使命感大数据十问十答

2016-10-14 来源:千人杂志

提要:咱应结合国家前途战略规划,搞活遥感大数量与同行业应用交叉融合创新,共同探讨新商业化模式、新产业链格局,并结成“近处一路”等走出国门相关政策,加大经贸卫星的家业市场,促进世界时空大数量时代和“高空经济”的来到

——专访清华大学遥感大数据中心主任 洪阳讲课

文/洪阳 编排/样刊记者饶粲

前不久,我国大数量产业迅速发展,据哈尔滨大数量交易所宣布之《2016剧中国大数据交易产业白皮书》多少显示,2014年,神州大数量产业规模大约为1038亿元,2015年产业整体规模达到1692亿元。目前,随着数据技术之飞跃发展,大数量观念和采取已不再只限于政府、财经、打电话等世界。其中,自1957年着重颗人造卫星发射以来,人类对世界和人居环境的归纳观测能力达到空前水平,尤其最近10年,寰球观测与导航技术向海内外尺度、定量分析、动态信息观测发展。葡萄牙已构建了最先进的大陆、海洋、大量对地考察系统EOS和最为完备的GPS导航定位系统,亚米级的高分卫星实现全面商业化,埃级的军队监测卫星和厘米级的大千世界精准定位已落实全天候服务。时下美欧日等国已基本落实全体全天候遥感卫星观测。我国也在大力提升对地考察能力,包括风云气象卫星系列、水资源卫星系列、海洋卫星、条件卫星等;更鲜明的是华夏启动了“高回报率对地考察系统”、“北斗卫星导航系统”两个第一专项。到2020年,神州将完全可能变成国际上卫星最多的国度。与考古科技、玉器技术等相结合的环球遥感数据已呈现出强烈的大数量特征,人家总产值也受到越来越高的推崇。中外遥感大数量资源,正在和即将为研制及行业应用提供丰富的多少支撑。如何充分利用这些高附加值的多少资源,落实主业“多少”到“价值”的转折,实际关系到国家科技创新及行业应用的各式发展。

二期大数量专刊,咱邀请清华大学遥感大数据中心主任洪阳讲课接受本报专访,请她送咱介绍遥感大数据中心的振兴情况,并深入探索遥感大数量及其相关应用的上进现状和前景。洪阳讲课提出:“咱应结合国家前途战略规划,搞活遥感大数量与同行业应用交叉融合创新,共同探讨新商业化模式、新产业链格局,并结成“近处一路”等走出国门相关政策,加大经贸卫星的家业市场,促进世界时空大数量时代和“高空经济”的来到。”

1、北大遥感大数量研究中心成立之缘起和经过是怎样的?人家首要使命是什么?

随着航空航天科技、玉器和信息技术等高速发展,对地考察遥感呈现出第一流的四维时空大数量特征。“使命感大数量”是顺应大数量时代进步之一个必然,是在大数量的论战指导及艺术支撑下的快感科学的推行(Utilization),是大数量在遥感相关领域的期望值实现(Value)。而国际上针对遥感大数量的研讨仍处于起步阶段,缺乏针对遥感大数量的研制创新及产学研创业研究,这对本国而言是很好的时机。北大遥感大数量研究中心,由清华数据科学研究院、土木水利学院、水沙科学与工程水电工程国家重大实验室、北大3S基本等院系联合发起,于2015年10月23日成立,该中心与清华大学土木水利学院、计算机系、电子系、建筑学院、交叉信息学院、硬件学院、经管学院、医学院等组建成跨院系机构。该中心瞄准国内外重要对地考察计划,整整促进学科交叉发展,提高以四维遥感数据链和物联网为基础的产学研用,劳动现代水文水利、海洋、土地、工商、此情此景、都市、条件、通、防灾减灾、计划等,其次科学研究、学科建设、人才培训、产学研协同创新等,提升国内国际影响力。

