以下為中國(guó)科學(xué)院院士龔健雅先生以“對(duì)地觀測(cè)傳感網(wǎng)與實(shí)時(shí)地理信息服務(wù)”為主題的精彩演講，演講內(nèi)容如下(未經(jīng)本人核實(shí))：

龔建雅：非常感謝大會(huì)邀請(qǐng)我到這里做一個(gè)交流，我今天報(bào)告的題目是對(duì)地觀測(cè)傳感網(wǎng)與實(shí)時(shí)地理信息服務(wù)。我記得2012年當(dāng)時(shí)已經(jīng)做過一個(gè)論述的題目，叫做對(duì)地觀測(cè)傳感網(wǎng)的一些應(yīng)用，幾年過去了，今天的報(bào)告我就想跟大家匯報(bào)一下最近幾年傳感網(wǎng)的技術(shù)已經(jīng)對(duì)測(cè)繪服務(wù)方面取得一些新的進(jìn)展。主要是我們團(tuán)隊(duì)和做的一些工作。

首先介紹一下背景與需求，我們知道現(xiàn)在地理信息的GIS已經(jīng)迎來了一場(chǎng)可以說是比較重要的技術(shù)的變革，為什么這么說?我們現(xiàn)在信息的波及方式就是從原來的設(shè)備采集發(fā)展到無處不在，各種地理數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的采集，以及監(jiān)測(cè)。我們的服務(wù)方式也從原來的一線發(fā)展到現(xiàn)在實(shí)時(shí)的在線服務(wù)。正在服務(wù)的時(shí)間效率將大大提升。我們需要迫切需要一個(gè)實(shí)時(shí)的對(duì)地信息系統(tǒng)。原來的地理信息來說可以擴(kuò)展，本質(zhì)上來說很多的工作對(duì)于我們做出一些新的貢獻(xiàn)。

如果我們?cè)谀骋粋€(gè)地方看到了一些水污染的試點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候我們可以調(diào)動(dòng)航空航天各種傳感器來對(duì)它進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)的時(shí)候?qū)φ麄€(gè)數(shù)據(jù)來查找它的污染源，以及流域污染的范圍，在整個(gè)過程中可能要調(diào)動(dòng)很多的一些技術(shù)手段，甚至很多的除了傳感器之外很多的計(jì)算器，很多的信息處理的軟件，甚至圖形。這個(gè)時(shí)候它的效率時(shí)間是非常緊迫的，所以這個(gè)時(shí)候我們需要非常實(shí)時(shí)的系統(tǒng)，也就從數(shù)據(jù)的感知以及協(xié)同的觀測(cè)可能都要在使我們傳統(tǒng)上的一些測(cè)繪應(yīng)急方面很大達(dá)到，我們需要有一套整個(gè)的技術(shù)體系，把這些傳感器如何連接這些信息，這些模型通過連接，都在一個(gè)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)進(jìn)行解決。

三個(gè)方面的例子，一是長(zhǎng)江最近水利部門，還有環(huán)保部門和氣象部門傳感發(fā)展得非?？?，環(huán)保部門的傳感器都已經(jīng)實(shí)施報(bào)出來，氣象預(yù)報(bào)也比較實(shí)時(shí)的。最近我們了解到水利的傳感器也在實(shí)施了，這么多測(cè)站，以及整個(gè)流域涉及到可以用衛(wèi)星和各種傳感器來監(jiān)測(cè)，目前我們?cè)谛l(wèi)星數(shù)據(jù)、航空數(shù)據(jù)和地面數(shù)據(jù)往往是多接的，我們迫切需要采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)GIS技術(shù)，在統(tǒng)一時(shí)空框架下，來管理與分析空天地的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)。

智慧城市的一個(gè)基本要求就希望得到動(dòng)態(tài)的信息，跟智慧城市連接的時(shí)候一定會(huì)有大量傳感，這是我們要做的，是太原，它有各種各樣的傳感器，如何來進(jìn)行統(tǒng)一的管理也需要一套系統(tǒng)?，F(xiàn)在很多的發(fā)展對(duì)應(yīng)智慧城市，很多小城市做得很快，現(xiàn)在迫切需要采用先進(jìn)的GIS，在統(tǒng)一時(shí)空框架下，實(shí)時(shí)地管理與分析城市內(nèi)部的人流、物流和事件流，這個(gè)也是一個(gè)集成的系統(tǒng)。按照以前的數(shù)據(jù)都是從測(cè)繪采集和其他采集的一些數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)去，到了現(xiàn)在以后，所有的這些數(shù)據(jù)可能都是實(shí)時(shí)的導(dǎo)入，所以就到了實(shí)時(shí)的系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)候，比如整個(gè)系統(tǒng)是不能斷的，是不能停的，所以就不斷的加，它將空天地傳感器資源融入GIS和，構(gòu)建空天地協(xié)同的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

