實現地理信息科學原理創新,將更新更好的地理信息技術應用於經濟社會的各個領域,是中國科學院院士、中國科學院地理科學與資源研究所研究員周成虎及團隊長期努力的方向。
周成虎和團隊主要研究方向包括:地理信息表達與全空間信息系統理論、空間數據的知識挖掘與地學智能計算、遙感大數據地學分析與應用等;在應用基礎研究方面,他們發展了智能化遙感影像分析與離散地理系統模擬的理論與方法,研究和建立了適用於空間複雜系統模擬和分析的地理元胞自動機模型,建立了基於微分幾何原理的全球地理格網模型及其地理格網分析體系;在應用方面,他們研究和發展了洪水災害遙感監測與災情評估的技術方法,開拓了我國海洋漁業地理信息系統的研究領域。周成虎還主持和參加了重大自然災害遙感監測與評估運行系統的研發,以及香港環境遙感綜合研究等國家「九五」科技攻關計劃、「863」計劃和國際合作等重點項目。
這些年來,周成虎團隊發揮基礎理論與產業核心技術優勢,重點打造地理時空大數據技術,形成產業發展的核心競爭力。目前,我國在追趕發達國家先進技術中,在遙感與地理信息系統技術領域的差距不斷縮小,在某些方面實現了跨越式發展。
「GIS所需要的是高性能計算環境下的空間處理與分析計算,這樣的技術體系到目前還沒有形成,全世界的地理信息工作者都處在同一起點,我們可以引領這個時代的發展。」周成虎說。這些年來,他和團隊常駐中科蘇州地理科學與技術研究院,依託先進的科研條件,在時空大數據製造、信息轉化運用、地學科普與智慧教育等方面都取得了進展。
在地理信息系統領域,我國從第七個「五年計劃」,即1986年開始,就在部署自主核心技術。
「早期GIS領域的高科技基本是引進、消化、吸收、再創新,形成第一代技術。我們現在正在發展第二代技術,即原創的核心技術。估計再過五到十年,我們就會在這一領域裡,擁有全球領先技術。」周成虎介紹。從20世紀90年代開始,他所在的資源與環境信息系統國家重點實驗室,就一直著手把實驗室的科學與技術應用於實際,培育出行業內第一國產品牌GIS軟體生產圖。因此,周成虎對高科技的創新和產業化也有切實的體會與看法。他認為,高新技術的產業鏈條和傳統製造業存在很大的不同,而制約研發成果實現產業化的「鏈條」還沒有運轉起來,甚至還沒有對接。所以,打通研究、應用、產業化的「鏈條」是一條很長的路,同時也是「必由之路」。
周成虎介紹,以前製作地圖,需要先採集數據信息,然後找製圖人員把圖畫出來,再送到工廠印刷,而現在採集完信息後電腦會自動加工,並直接推送給用戶,這與紙質地圖的產業鏈有著本質的區別。有了這些優勢,使用手機導航地圖的用戶得到的數據信息都是實時的,而且每一個人所走的路線都為之後的使用者提供了新的數據。
高技術的產業鏈不僅更短,而且參與高技術產業的人員也可能並不是專業技術人員。對於這一改變,周成虎認為,在過去十年,科技的變革十分巨大,而未來,科技創新催生的體系變化也將十分明顯。
生於江蘇,長於江蘇。20世紀80年代,周成虎從南京大學地理系畢業後,進入中科院地理科學與資源研究所學習與工作,他一直致力於空間數據的知識挖掘、遙感影像的地學分析與應用。雖然人不在江蘇工作,但他的心一直牽掛家鄉發展。前些年,他促成了中科院地理信息與文化科技產業基地在蘇州的籌建。周成虎說,他與江蘇之間的紐帶,就是濃濃的鄉情和對中國GIS技術應用的熱情。
對於江蘇未來的創新發展,周成虎認為,江蘇的整體創新能力很強,人才優勢和文化優勢明顯,創新環境也很好。比如南京市在全國範圍內,是高校特別多的5座城市之一,而且江蘇各級政府機構辦事效率高,社會文明、經濟發達。但同時,在網際網路行業,江蘇冒尖的企業不是特別多,在工業領域裡也缺乏特別冒尖的現代工業體系。他希望未來江蘇能夠在材料、生命科學、大數據與人工智慧等領域,有新的發展和突破,以此帶動江蘇經濟和社會取得更大的進步。
周成虎認為,空間大數據在未來也會有一個更新的發展。「地圖就是我們最傳統的空間數據,現在我們用的是電子大數據。任何一個數據都要給它打上時間標誌和空間位置,所以空間大數據是整個大數據時代的最基礎部分之一,和各行各業、各個領域都會交叉結合。而且南京大學、東南大學等院校在大數據和人工智慧方面都很有優勢。」周成虎說。
周成虎在國內外學術期刊發表論文500餘篇,出版學術專著和圖集19部。他還擔任南京大學、湖南師範大學的兼職教授,同時還是《遙感學報》《地理研究》《地球信息科學學報》《國際地理信息科學》(IJGIS)等雜誌的編委。
「創新是一個累積的過程,需要獨立思考,需要紮實去做。」周成虎對基礎研究的應用傾注了大量心血。他說,20世紀50年代,科學院和產業之間聯繫非常密切,很多科研人員的實驗都在工廠裡做,與地方政府、產業結合得很好。
「我們搞資源與環境的,其實很多都是在田裡面幹,所以大家總是講要把文章『寫』在大地上。如果真的是在工廠,或是在田裡,與應用結合起來,可能既對科技創新有直接改變,也能夠把它加工出來。」自稱跑野外出身的周成虎,一直踐行著將科研成果寫在祖國大地上的理想。
科研工作之外,周成虎的興趣愛好是經常到野外跑一跑、轉一轉,和大自然來個親密接觸。他說,這也是很多學地理的人的共同愛好,只有對腳下的土地有感情了,才會把肩上的責任扛起來。周成虎非常重視科研新生力量的培養,他在指導研究生時,會引導他們思考問題,學習跨學科的知識。
砥礪奮進,再創輝煌。近年來,江蘇區域創新能力繼續位居全國前列,科技創新環境進一步改善,創新型省份建設取得明顯成效。說到「創新」,周成虎認為,創新意識對一個國家、一個民族的發展非常重要,所以應該在全社會倡導創新意識、營造創新氛圍、鼓勵創新行動,同時還要包容創新的想法。
科學家的創新精神,必將對社會產生激勵與影響作用。
來源:江蘇科技報 通訊員:傅揚;記者:何佳芮