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2017年第一課!兩院院士李德仁橫琴開講 談他眼中的智慧城市

關注:59 發表時間:2017-01-10 15:00:00 來源:大橫琴科技

78歲高齡, 

從武漢到橫琴, 

準備了幾十頁的PPT, 

發表了近三個小時的演講, 

他說,這是他在珠海的第一次演講, 

他說,我們在前輩指引下,走出了一條持續創新的發展道路,未來要讓測繪學科更出彩,仍然需要堅持創新,創新,再創新。…… 




2017年1月9日上午9時30分,《橫琴名師大講堂》在橫琴創意谷北大創業訓練營會議室開講,迎來開年首位重量級的演講嘉賓,他就是——攝影測量與遙感專家,中國科學院,中國工程院李德仁院士! 

雖然已近耄耋之年, 

李院士依舊精神矍鑠, 

現場演講鏗鏘有力。 

聽眾們從珠海市內慕名而來, 

紛紛被這位老專家的演講所吸引, 

全場座無虛席。 



那么,李院士在現場都講了些什么? 

請看摘錄—— 


智慧城市中的時空大數據 


智慧城市及其應用 

城市有四個職能:生存繁衍、經濟發展、社會交往和文化享受。代入到智慧城市,在生存繁衍方面,需要實現智慧安防、智慧環保、智慧能源、智慧養老、智慧規劃、智慧家居等。我國的智慧安防做得不錯;關于智慧環保和智慧能源,環境環保部部長陳吉寧也一再強調要把大氣、土壤和水要管好;智慧能源則是要解決碳排放方面的問題;我國很多城市目前都在做智慧養老試點…… 

在經濟發展方面,需要實現智慧制造、工業互聯網和智慧物流。設想一下,將馬云做的物流網絡化發展到制造業中,使人們從下訂單開始參與產品制造環節,比如自主選擇冰箱外觀、顏色等。在時間上也大大縮短,從生產到配送僅需一周,有機器人全自動化生產,其過程全透明,沒有假貨——在中國,這稱作工業互聯網2025,德國人稱為工業4.0。 

在社會交往方面,需要實現智慧交通、智慧購物和智慧的社會綜合管理等。以智慧交通為例,現在比較熱門的是無人駕駛和智能駕駛,我已經在美國體驗過無人駕駛車, 其中電動的無人駕駛車時速高達400英里。 

在文化享受方面,舉兩個例子,我們如今在室外便能享受到家里所有的文化娛樂,這就是智慧戶外流媒體。每個人平等享受全世界最好質量的教育,這叫智慧教育。 


時空大數據

我們正在從數字城市向智慧城市發展,這期間產生的時空大數據有多大?7萬億個無所不在的傳感器不斷產生數據,從TB級到EB級再到GB級甚至ZB級,這個世界正在進入大數據的時代。其中,大量的與時空位置有關的數據稱為時空大數據。 

大數據特點可以概括為5個V:volume( 體量大)、velocity(速度快)、variety(模態多樣)、veracity(真偽難辨)、value(價值巨大)(5v也被譯為:體量、速度、多樣性、真實性和價值)。想把大數據用好并不容易,需要找它的價值——大數據存儲要花錢,處理要花力氣,要找到自然社會發展的規律,找到市場的趨勢價值來促進社會的發展。 

從天上的衛星到地上所有各種各樣的資源,它們組在一起,便形成地球空間大數據。空天地傳感器資源有多少?天上的衛星已經超過1000個, 其中美國有500個( 有300多個是商業衛星),中國有135個,俄羅斯有120多個。空中的有人飛機和無人飛機超過10000架。地面的移動測量系統以百萬計,海上移動測量系統也一樣多。從2005年開始,中國進行了世界上最大的城市工程,城市里的各種智能傳感器超過2000萬個。而今,我們的每一部智能手機(全世界有31億部手機,中國有11億部手機)。都是一個傳感器,能測時間、位置、速度等。此外,智能手表能監測你身體的參數,也是傳感器。 

我們計劃在未來建立一個互聯網+空間信息智能服務系統,這一號召也得到了國家發改委的支持,具體而言,就是一星多用—— 一顆衛星上既有遙感,又有導航,還有通信多星組網,實時服務到手機和終端。 


云計算


時空大數據怎么處理?要用云計算來解決。我們做了三年的遙感云、位置云和時空數據挖掘。遙感云是將海量遙感數據、復雜的遙感處理與分析方法放在遠程的云計算平臺中,利用云計算平臺彈性的計算能力,用戶無需搭建專用環境,只需要選擇數據和算法,即可獲取最終結果。位置云:我們現在室外靠GPS、北斗定位,到了房間就要靠無線信號了。國家啟動了星火計劃研究,室內、室外如果都能達到1米精度,個人的活動從早到晚就都被記錄下來。 

時空數據挖掘是從海量、多源的時空大數據中自動發現和提取隱含的、非顯見的模式、規則和知識的過程。基于智慧城市的大數據和云計算,時空數據挖掘的目的是從中窺探和挖掘自然和社會的變化規律,人們的生活、行為及喜好,社會的潮流、思維和輿論趨向,推斷市場對產品、服務甚至政策等各方面的反應。 