使命感大数量领域与遥感机理、图像处理、信号分析、电脑等多类学科存在紧密联系与学科交叉,是采取性极强的一类科学技术。使命感大数量研究中心以应用需求为导向,交叉创新建设项目包括:高分数据产品、北斗数据产品、中外水循环产品、中外陆地陆表产品、直升机遥感产品、中外海洋产品。已搭建的阳台包括:海洋大数量平台、工程大数量平台、工商遥感大数量平台、水文气象地质灾害大数量、GNSS-R、聪慧城市、高空经济、治疗金融大数量。时下,使命感大数量领域在内外都处于高速发展初期,正在形成“研制攻关—艺术集成—采取推广”的良性产学研协同创新模式。

2、使命感数据在经济中目前已部分典型应用包括哪些?基于遥感大数量的经济分析与研究未来提高前景如何?

2016年六月《Science》期刊首次刊出用卫星遥感信息来评估少地面资料之拉美各国经济发展程度。因为在风的经济研究中,通常采用调查统计方法获取数据,资金高、耗资长、不完善。卫星遥感被称为“Hard Evidence”,能对世界进行实时监测,岁月空间分辨率以及光谱分辨率越来越高,能够很好地抑制传统经济数据的欠缺,使她独特实用于经济相关地物的大规模识别与提取。

使命感大数量在经济分析中已逐渐展开的采取包括:(1)基于高回报率遥感数据分析土地利用覆盖变化,如建筑物、植被、水体等的四方变化;(2)基于夜光遥感数据分析GDP、人密度、江电量消耗和海内外贫困区专题图;(3)基于高光谱遥感数据对农作物长势进行检测和总分评估。另外,使命感大数据中心的新型应用还包括:(1)鬼城指数,即通过高分影像、每晚灯光等多源遥感数据来分析城市入住率,报告建筑资源利用情况及其浮动;(2)“近处一路”经济发展指标,即通过Landsat、MODIS、每晚灯光以及高回报率影像等多源遥感数据来计算农业、建筑业及农业部的上进指数,能够表征经济在广大的四方维度上的上进程度,以反映我国经济方针在国际上的竞争力与带动作用。

目前遥感大数量在经济中的应用刚启动,前景组成深度学习之农田水利方法,能够进行实时、保险的经济发展分析,为国际经济方针的制订提供强大的支持,并将在投资金融领域的本行应用中起到无可替代的打算。

3、硬件和数据库处理技术是大数量的根基,与海外相比,我国艺术之积淀及产业应用程度如何?优势与劣势表现在哪些地方?

时下很多开源的大数据处理软件给新型产业应用提供快捷而低成本的支付研究。在大数量的存储硬件方面,鉴于成本的设想,人人不再一味追逐单一硬件性能的增长,交通过普通计算机集群的主意构建分布式系统,同样可以支撑大规模数据的存储与管理。故而,在大数量硬件基础上国内外差异表现得不明白,首要来谈一下数据库等基础软件技术。

海外在数据库处理技术方面一直处于领先的身份。过去30年里,风联系型数据库占主导地位,中外数据库市场被相关巨头垄断,包括Oracle、Microsoft、IBM,那些企业的联系型数据库能够有效处理结构化数据。近几年在大数量时代之全景之下,半结构化和非结构化数据急速增长,风数据库技术在拍卖这些数据上赶上了瓶颈,部分新兴数据库技术随之涌现,其中起源最早的是Google用于处理非结构化数据的k-v型数据库Big Table, 最新科技企业大力推广开源的硬件,那些软件可以让高校、集团公司等可以很快的革命化。在非结构化数据存储处理方面,较之著名的有Cassandra这样的NoSQL。除了数据库,部分分布式系统架构,如著名的Hadoop和Spark,也有力量对了大数量环境下大范围异构数据处理、剖析的压力。回眸国内,家乡数据库发展起步晚,艺术积累不足,既面临行业寡头的垄断,又受到国外大批创新开源软件的碰撞,资产应用程度自然很低。但在大数量时代下,国产数据库的上进引来了政策性的空子。时下,大数量已经上升到国家战略的规模,江山机构、政府机关、集团公司单位、专科研究院等各方在对大数量中心技术之急功近利要求下,正积极合作制定战略准备,共同营造优良的大数量生态环境。家乡数据库技术之上进应抓住这样的节骨眼,攻坚克难,有所作为。时下,北大遥感大数量研究中心在将NoSQL和Spark相结合建设空天地海遥感多源大数量平台,那些新的尝试将来可能会成为商业领域重要的产品研制基础平台。