下面我就按照三個(gè)方面來介紹一下這些協(xié)同觀測(cè)的方法，我們有很都的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的過程中，需要考慮空天地的網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，這是第一個(gè)方面，涉及到大量的傳感。首先遇到第一個(gè)方面就是共享的方面，如果我們是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里面有各種的平臺(tái)，包括航天航空和地面，還有移動(dòng)平臺(tái)，各種手段，另外還可能有很多物理化學(xué)的傳感器，有移動(dòng)的傳感器，這些傳感器必須要有一個(gè)共享信息模型，別人能夠認(rèn)識(shí)，能夠識(shí)別這些相關(guān)的信息。第二需要做的工作，提出了點(diǎn)觀測(cè)和面覆蓋型地面水文傳感器優(yōu)化布局方法。第三種優(yōu)化提出了顧及時(shí)間連續(xù)性的星地傳感器協(xié)同觀測(cè)優(yōu)化布局方法，構(gòu)建了時(shí)間連續(xù)最大覆蓋模型。這是對(duì)星地和地面?zhèn)鞲械姆绞降膬?yōu)化。多星尺度互補(bǔ)，時(shí)間連續(xù)性強(qiáng)，由不同時(shí)間點(diǎn)的不同分辨率衛(wèi)星觀測(cè)系列構(gòu)成時(shí)間系列。還有星地協(xié)同，很多的參數(shù)是用衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，地面有觀測(cè)，像土壤水分，現(xiàn)在我們可以用衛(wèi)星來反演，反演的土壤濕度，可以得到每10天土壤濕度的圖。

信息融合處理技術(shù)，我們涉及到大量的不同傳感器的數(shù)據(jù)，還有不同平臺(tái)方面的數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候我們需要把它融合成一個(gè)產(chǎn)品，對(duì)我們提供一個(gè)決策，濃合的產(chǎn)品涉及到大數(shù)據(jù)，也需要放到這個(gè)平臺(tái)上計(jì)算。首先要解決的是無縫數(shù)據(jù)生成，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)有時(shí)間的斷續(xù)的問題，幾天才一次，我們的產(chǎn)品希望能夠有連續(xù)性，就是說需要解決技術(shù)瓶頸。

時(shí)空譜一體化融合，提出了多個(gè)數(shù)據(jù)融合，包括兩個(gè)三個(gè)數(shù)據(jù)的融合。這個(gè)例子同樣是兩個(gè)傳感器的融合，有三個(gè)傳感器的融合，還有五個(gè)傳感器的融合，得出的這些數(shù)據(jù)得到反變率，我們看到大幅提高，空間分辨率都清晰多了。

實(shí)時(shí)服務(wù)技術(shù)，我們要把這些信息能夠提供一個(gè)實(shí)時(shí)的服務(wù)，我們需要把它數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)揭露，實(shí)時(shí)的調(diào)度規(guī)范這些傳感器對(duì)實(shí)時(shí)服務(wù)的模型能夠提供組合的方法，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模擬。這是實(shí)時(shí)接入方法，現(xiàn)在最近幾年在信息領(lǐng)域和信息計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也專門一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)，這個(gè)專業(yè)在很多接口方面已經(jīng)解決，我們的問題是能夠發(fā)現(xiàn)這個(gè)傳感器，得到傳感器的信息，這個(gè)信息能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)來。這是傳感器的規(guī)劃，可以看到信息能夠動(dòng)態(tài)的變化，同時(shí)我們把不同的專家做的模型把它整個(gè)過程連接起來，形成在網(wǎng)上直接形成工作流，把這個(gè)工作流連起來之后從傳感的數(shù)據(jù)到模型的計(jì)算，到最后動(dòng)態(tài)的制圖所需要的一些信息。我們可以看到這些服務(wù)組合和結(jié)果。同樣，有了這些以后，根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，把動(dòng)態(tài)仿真，把整個(gè)過程，包括動(dòng)態(tài)，得到我們所需要的一些結(jié)果。

這是關(guān)于模型與方法，最近幾年基本上這些關(guān)鍵的技術(shù)都已經(jīng)解決了，下面我解決一下解決了這些基本的技術(shù)以后，現(xiàn)在我們研究了三個(gè)方面的平臺(tái)，一個(gè)是GeoSensor，2005年開始，成功研制了國(guó)內(nèi)收割、國(guó)際先進(jìn)的開放式傳感網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GIS平臺(tái)GeoSensor，包含集成管理、公共服務(wù)和動(dòng)態(tài)仿真等100余項(xiàng)功能，是我國(guó)最早具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)GIS特征的軟件產(chǎn)品，實(shí)線了在線共享。用這套系統(tǒng)集成航天航空地面?zhèn)鞲行畔?，包括地表的位移、土壤濕度、行?biāo)、水位等傳感器。這是我們對(duì)長(zhǎng)江流域的系統(tǒng)。第二個(gè)平臺(tái)是實(shí)時(shí)GIS平臺(tái)GeoDyno，它跟原來的信息系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)不需要像原來的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)導(dǎo)出，是在實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)流同時(shí)控制，然后可以進(jìn)行計(jì)算，采用的頂層的，不是我們傳統(tǒng)的對(duì)象，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的進(jìn)來，不需要數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠自動(dòng)的加入這些數(shù)據(jù)，這是一個(gè)基本的特點(diǎn)。第三個(gè)平臺(tái)是Geolmarter，大數(shù)據(jù)智慧服務(wù)平臺(tái)是為應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下政府和企業(yè)信息化的變革，而研發(fā)的平臺(tái)型軟家產(chǎn)品，其目標(biāo)是以大術(shù)語為核心，構(gòu)建政府和企業(yè)級(jí)大數(shù)據(jù)智慧服務(wù)中心。建立一個(gè)比較完善的體系，包括數(shù)據(jù)濃合的平臺(tái)，數(shù)據(jù)的管理，各種服務(wù)，在大數(shù)據(jù)之上再有接口，接到具體的應(yīng)用。

