周成虎院士：空间智能应服务于日常社会生活 | 人物
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周成虎
生于1964年，中国科学院院士。现任广东省科学院广州地理研究所首席专家、中国科学院地理科学与资源研究所研究员，系广东地理科技与文化创新创意产业园首席科学家，国家杰出青年基金获得者。长期从事遥感与地理信息系统研究，在空间数据挖掘与知识发现、遥感影像的地学分析与应用、全息地图与全空间信息系统等方面有较为系统研究。
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在近期的一场空间信息大会上，周成虎说：“今天，我们处于一个重大的科学与技术革新的时代：我们的地球和世界正变得越来越‘小’，有线与无线以及各种通信技术之间的相互融合，构成无所不在的信息基础设施，一个‘没有空间距离、没有时间差异’的世界正在形成；现代对地观测技术使我们能够实时、动态地观测和监测地球，服务于人类应对全球气候变化等；各种现代化的交通工具使得人们可以实现洲际畅游，甚至是宇宙旅游。互联网连通了我们所经历的时间，以及所处的空间，让我们的感知在时空维度上扩展开来。”
作为中国科学院院士，1964年出生的周成虎已经从事了三十年多的地理学研究，曾主持和领导我国863计划地球观测与导航技术领域的规划与研究。在科技日新月异的今天，他认为：“技术离我们老百姓很远，但应用和我们息息相关。我们在科技的帮助下，修路、种地、导航，但修哪一条路都不容易。在这便捷的背后是经年累月，一辈辈科研人员前赴后继完成的。”
四年大学，搞清楚了地理是什么
读了四年本科，周成虎才搞清楚什么是地理学。高考时，他本想选数学系，教了他六年的班主任建议他选择地理系。“他也是地理系毕业的。我对专业一开始没有太多向往和期待，因为不懂。学习任何一个专业对我来说都是新鲜的东西，自己看书。”在学习地理专业的同时，周成虎也选了很多数学、生物学的课，学习环境挺宽松的。
前三年，周成虎学习了大量的动物地理、植物地理、土壤地理、地貌等专业基础知识。大二开始，老师带他们野外实习，去庐山、长江中下游等地采风。写毕业论文时，他在老师带领下做一个小流域的测试，研究里面的降水、植物生长等，“当时我觉得学地理学很有意思，决定去中科院读研究生。”
研究生阶段，招生少，四个老师带一个学生，周成虎学习很精细，很快进入了地理学研究，一直做到现在。他觉得自己是“有想法的人”。“我常跟学生说，想不想做研究，其实会有一种感觉。如果你到办公室就有想法，你就做研究；如果你没有，最好就不要做研究。你喜欢看书，看完之后有想法，也可以。我在硕士导师的引导下，喜欢上了做研究。”他研究自然地理，做类似“水资源短缺怎么影响这个地球”之类的课题。
在周成虎看来，做研究相对自由，能够按照自己的时间安排工作。多年来，他已经形成了自己做研究的习惯，“只要坐下来马上能够沉下心来，不管在外面走多远，哪怕是出去玩，回来后，很快就能静下心来读书、做东西。”
他不喜欢熬夜，每晚11点就要睡觉，早上4点起来看书，看书到7点吃早餐。这样的生活节奏已经延续了30年。最近他在研究巴尔干半岛，除了专业书籍，也会看一些相关的历史人文资料。他刚看的书讲了到底为什么巴尔干半岛会成为欧洲火药桶，为什么成为文明发源地，“我看的书可能跟我专业也有一定关联。无论做什么，读书是最基本的。其实做研究会发现很多问题，你总是想把这个问题搞清楚，这就促使你不断地拓展其他方面。研究巴尔干半岛，不可能不研究宗教演化、民族迁徙，那你再读宗教书吧。所以说，做研究最大好处就是让你感觉到要不断地研究。”
科研最终还是要服务于老百姓
遥感、水文、地貌……看起来很专业的地理学名词，其实背后都和生活脱不了关系。遥感定量解析模型可以想象成给卫星装上相机这个“眼睛”，拍摄全球每一个角落，分析数据测试该地区的污染元素含量，到底有多少二氧化碳，再进行定量分析。“技术离老百姓很远，但应用和每一个人息息相关。”
“地理知识”和“地理研究”有明确分野。“日常老百姓用的叫地理知识，哪里有河流、哪里有山，这是地理知识。我们是讲为什么在某个地方有红杉，它的降水、温度、土壤等都会有影响。所以，我们会说地理知识是服务老百姓的。地理专业属于科学，目的是把专业研究转化为知识，让更多人能够接受。比如在两千多年历史当中，我们地理是怎么演化的，为什么会演化成现在的样子，不同阶段是什么驱动力演化的。”
周成虎的成果之一，是通过遥感定量解析模型和基于六库的数字地貌制图方法解决了地貌特征精确识别课题。在此之前，地貌只能依靠人工测量。研究成功后，可以通过遥感进行测量，更加精准便捷。
