人工智能信息服務(wù)：你在哪里、在干什么，數(shù)據(jù)都知道
你在哪里、在干什么，數(shù)據(jù)都知道
——三院士縱論人工智能時(shí)代時(shí)空信息服務(wù)的顛覆性創(chuàng)新與挑戰(zhàn)
在日常生活中，人們總愛(ài)問(wèn)“什么時(shí)間”“你在哪里”“在干什么”這三個(gè)問(wèn)題。人類社會(huì)90%以上的活動(dòng)信息都與時(shí)間、空間相關(guān)?，F(xiàn)在，時(shí)空信息服務(wù)已經(jīng)深入到人類生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，跟用水用電一樣不可或缺。從2017中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)大會(huì)上獲悉，隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，中國(guó)掌握了自主、獨(dú)立、可控的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，時(shí)空信息服務(wù)能力大大提升，共享單車、無(wú)人駕駛等新業(yè)態(tài)獲得了技術(shù)支撐。那么，在人工智能時(shí)代，時(shí)空信息服務(wù)領(lǐng)域還會(huì)發(fā)生哪些顛覆性創(chuàng)新、給人們帶來(lái)哪些驚喜？本期《科學(xué)》版特邀中國(guó)工程院院士劉經(jīng)南，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士李德仁，中國(guó)工程院院士郭仁忠詳細(xì)解讀。
劉經(jīng)南（中國(guó)工程院院士）：
從時(shí)空信息到大數(shù)據(jù)服務(wù)
人工智能給各行業(yè)帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)與機(jī)遇是空前的，將引起未來(lái)至少五十年的產(chǎn)業(yè)變革。地理信息行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展必須轉(zhuǎn)變思維方式，樹(shù)立物聯(lián)網(wǎng)思維、大數(shù)據(jù)思維、時(shí)空觀思維，通過(guò)跨界融合，服務(wù)社會(huì)，爭(zhēng)取智能化時(shí)代的主動(dòng)權(quán)，實(shí)現(xiàn)綠色、智能的整體轉(zhuǎn)型。
駛向未來(lái)的人工智能巴士。
地理信息行業(yè)作為海量時(shí)空數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用可能都會(huì)在智能化時(shí)代中由機(jī)器完成。比如，隨著智能傳感器設(shè)備和測(cè)量設(shè)備精度的智能性、實(shí)時(shí)性、可靠性越來(lái)越高，之前需要由人跋山涉水甚至冒著生命危險(xiǎn)完成的工作將由智能設(shè)備和機(jī)器人來(lái)完成。這意味著地理信息行業(yè)的某些數(shù)據(jù)采集工作者將可能被機(jī)器人所替代。
那么，這就意味著地理信息行業(yè)將要走向衰敗嗎？答案是：不會(huì)！
隨著科學(xué)進(jìn)步，人類對(duì)時(shí)空服務(wù)的需求正在從事后走向?qū)崟r(shí)和瞬間、從靜態(tài)走向動(dòng)態(tài)和高速、從粗略走向精準(zhǔn)和完備、從陸地走向海洋和天空、從區(qū)域走向全球、從地球走向深空和宇宙。地理信息的存在性需求，決定了它在智能化時(shí)代中不會(huì)消失，但必須完成從信息化到智能化的轉(zhuǎn)型。
人類對(duì)位置服務(wù)質(zhì)量要求越來(lái)越高，地理信息行業(yè)必須提高服務(wù)質(zhì)量，包括對(duì)環(huán)境、人體健康、人身安全、時(shí)空動(dòng)態(tài)等多方面都要更加精確地監(jiān)測(cè)，滿足“互聯(lián)網(wǎng)+”和智能化時(shí)代下日新月異的個(gè)性化、智能化、實(shí)時(shí)化、精準(zhǔn)化的服務(wù)需求。
從這個(gè)意義上講，地理信息行業(yè)不會(huì)在智能革命浪潮的沖擊下逐步衰退。中國(guó)地理信息行業(yè)在整個(gè)智能革命浪潮中的優(yōu)勢(shì)，一是世界最大的位置服務(wù)需求市場(chǎng)以及體量巨大的時(shí)空位置信息，可以為智能化提供豐富的數(shù)據(jù)資源；二是地理信息行業(yè)擁有時(shí)空位置基準(zhǔn)的法律解釋權(quán)，時(shí)空位置數(shù)據(jù)精確性、特征性、復(fù)雜性標(biāo)準(zhǔn)的制定權(quán)。
與人工智能機(jī)器人合影。
如何幫助行業(yè)轉(zhuǎn)型？如何滿足“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下不同的服務(wù)需求？如何通過(guò)人工智能最大化挖掘大數(shù)據(jù)潛在價(jià)值？智能化時(shí)代，地理信息行業(yè)要利用自身優(yōu)勢(shì)，抓住信息時(shí)代對(duì)時(shí)間和空間位置服務(wù)越來(lái)越高的需求，實(shí)現(xiàn)跨界融合。比如，可以利用時(shí)空數(shù)據(jù)云，建立“地理信息大腦”，這個(gè)“大腦”需具備感知能力、記憶和思維能力、學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力、行為決策能力，并通過(guò)智慧化，完成預(yù)測(cè)能力。