4、您提出的水利工程大数量的概念是什么,他有什么核心和外延?工程大数量的首要研究领域及未来提高趋势是什么?

我国水资源分布存在着严重的四方分布不均衡特性,旱涝灾害易发多发。表现烟草业和水电大国,工程在神州历史、经济、生态、社会等方面都饰着重大角色,前景10年水利投入高达4万亿。工程大数量是在大数量的论战指导及艺术支撑下的水利工程科学和工程之根本实践,是指产生于各种水利设施、水文监测网络、用水单位和工程相关的经济活动,并通过现代信息技术快速传输并遍及存储于各子流域系统、但又可以很快读取集中于云端、落实深度数据挖掘并可视化的海量多源数据的总数。工程大数量存在以下特点:1)结构性,鉴于水利和任何领域具有哲理性,故而水利大数量和美感大数量、此情此景大数量、海洋大数量等交叉;2)高度时空分布性,要求依赖先进大数量技术进行拍卖分析,包括分布式大数量存储框架、机器学习等数据挖掘方法;3)系列循环性,由水的层层循环决定的水利工程大数量在自然生态、经济、社会等世界的期望值循环,要求完善深入开掘它们之间的民族性价值。

鉴于水利大数量存在多样性、真正、海量、霎时获取并具有多元价值等特点,工程大数量在水文气象地质以及洪涝灾害预测、工程设施安全监测、农作物估产、能源调度等方面具有巨大的采取价值。咱组织潜心在这些方面开展了多年研究,部份科研成果正在市场化推进。我认为水利大数量在未来的上进趋势主要有以下几个地方:重点是在工程大数量的多元多维度信息化程度还有待提高;老二是分布于各单位之间的水利工程大数量的源数据共享及协作还有待提高;先后三关于非结构化的水利工程大数量的拍卖能力有待提高;先后四因为水利大数量的海量特性,要求进一步结合先进的数据挖掘方法以及人工智能技术研究,这也是时下研究之热门;先后五是水利大数量关系国计民生,在推进水利大数量与相关行业以及环境生态社会领域的交叉研究和采取方面还有许多工作要点做。完全来讲,工程大数量是一番金矿,要求包括我们组织在内的相关科研单位、作业单位和商海应用的交叉协作才能真正发挥其应有之社会经济增加值。

5、海洋大数量的内蕴、多少类型及潜在资产应用?海洋大数量平台建设之要害技术和挑战?

信息技术的飞跃发展,带动约占地表总面积70%的大海资料快速积累,进去海洋大数量时代。海洋大数量即是在目前时代背景下,大数量技术在大海领域的正确性实践,具有大体量(Volume)、竞争性(Variety)、霎时流转(Velocity)和附加值挖掘(Value)的“4V”特色,是在大数量的论战指导和艺术支撑下的大海价值实现,也是执行海洋强国战略、付出海洋资源、拉动海洋经济、护卫国家海洋权益的根本基础。依数据类型海洋大数量分为两大类:海洋自然科学类大数量和大洋社会经济类大数量。前者包括海洋实测数据、海洋遥感数据、海洋模式数据和大洋再分析产品数据;而海洋社会经济数据包括海洋经济资产数据、海洋政治舆情数据以及海洋社会知识数据。前景,蓝色海洋经济将作为中华陆地经济的延伸和主要补充,时下海洋大数量搜集和保管更多偏重于海洋自然科学类数据,海洋社会经济评论类数据的结缘尚未引起足够重视;两类数据的不得了分散,有效目前的大海决策体系呈现出较为明显的跛脚状态,在大海强国战略实施和国际关系实践领域中屡遭尴尬。