要做這樣的工作,需要選擇數據,經過過濾、處理、融合、規則化,最后找它的規律。這其中涉及到很多統計的方法,如知識發現的方法,可視化的方法、關聯分析方法和矩列分析方法等。 

數據的價值


時空數據挖掘 

舉個例子,我們對資源三號衛星全國數據進行整體無控制區域網平差計算(8810景,原始數據量20Tb),采用選權迭代驗后方差估計的粗差探測方法,從20億個匹配點中自動選擇300萬個連接點,遙感影像自主定位精度從15米提高到5米,可滿足全球測圖要求。 

第二個例子是夜間燈光遙感用于社會經濟信息分析。晚上的遙感看中國、看亞洲,看得出來哪燈光強,燈光強的GDP就高,經濟發展城鎮化好。 


GIS數據挖掘 

地理信息系統也可以深度挖掘。比如一個城市銀行要增加營業網點,應該加在哪兒?這時候,通過銀行的收益數據庫和地理信息空間數據庫對比,可以分析現有的銀行營業網點與道路關系,并從中了解銀行經營收益與有關地理因素的關系規則,進而確定地址。 


web數據挖掘 

基于社交媒體數據可以研究網絡時間時空演化。通過構建社交網絡和現實空間的相互映射關系,提出歷史事件回溯和時空過程重構方法,研究網絡和現實相互作用下的時間時空演化規律,分析社交網絡和現實空間的相互作用,為洞悉社交網絡上的世情民意、掌握社交網絡社交媒體和現實空間的互動規律、預測突發事件影響等提供有力的理論和技術支持。 


智能手機數據挖掘 

手機數據不能浪費。通過對智能手機記錄的時間、位置、姿態、速度、加速度、多媒體語音和視頻等系列數據的融合分析和數據挖掘,實現對手機持有者的行為學和心理學的空間認知,使手機成為人的智能助理。 


視頻數據挖掘 

在傳統的城市大規模聯網監控系統中,監控中心的電視墻可同時顯示實錄的監控畫面,靠人眼觀察異常狀況,很容易遺漏異常事件。而且,有研究表明,專業監控人員在監視2個監視器的情況下,22分鐘后將錯過95%的行為。 

智能視頻分析環境下,計算機能夠通過數字圖像處理和分析來理解視頻中畫面的內容,自動對動態場景視頻中運動目標物體進行檢測、分離、跟蹤,對目標行為進行有效的識別。 

智慧城市展望

1、智慧城市是基于數字城市,物聯網和云計算建立的現實世界與數字世界的融合,以實現對人和物的感知,控制和智能服務。 

2、智慧城市對經濟轉型發展、城市智慧管理和對大眾的智能服務具有廣泛的前景,從而使得人與自然更加協調發展。 

3、智慧城市的時空大數據問題帶來新的機遇和挑戰,需要抓好技術創新和攻關研究,才能拉動智慧產業發展,更好的實現智慧城市的各種智慧應用。 

4、智慧城市建設是一把手工程,需要根據每個城市特點,做好頂層設計和整體規劃,成立智慧城市運營中心,組織實施。 

5、智慧城市大數據產業發展要抓住特色和優勢、形成大數據技術鏈、服務鏈、價值鏈。 


簡介: 

李德仁院士,德國斯圖加特大學博士,攝影測量與遙感學家;1991年10月當選中國科學院院士,中科院地學部常委,1994年5月當選中國工程院院士,1999年10月當選國際歐亞科學院院士,第九屆全國政協委員,承擔過國防973預研、863和國防973及多項裝備科研項目,并任總參科技顧問,國家重大科技攻關項目“高分辨對地觀測系統”專家組副組長、教育部第六屆科技委委員兼戰略研究委員會委員、地球空間信息協同創新中心主任。 

李德仁院士早在1982年就首創從驗后方差估計導出粗差定位的選權迭代法,被國際測量學界稱之為“李德仁方法”。1985年,他提出包括誤差可發現性和可區分性在內的基于兩個多維備選假設的擴展的可靠性理論,科學地“解決了測量學上一個百年來的問題”。該成果獲1988年聯邦德國攝影測量與遙感學會最佳論文獎——“漢莎航空測量獎”。 

李德仁院士長期活躍在國際舞臺上,曾任國際攝影測量與遙感學會(ISPRS)第Ⅲ委員會主席(1988年-1992年)和第Ⅵ委員會主席(1992年-1996年)。現任亞洲GIS協會創會會長,獲瑞士聯邦蘇黎世理工大學名譽博士稱號。2008年獲得了ISPRS授予的Samuel G. Gamble獎;并被ISPRS授予“資深會士”稱號(全球17人),2012年ISPRS授予他該學會最高榮譽“名譽會員”稱號(全球僅限10人),目前他是ISPRS成立100多年來全球唯一同時獲得兩個名譽稱號的學者。 

2015年李德仁院士排名第一獲得國家創新團隊獎,受到習近平總書記親切接見。 


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