)空地理(lǐ)信息過去是靜态的，如(rú)今必須走向時(shí)空地理(lǐ)信息的智能(néng)化(huà)新(xīn)階段。
郭仁忠（中國工程院院士）：
大數據會讓城市(shì)管理(lǐ)更智能(néng)
大數據時(shí)代和人(rén)工智能(néng)時(shí)代的到來(lái)，讓人(rén)們對地理(lǐ)信息行業很期待。
目前，不僅有移動互聯網上(shàng)傳的數據，還有航天遙感的數據。當數據量很大的時(shí)候，會發現(xiàn)數據的價值沒有跟數據量呈正向相關(guān)的關(guān)系，這(zhè)就(jiù)讓人(rén)們思考，數據怎樣産生(shēng)價值？時(shí)空信息，如(rú)果利用大數據，朝人(rén)工智能(néng)方向發展，會有很大的應用空間(jiān)。很多新(xīn)興行業需要時(shí)空信息來(lái)做支撐，比如(rú)共享單車。我國地理(lǐ)信息産業還處于“農(nóng)耕時(shí)代”。如(rú)果數據鏈再延伸一(yī)些(xiē)，數據的附加值可能(néng)就(jiù)會增加很多。比如(rú)，現(xiàn)在很多地方在建立智慧城市(shì)，需要大量地理(lǐ)信息數據做支撐。從這(zhè)個(gè)角度講，時(shí)空信息服務(wù)不僅要滿足于提供非常漂亮的、非常精準的傳統數據，還要提供更符合終端，滿足用戶需要的數據。
比如(rú)，全國都做了(le)地理(lǐ)信息普查，花了(le)很多人(rén)力物力，不僅能(néng)夠提供影像記錄，還能(néng)夠提供很多增值服務(wù)，但(dàn)這(zhè)種增值服務(wù)與傳統地理(lǐ)信息從業人(rén)員(yuán)擁有的專業技術不一(yī)樣，業務(wù)和産品都要跨界，才有更大的價值，不能(néng)滿足于提供原始數據和産品。跨界過程中，大數據要發揮重要作(zuò)用，需要結合人(rén)工智能(néng)，找到更好(hǎo)(hǎo)的服務(wù)路(lù)徑。
時(shí)空數據信息在智慧城市(shì)裏有什(shén)麽用？比如(rú)說(shuō)，把深圳的居住人(rén)口和就(jiù)業人(rén)口做分(fēn)布分(fēn)析。一(yī)個(gè)人(rén)有兩個(gè)最常出現(xiàn)的地點——家庭地址和工作(zuò)場(chǎng)所。早晨他從家裏到單位，晚上(shàng)從單位到家裏，他都要經過相關(guān)的交通路(lù)網，這(zhè)樣，就(jiù)能(néng)通過大數據的手段，知道不同路(lù)網的交通流量、交通壓力，從而對這(zhè)個(gè)交通路(lù)網做公交路(lù)線優化(huà)、道路(lù)規劃優化(huà)等，大數據會讓城市(shì)管理(lǐ)更智能(néng)。
現(xiàn)在，很多地理(lǐ)信息數據還存在相關(guān)部門的數據庫裏，需要把它們變成“雲”，實現(xiàn)社會化(huà)的共享、社會化(huà)的服務(wù)。在變成“雲”的同時(shí)，既要能(néng)夠做到動态更新(xīn)、全面感知，而且要能(néng)夠快(kuài)速地接入互聯網，方便使用；同時(shí)還要能(néng)深度融合，把地理(lǐ)信息跟城市(shì)的其他信息融合起來(lái)，形成一(yī)個(gè)社會化(huà)的城市(shì)信息，然後在這(zhè)個(gè)基礎上(shàng)進行相關(guān)的深度挖掘與應用，推動城市(shì)管理(lǐ)邁向智能(néng)化(huà)。
參考資料：
http://www.shangyi.com/member/invite.php?user=sinyet
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