如何运用大数量相关技术,构成海洋应用特点,对海量、多源、异构的大海观测和宪章数据进行快速、适时地剖析和处理,付出和钻井海洋大数量的采取服务,是汪洋大海大数量平台建设之基本问题。那些应用服务包括海洋信息咨询、海洋目标监测、海洋资源开发、会场渔情预报、海洋维权指挥、海洋防灾减灾,海洋航运保障、海洋生态环境保护等。

北大海洋大数量平台依托清华遥感大数量研究中心、北大海洋技术中心、南开海峡研究院、以及人大国观智库公司,与相关单位在艺术科研、硬件设备和人才交流进行合作,对包含海洋自然科学类和大洋社会经济类各类数据库进行整合,构建海洋自然科学、社会经济数据库网络、海洋政策舆情,振兴海洋大数据共享与综合运用服务平台。该平台建设重要包括五个范畴:多少获取平台、多少存储与计算平台、数据分析与利用平台、海洋信息可视化平台、海洋决策与颁布平台。人类历史和国际关系的上进,已经证明海洋在国家发展中的重要性,前景海洋事业之上进会贯穿多个决策体系、影响多个战略环境、连片多个产业体系,他对中华政治、经济、文化、社会的影响必将是一切、深层次的。提高海洋大数量可以为振兴海洋强国提供重要支撑,海洋大数量以及相应的大海大数量平台建设也将对中华产生广泛而意味深长的影响。

6、工商遥感大数量平台解决什么问题?重在优势是什么?

我国粮食安全形势依然严峻。影响因素复杂多变。基于遥感的大尺度作物生长环境、生长状况的常态监测显得尤为必要。穿越遥感,咱可以下提取农业遥感要素,整整分析作物生长状况。

工商与遥感、水文、此情此景密切相关,是反感大数量研究中心成立的后的首要研发领域。工商遥感大数量平台基于多源数据,穿越数据数据分析和模型预测,可以将环保及其相关产业链联动起来并结果可视化。南开农业遥感数据中心的基本优势包括多源数据库和模型算法。基本已收集整理了几十年之大千世界降水、水库灌溉、叶面积指数、地表温度、土壤湿度、作物高度、生物量、地表覆盖类型、作物覆盖度、纤维素含量、作物健康状况、水文气象资料等。同时研发了农作物生长、使命感农业估产模型和旱涝灾害风险动态算法等。工商遥感大数量的采取有特殊普遍的切实可行意义,咱称之为“工商遥感大数量+”,即把旅游业遥感大数量与同行业需求相结合,消灭具体利用中的问题。例如:“工商遥感大数量+政府服务”,咱通过农业遥感大数量平台提取粮食定量、长势的预测、此情此景灾害预警相关的多少,出口个性化可视化报告,本条为政府之策略制定提供决策依据,驯化公共资源配置;“工商遥感大数量+集团公司劳动”,基于农业遥感大数量平台,咱可以为根本资产相关的集团提供种植区域内的泥土湿度、作物覆盖度等数据报告,本条帮助企业制定及优化市场及销售政策;“工商遥感大数量+财经服务”也是咱们在推进的一个方向,即充分运用工业遥感大数量平台的攻势,在农业部保险、水产品期货交易等方面为相关经济部门提供服务。

7、现年我国极端天气频繁,在举国上下引发了千载难逢的水旱灾害,借问遥感大数据对预测洪涝灾害有哪些帮助和意图?面临的挑战以及你们开展的上班有哪些?