有了三大平臺(tái)之后，為大家介紹一下具體我們做的幾個(gè)典型的應(yīng)用。一個(gè)做得比較大的應(yīng)用，我剛才前面提到的，在4年之前提出來傳感已經(jīng)是將來發(fā)展的一個(gè)方向，現(xiàn)在可以說很多的利用部門開始大規(guī)模的應(yīng)用，這是一個(gè)真正的運(yùn)行系統(tǒng)，整個(gè)長(zhǎng)江流域的系統(tǒng)，把全流域上萬個(gè)傳感器都實(shí)時(shí)的加入進(jìn)來，這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)典型的貫徹整個(gè)傳感網(wǎng)的整個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的軟用的是Geolmarter的軟件，所有的數(shù)據(jù)都集中到上面來。對(duì)整個(gè)運(yùn)用已經(jīng)用到所有的規(guī)范，包括調(diào)度，長(zhǎng)江流域?qū)λ男钏畮?kù)的分配，都是在這個(gè)系統(tǒng)來做。當(dāng)然防汛抗旱，目前的信息可以從整個(gè)系統(tǒng)的信息共享，現(xiàn)在可以20分鐘就可以直接到達(dá)長(zhǎng)江上游，這個(gè)信息是非常快速的。這里面也包括很多模型在里面，對(duì)航道的管理現(xiàn)在也拉入到這個(gè)體系，包括通訊這一塊，能夠觀測(cè)到它實(shí)時(shí)的一些動(dòng)態(tài)信息，現(xiàn)在時(shí)間大大縮短。

還有一個(gè)是太原綜合觀測(cè)網(wǎng)，現(xiàn)在它這個(gè)工程對(duì)地下的管網(wǎng)都安裝傳感器，但是壓力溫度等這些都要有一些特殊的考慮，當(dāng)然氣象這些監(jiān)測(cè)是沒有問題的，這些都跟我們其他的城市一樣，做了很多的一些工作，包括應(yīng)急處置，信息的支持，包括能源的疏散等模型都加在里面。

第三個(gè)例子是我們跟臨潼做了一個(gè)系統(tǒng)，除了原來的政務(wù)之外，把現(xiàn)在的智慧城市動(dòng)態(tài)信息拉入到里面，像傳感網(wǎng)，空氣、水溫氣象這些信息拉入進(jìn)來之外，現(xiàn)在拉入人流的管理，現(xiàn)在要解決感知整個(gè)區(qū)域內(nèi)所有信息，包括服務(wù)旅游、人流等各方面發(fā)展的都在里面，包括旅游每個(gè)景點(diǎn)，進(jìn)去了多少人，實(shí)時(shí)的這套系統(tǒng)都有，生活方面的一些各種信息都在里面。另外是臨潼的一些城市管理，全面做智慧城市的時(shí)候，也是城市管理的，這是環(huán)境衛(wèi)生這些信息，新的一些工作是在動(dòng)態(tài)信息方面，包括一些公眾的信息，在這里上傳的一些信息，監(jiān)督各種信息在里頭。

另外，我們做了一個(gè)動(dòng)態(tài)的交通信息，對(duì)于再進(jìn)一步細(xì)化監(jiān)測(cè)的細(xì)細(xì)，包括GPS車的調(diào)動(dòng)信息，交通路口的交通信息，最后出來一個(gè)新的實(shí)時(shí)交通信息，把實(shí)時(shí)的信息實(shí)時(shí)的提供服務(wù)。同樣作為一個(gè)智能停車的系統(tǒng)，對(duì)這些停車場(chǎng)每一輛車進(jìn)去都能夠?qū)崟r(shí)的反映出來，提供一個(gè)實(shí)時(shí)的服務(wù)。同樣，在防汛方面也有很都實(shí)時(shí)的信息，對(duì)防汛的巡查，這些信息都有服務(wù)。

這里面我給大家匯報(bào)一下，傳感和實(shí)時(shí)的GIS成為未來一段時(shí)間我們重大的發(fā)展方向，從技術(shù)的角度，現(xiàn)在整個(gè)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)的服務(wù)，我們無論是智慧城市也好，還是一個(gè)全國(guó)監(jiān)測(cè)，我們能夠從計(jì)算能力和它的一些運(yùn)用和傳輸做出服務(wù)。

謝謝大家!