如何對(duì)海量大數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘和理解，把不同類別、不同精度、不同維度的時(shí)空大數(shù)據(jù)統(tǒng)一到數(shù)據(jù)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)體系中，是智能化時(shí)代的一大挑戰(zhàn)。此外，可以將人工智能知識(shí)轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的人才也同樣緊缺，亟待培養(yǎng)。智能化時(shí)代給地理信息行業(yè)所帶來(lái)的思維變化和自主決策的影響，是對(duì)行業(yè)和個(gè)人最大的挑戰(zhàn)。
李德仁（中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士）：
對(duì)地觀測(cè)腦、智慧城市腦、智能手機(jī)腦的構(gòu)想
現(xiàn)在，中國(guó)的空間數(shù)據(jù)很多。天上有衛(wèi)星，空中有無(wú)人機(jī)，地上有智能化駕駛汽車，還有視頻攝像頭和各種傳感器，加上人們的手機(jī)、智能手表等，每時(shí)每刻都產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的數(shù)據(jù)。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)正在走向大眾化、智能化，各地都在進(jìn)行時(shí)空信息大數(shù)據(jù)與時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)。
這是現(xiàn)在空間大數(shù)據(jù)的狀態(tài)，但是目前我國(guó)的遙感、導(dǎo)航、通信系統(tǒng)孤立、信息分離，時(shí)空服務(wù)相對(duì)滯后，所以我們要改進(jìn)?，F(xiàn)在要把孤立的系統(tǒng)通過(guò)“多網(wǎng)”融合起來(lái)?？臻g大數(shù)據(jù)要服務(wù)得好，就要靠人工智能激活。
在手機(jī)端實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。
人工智能涉及腦科學(xué)，人工智能的起源是腦科學(xué)的一種進(jìn)步，全世界都在競(jìng)相研究，美國(guó)、歐洲等都已經(jīng)啟動(dòng)腦科學(xué)計(jì)劃。近年來(lái)，我國(guó)也非常重視腦認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展建設(shè)，提出到2030年人工智能的理論、技術(shù)應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
感知認(rèn)識(shí)和行動(dòng)，這是人類大腦的一個(gè)基本功能，計(jì)算機(jī)沒(méi)有這個(gè)功能。但如果把人的感知、認(rèn)知和行動(dòng)融合在一起，利用空間大數(shù)據(jù)跟人工智能結(jié)合，可以形成很多“智慧腦”。筆者構(gòu)想了三個(gè)“智慧腦”，比如：
第一，“對(duì)地觀測(cè)腦”：對(duì)地觀測(cè)腦與人腦類比，人腦有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等功能，通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等功能獲得信息，對(duì)地觀測(cè)腦是將天上的衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳到地面上去，通過(guò)大數(shù)據(jù)和云計(jì)算滿足人們的要求。這個(gè)腦是一個(gè)腦認(rèn)知、感知自動(dòng)化的認(rèn)定系統(tǒng)，通過(guò)天上衛(wèi)星的遙感通信來(lái)完成數(shù)據(jù)的認(rèn)知和處理。
對(duì)地觀測(cè)腦需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，是按需提供服務(wù)。要突破主要關(guān)鍵技術(shù)比如星基導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)、天地一體化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多源成像數(shù)據(jù)在軌處理技術(shù)、天基信息智能終端服務(wù)技術(shù)、天基資源調(diào)度與網(wǎng)絡(luò)安全、一體化的非線性地球參考框架構(gòu)建技術(shù)、基于載荷的衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)計(jì)與研制技術(shù)等。
第二，要把智慧城市的運(yùn)營(yíng)中心做成“智慧城市腦”。智慧城市有傳感網(wǎng)、有云計(jì)算，是實(shí)時(shí)感覺(jué)人的互動(dòng)、車的互動(dòng)的智慧城市“云腦”，用大數(shù)據(jù)來(lái)提高城市的運(yùn)營(yíng)管理水平，搞大數(shù)據(jù)增值服務(wù)，就可以為各行各業(yè)實(shí)時(shí)服務(wù)?？梢杂玫乩硇畔⑾到y(tǒng)支持，這個(gè)地理信息系統(tǒng)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析感受，要洞察數(shù)據(jù)的管理，在云上來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧城市，這樣的管理又可以提升智慧城市的水平，要把智慧城市的運(yùn)營(yíng)中心做成智慧城市的大腦。