关于遥感大数量在水文气象地质灾害预测预报中的作用,我觉得这第一解决了大规模全天候的考察数据源问题。我国历来十分注重灾害预报工作,但传统的人文、此情此景预报服务工作所依据的本来面目信息,不论信息深度、零度,还是准确性、服务性方面均有稳定的制约,这是硬伤。前不久计算机、网络通讯、卫星遥感等高新技术快速发展,加之物联网时代之来临,大数量、云计算为水文、此情此景、地质灾害的预测预报带来了划时代的空子。因为只有高质量、高可靠性、更完善、更便捷的投入信息才有可能快速对相关自然灾害进行更准确的预测预报。

基于遥感大数量的人文气象地质灾害预测预报也面临新挑战,实际体现在三个地方:一边,水文气象地质灾害的预报对源数据的实时性要求相对较高,这对数据共享共建以及随之而来的信息安全保障提出了更高要求;老二地方,对所急需的多源海量、长远相的非结构化数据、半结构化数据的存储和处理提出了新的挑战;先后三地方,对基于海量数据的灾害预测预报的机器学习、农技提出了新的挑战。关于数据共享问题,咱呼吁相关单位尽快实现数据共享,江山相关政策也要逐渐放开。关于遥感大数量的采取,咱专门成立了校企联合之“产学研用”研制成果转换平台,并在这一平台下面专门成立了“水文气象地质灾害大数量项目组”唯一负责将基于遥感大数量的相关科研成果在水文、此情此景、地质灾害预测预报领域的求实行使方面开展开发和加大工作。人家目的就是希望实验室的研制成果能服务社会,发挥它应当之社会产值,让咱基本的研制、平台、多少模型优势的泛滥效应最大化。在实际市场化应用上,咱已与投资公司签订了合作,正在与塔吉克斯坦硅谷从事机器学习与考古的家们进一步健全灾害预测预报的模子与做法,筹建基于阿里云之灾害大数量平台,基于核心模型对时空大数量进行整合,并开发前端应用,落实水文、此情此景、地质灾害的标准快速预警预报。

8、我国的北斗导航卫星及其它卫星在遥感大数量中起到什么打算?另外,构建未来的体系还要求做哪些努力?

江山纳入巨资建立北斗卫星导航系统,随便从经济,政局,文化,民防,江山地位等等方面,都有着至关重要的战略性意义。中科院发布《神州北斗卫星导航系统》蓝皮书发布“神州的北斗,世界之北斗”的上进理念,北斗导航产业将变成“近处一路”空中基础设施建设之快感先导军。导航卫星应用分两大一些:一是风的稳定、导航、授时;二是运用导航卫星信号本身做遥感、监测应用。老二部分内容是对传统导航产业链的新兴拓展应用——GNSS-R。咱组织一直在做这方面的研制攻关及产学研探索,其次硬件、硬件的本能制造到细分行业应用,例如在建筑交通、海洋水利、条件面貌、工商生态等世界。咱今天有多种专利技术,例如北斗GPS双模算法、土壤墒情算法、积雪深度算法、水体监测算法等等。如何实现软件成果产业化、无形化,形成软硬件结合、嵌入式开发等任务,深度挖掘用户需求,落实技术成果转化,是该项目的重大研发目标。

对于未来构建的GNSS-R大体系来说,仍有广大任务要做。最先,其次技术层面,要落实GNSS-R裸机的软件结合、嵌入式开发。在此基础上,还要与我们的大数量平台前端的划分行业构成。副,GNSS-R该项目商业化有着非常之攻势,他既能做小,也能做大。甭管是政府企业还是个人,他都可为对象用户提供精准的架空地理信息服务,创造解决方案。大的上面,可以在举国上下逐步铺设站网,落实全国实时测量,多少联网,钻井数据价值。这样,不仅可以在当前三维地理信息技术上站稳脚跟,还可以延伸到第四个维度--岁月,穿越海量的多少积累并基于大数量的4V特色(多少真实可靠性、霎时的数据流转、海量的多少规模、系列之多少类型),钻井对各行业追加价值的多少产品服务,促进政府企业单位的上班模式转型,更加信息化、晶莹剔透化,使个人生活出行更方便,加紧社会更便捷运转和力度发展。

9、使得利用时空大数量有利于推动经济发展、宏观城市管理、提升政府分管和劳动能力,请您介绍一下智慧城市时空大数量资源池的打算?

