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? 劉琴

兩院院士、武漢大學(xué)教授李德仁，在近日舉行的2025中關(guān)村論壇年會工程科技創(chuàng)新論壇上作了題為《時空智能助力可持續(xù)發(fā)展目標》的主旨報告，講述了時空智能廣泛的應(yīng)用場景，介紹了我國北斗、高分辨率衛(wèi)星遙感、無人機等領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

何為時空智能學(xué)

李德仁首先介紹了時空智能概念與時空智能學(xué)內(nèi)涵。在當(dāng)今萬物互聯(lián)和人工智能時代，時空數(shù)據(jù)獲取、處理與信息提取、知識挖掘，需要走向智能，由此，時空智能學(xué)應(yīng)運而生。

時空智能學(xué)是利用通導(dǎo)遙智能傳感器、云計算和人工智能技術(shù)對自然活動和人類活動進行感知、認知，進而支持智能決策的一門科學(xué)技術(shù)，是當(dāng)代和未來的測繪遙感地理信息學(xué)，也是人工智能的重要組成部分。

時空智能學(xué)能自動回答5個問題，即何時、何地、何種目標、何種變化、何種機理，實現(xiàn)富國、利民，推進人與自然協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。時空智能學(xué)也是服務(wù)科學(xué)的重要組成部分，智能地在規(guī)定的時間內(nèi)將所需要地點的正確數(shù)據(jù)、信息和知識送給需要的人。

時空智能學(xué)包括空天時空智能、空地時空智能、水面水下時空智能、深空時空智能、社會經(jīng)濟學(xué)時空智能、醫(yī)學(xué)時空智能等。

時空智能不僅僅是地理信息系統(tǒng)或衛(wèi)星遙感的簡單疊加，而是通過對復(fù)雜數(shù)據(jù)的分析與整合，真正實現(xiàn)對空間與時間的智能管理。這一創(chuàng)新技術(shù)能夠在資源管理、城市建設(shè)、環(huán)境保護等多個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，助力科學(xué)決策與有效執(zhí)行。

以定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)（PNT）與通導(dǎo)遙一體化天基信息實時服務(wù)系統(tǒng)（PNTRC）等為例，李德仁重點闡述了時空智能的技術(shù)路徑與應(yīng)用成果，并系統(tǒng)介紹了時空智能在智慧物流、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護等多個領(lǐng)域所發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

時空智能“無所不在”

近年來，李德仁帶領(lǐng)團隊積極推進通導(dǎo)遙一體化“東方慧眼”遙感衛(wèi)星星座建設(shè)。他表示，通過人工智能技術(shù)處理空間大數(shù)據(jù)，可以將數(shù)據(jù)實時推送給用戶手機終端，能實現(xiàn)全球范圍遙感數(shù)據(jù)從獲取到應(yīng)用終端的分鐘級遙感信息的快、準、靈服務(wù)。

目前，全球共有四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即美國的GPS全球定位系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)、我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為用戶提供位置、方向、速度、全球信息與公共服務(wù)。

李德仁介紹說，北斗保留了北斗第一代通信功能，提供短報文服務(wù)，一次轉(zhuǎn)送可達到1000個漢字。采用B1/B2/B3三個頻率調(diào)制信號和星基PPP技術(shù)，對于厘米級以上的高精度導(dǎo)航定位具有重要意義。

音頻定位系統(tǒng)結(jié)合音頻信號與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的創(chuàng)新定位技術(shù)，在機場、火車站應(yīng)用可提供精準的位置服務(wù)。例如，音頻定位系統(tǒng)在南京火車站場景使用，可實現(xiàn)0.1-0.4米的高精度定位，為公安民警提供實時位置服務(wù)，支撐警勤調(diào)配、聯(lián)防聯(lián)控應(yīng)用。在鄂州順豐機場，音頻定位系統(tǒng)為機場室內(nèi)外一體化的人車物定位服務(wù)覆蓋46萬㎡，為機場工作人員、車輛和物資提供精準的位置服務(wù)。

此外，時空智能還為災(zāi)害防控、海上科考軌跡監(jiān)測等領(lǐng)域提供精準定位支撐。衛(wèi)星在軌智能處理系統(tǒng)搭載“吉林一號”光譜01/02星，具有森林火點自動識別、搜尋和定位功能，利用北斗短報文通信，實現(xiàn)秒級“從傳感器到用戶”服務(wù)，從而極大地提升應(yīng)急響應(yīng)的時效性。

李德仁表示，PNT體系加上遙感和通信，就構(gòu)建了通導(dǎo)遙一體化的天基信息實時服務(wù)系統(tǒng)——PNTRC體系，實現(xiàn)無所不在的PNT服務(wù)與PNTRC服務(wù)。

時空智能助力可持續(xù)發(fā)展

2015年9月，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展峰會正式通過17個可持續(xù)發(fā)展目標。可持續(xù)發(fā)展目標旨在從2015-2030年間以綜合方式徹底解決社會、經(jīng)濟和環(huán)境3個維度的發(fā)展問題，轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展道路。

“這些目標的實現(xiàn)，需要我們用時空智能的方法去完成。”李德仁列舉了如下實例。

“在去年洞庭湖發(fā)洪水時，我們利用雷達衛(wèi)星影像監(jiān)測到了洪水的面積、水流的速度和堤壩的上下決口的長短。針對應(yīng)急情況下難以實時獲取救援目標信息的問題，我們構(gòu)建洪水應(yīng)急救援無人機機載處理系統(tǒng)，將無人機圖像與深度學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了無人機平臺救援信息的實時提取，為災(zāi)害救援提供支撐。”

天空地一體化監(jiān)測系統(tǒng)在國家公園管理中也發(fā)揮了重要作用。2022年，在三江源國家公園格拉丹東區(qū)域建設(shè)冰川水源感知監(jiān)測試點，該監(jiān)測系統(tǒng)將無人區(qū)冰川等高清影像實時傳輸至國家林草局指揮中心，經(jīng)過一年多測試，系統(tǒng)運行良好。在三江源國家公園唐北區(qū)域部署的10套智能感知監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了國家林草局實時掌握野生動物種群現(xiàn)狀、冰川水源等生態(tài)環(huán)境變化的信息，為科學(xué)管理生態(tài)環(huán)境及野生動態(tài)資源提供了重要依據(jù)。

實踐證明，天空地一體化生態(tài)保護感知監(jiān)測體系具有技術(shù)先進、方案完善、實施可靠、經(jīng)濟性能好等特點，未來將在后續(xù)國家公園管理中發(fā)揮積極作用。

時空智能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也大有作為。近年來，我國在北斗與遙感支持下實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)，定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作與管理。依托北斗系統(tǒng)實現(xiàn)厘米級精度的無人化作業(yè)管理，可以精準監(jiān)測土壤養(yǎng)分、作物長勢及災(zāi)害預(yù)警，保障糧食供應(yīng)和糧食安全。

“要努力推進和實現(xiàn)天空地海無所不在的時空智能。”李德仁建議，抓緊推進人工智能引導(dǎo)下的通導(dǎo)遙一體化的時空智能大眾化服務(wù)，創(chuàng)造多個萬億元級產(chǎn)業(yè)助力可持續(xù)發(fā)展目標；推動測繪學(xué)走向時空智能學(xué)。