第三，要有大量的傳感器，讓手機(jī)成為一個(gè)幫助主人的“智能手機(jī)腦”。智能手機(jī)的進(jìn)化過(guò)程，可以通過(guò)手機(jī)里的數(shù)據(jù)推測(cè)人類行為，它能夠了解主人的行為、心理，提醒人們?cè)撟鍪裁床辉撟鍪裁?。手機(jī)利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行推理，就知道主人是在散步、還是在家里上網(wǎng)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析推理，在手機(jī)里面得到一個(gè)結(jié)論，比如主人在雪地里倒了5分鐘，就可以自動(dòng)撥打110，或通知他的家人來(lái)救他，這樣的手機(jī)才是真正的智能手機(jī)。
人工智能在地理信息行業(yè)的應(yīng)用還有很多。比如，自動(dòng)變化檢測(cè)、無(wú)人機(jī)高分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理。傳感器的創(chuàng)新要向人工智能、腦智能方向發(fā)展，類似對(duì)地觀測(cè)腦、智慧城市腦和智能手機(jī)腦，只有抓住這些前沿，才能讓地理信息行業(yè)成為全人類需要的大產(chǎn)業(yè)。時(shí)空地理信息過(guò)去是靜態(tài)的，如今必須走向時(shí)空地理信息的智能化新階段。
郭仁忠（中國(guó)工程院院士）：
大數(shù)據(jù)會(huì)讓城市管理更智能
大數(shù)據(jù)時(shí)代和人工智能時(shí)代的到來(lái)，讓人們對(duì)地理信息行業(yè)很期待。
目前，不僅有移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上傳的數(shù)據(jù)，還有航天遙感的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值沒(méi)有跟數(shù)據(jù)量呈正向相關(guān)的關(guān)系，這就讓人們思考，數(shù)據(jù)怎樣產(chǎn)生價(jià)值？時(shí)空信息，如果利用大數(shù)據(jù)，朝人工智能方向發(fā)展，會(huì)有很大的應(yīng)用空間。很多新興行業(yè)需要時(shí)空信息來(lái)做支撐，比如共享單車。我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)還處于“農(nóng)耕時(shí)代”。如果數(shù)據(jù)鏈再延伸一些，數(shù)據(jù)的附加值可能就會(huì)增加很多。比如，現(xiàn)在很多地方在建立智慧城市，需要大量地理信息數(shù)據(jù)做支撐。從這個(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(zhǔn)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，還要提供更符合終端，滿足用戶需要的數(shù)據(jù)。
比如，全國(guó)都做了地理信息普查，花了很多人力物力，不僅能夠提供影像記錄，還能夠提供很多增值服務(wù)，但這種增值服務(wù)與傳統(tǒng)地理信息從業(yè)人員擁有的專業(yè)技術(shù)不一樣，業(yè)務(wù)和產(chǎn)品都要跨界，才有更大的價(jià)值，不能滿足于提供原始數(shù)據(jù)和產(chǎn)品?？缃邕^(guò)程中，大數(shù)據(jù)要發(fā)揮重要作用，需要結(jié)合人工智能，找到更好的服務(wù)路徑。
時(shí)空數(shù)據(jù)信息在智慧城市里有什么用？比如說(shuō)，把深圳的居住人口和就業(yè)人口做分布分析。一個(gè)人有兩個(gè)最常出現(xiàn)的地點(diǎn)——家庭地址和工作場(chǎng)所。早晨他從家里到單位，晚上從單位到家里，他都要經(jīng)過(guò)相關(guān)的交通路網(wǎng)，這樣，就能通過(guò)大數(shù)據(jù)的手段，知道不同路網(wǎng)的交通流量、交通壓力，從而對(duì)這個(gè)交通路網(wǎng)做公交路線優(yōu)化、道路規(guī)劃優(yōu)化等，大數(shù)據(jù)會(huì)讓城市管理更智能。
現(xiàn)在，很多地理信息數(shù)據(jù)還存在相關(guān)部門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)里，需要把它們變成“云”，實(shí)現(xiàn)社會(huì)化的共享、社會(huì)化的服務(wù)。在變成“云”的同時(shí)，既要能夠做到動(dòng)態(tài)更新、全面感知，而且要能夠快速地接入互聯(lián)網(wǎng)，方便使用；同時(shí)還要能深度融合，把地理信息跟城市的其他信息融合起來(lái)，形成一個(gè)社會(huì)化的城市信息，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的深度挖掘與應(yīng)用，推動(dòng)城市管理邁向智能化。
參考資料：
http://www.shangyi.com/member/invite.php?user=sinyet
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