“地貌是非常专业的，地面起伏变化就是老百姓能感觉到的地貌。我们的道路一会儿往上一会儿往下，这叫地貌变化。怎么样把地貌起伏变化做出来则是地貌测量问题。我们传统就是靠人去测量，后面我们用卫星遥感技术来测量。我们怎么用卫星遥感技术来解决地形起伏变化呢？如何区分地貌类型呢？老百姓知道哪有山，哪有河流，但山是喀斯特山还是什么山？这个山哪一年代形成的？什么恐龙年代形成的？还是近几年形成的？是由什么物质组成的？是如何变化的？这就需要分析它的地貌类型。我们修一条路，在平原上面很好修，但到山上面就复杂了，路怎么走？通过这个技术我们知道了地貌类型，帮助判断。”在农业、生态、环保等领域，这都是基础性的资料，能够通过遥感研究成果方便快捷地获取。
地貌研究是地理研究重要基础之一，我们地貌学界三代人花了30年完成。1978年，国家将解决中国农业自然条件的调查和分析列为国家重大计划，中国农业地貌条件则是其中的内容之一。但这个工作，一直到2008年，才完成了。“中国自然条件复杂多样，有高山、有海洋，有暖带、有寒带，有湿润区也有干旱地区。我们三代人，前仆后继，完成了全国1：100比例的地貌图。也是在最后十年，随着科技发达，有了遥感卫星，地面调查资料才能够全面精细完成。”
在这个研究基础上，年轻一辈的科学家将地貌引向了新的课题：地貌的历史隐患和地貌应用。“中国的地貌条件复杂多样，而我们的生态文明建设、生态修复就涉及到地貌研究的应用。”
空间智能
在周成虎众多研究中，与生活最贴近的就是地图服务。“我们也叫位置服务。现在打车用的电子地图，大众点评位置指引……都是地理信息服务。我们在研究下一代位置方法是什么。我们希望能够基于空间智能提供日常社会服务。在人的八大智能里，认识空间、理解空间是其中一种智能。空间智能做什么呢？人认识方向是东西南北，这叫方向智能，是空间智能之一。如果飞机自由飞行，从南到北飞，这个时候必须有一种方法控制它，我们把这个叫空间智能。AR、VR里面也有空间智能。”
周成虎院士向2017广州《财富》全球论坛商务考察团介绍无人机技术 （图 / 胡瀛斌）
目前，关于空间智能，周成虎在推动基础研究和应用研究。无人车怎么找车道，无人机怎么找航道，都是他的研究范围。通过三年努力，他和团队已经将一些基本理论和无人机结合，做到无人机智能驾驶。和南方电网合作的高压线巡查正是靠空间智能，通过无人机自己升飞、降落完成。“在空间里怎么找位置，风大了怎么飞，什么时候飞什么时候落，什么地方要循环飞行，碰到什么问题要停下来……这些都是需要解决的问题。我们做了传感器，让这些数据变成智能的功能，能够通过感知周围的环境分析数据，作出相应的反应。”
周成虎正在做“面向椭球空间的全球离散地理格网模型和多维动态海洋现象表达时空场数据模型”相关研究，研究内容是如何在地球这样一个椭球空间分析问题，“我们就用最简单的办法把地球划一个个格子，但怎么画格网？椭球体不能展开一直是一个数学难题。现在我们一定要把它变成平面怎么办？我们就用了一套方法来计算，如何误差最小，能够把地球表面弄起来，在格子上面进行分析计算。”
这个课题还没有完全解决，“这是一种新的科学问题。目前我们主要是在做两件事，一个是做时空大数据分析，第二就是把地理空间智能怎么用起来。这是围绕时空大数据分析的应用。我们希望五年之内能够在地理空间智能上，在无人飞行这些功能上做得好一点，在全球覆盖的海量遥感影像上能够有所突破。”周成虎说。
分析过去，研究现在，也预测未来
去年，由周成虎院士担任首席科学家的广东地理科技与文化创新创意产业园(以下简称“双创园”)落户广州越秀区。他带领团队申报的地理空间智能技术研发与产业化项目，获得了广东省珠江人才计划专项资助资金3000万元。
“我们目前的研究相对来说比较前沿，我们既研究过去，也研究现在，我们也分析预测未来。
比方越秀区这些房屋是哪个年代建造的，在我们城市发展过程中，大部分房屋多是50年代建的，50年代建的房子按照现在的生命周期来算，哪些老房子需要如何加固，哪些房子需要拆，这块研究应用牵涉到我们的住房改造问题。
目前双创园首批入驻的企业涵盖了地理信息、地理文化、地理咨询和地理教育四大产业领域，我们的地理空间智能与大数据创新创业团队，围绕着‘互联网+地理信息+’技术，来搭建以产业技术研发平台、产业服务平台和人才培育平台为主体的支撑体系，构建地理信息产业、地理文化产业、地理咨询产业和地理教育产业的产业集聚体系。
另外，今年6月，广州地理研究所与麻省理工学院中国未来城市实验室也签订了战略合作协议，未来将集合各自科技优势资源，联合开展地理空间智能、城市健康分析等现有技术在行业内的应用和推广，同时促进双方技术在行业应用过程中的国际化进程。”
【来源：广州越秀发布】
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