都市之振兴运行管理都是在岁月、空中交织的四维空间中开展的,使命感测绘地理信息是提供时空大数据最有效的手法。云计算将一切可以参与计算的、与时空位置相关的多少资源丰富调动起来,形成一个动态的四方大数量资源池,包括按照联合时空条件序化的时空一体、寺里外地上地从一体、气象一体的布局化与非结构化数据,及其四维实景一体化管理系统。其中,穿越倾斜摄影、街景技术等获取的地理位置信息,是时空大数量集成共享的根基,可为智慧城市、土地、计划、经济、测绘、灾害应急、云游、工程、工商、文物保护等多种行业提供四维一体化的多少支撑,穿越GIS平台软件对人家进行深度应用开发,可为各类行业用户提供系统之、总体的解决方案与服务。

聪慧城市时空大数量资源池即包含实景地理信息数据库、人库、法人库等空间信息,又能体现历史性和临时动态性,同时,还能丰富地上、地表、地下和室内、露天要素,基于此,落实建立四维一体化的都市地理信息综合管理应用平台,展示城市形象及特点空间,概括提升城市空间综合分析能力,为精品规划、正确管理及智慧城市建设提供强大的艺术支持,使得促进城市管理的精细化,增长设计管理水平和频率。

10、 在谈论如火如荼的“高空经济”一代,国际上商业航天格局是什么样,而我国航天卫星应用产业进步过程如何,又面临着什么样的挑战和机会呢?

风的农田水利产业包括:卫星通信、卫星遥感、载人航天、卫星导航四大方面。而随着航天产业之上进,以德国为首的经贸航天创造的产品和艺术正为人类在地球上的生存带来很多好处和方便,严密联系的恒星应用等产业规模也热烈扩大,逐步衍生出了“高空经济”,人家规模在50经年累月时间里加强了上千倍,是迄今增长最快的经济形态之一(类似之有互联网经济、移动通信、生物工程等)。现今,高空经济覆盖了飞行产品的支付与建造,卫星应用,空中环境应用,生态学,高空能源,高空资源利用,高空旅游,近代史文化产业,救助与保障服务,高空垃圾清理等十大产业服务。尤其在瑞典,已经形成了一枝完整的在卫星应用产业服务链,包括卫星通信、卫星导航、卫星遥感三大主要领域,包含相应的地头设施制造和运营服务等。卫星通信业在美丽欧等发展中国家已落实了水利化、无形化和城市化。卫星导航业和人造卫星遥感业也已初步投入产业化轨道。据预测,随着航天技术和信息科学技术的上进,卫星应用产业逐步产业化和产业化,并朝着规模化、驯化方向发展,例如SpaceKnow企业创办了机会多遥感影像的华夏卫星制造业指数(SMI),精算用这个指数来考察中国邮电经济发展状况;Orbital Insight企业使用深度学习技术识别卫星影像中的汽车,穿越汽车的凝聚程度评估经济发展,以及停车场的出租汽车数据估计商场营业额等等。前景卫星产业与其它产业趋向融合,名将保持较高的提高速度。

而在本国,“高空经济”有了定点基础。神州已经获得了多颗通信卫星所构成的空中通信基础设施,高回报率对地考察卫星系统,北斗卫星导航系统已经开始形成了运行能力。但卫星应用产业进步仍有巨大缺陷,甭管在艺术基础,市场投资、人力资源,政策环境等方面都有着先天不足。重在体现在资产组织单一,产业链不完全,高层次专业人才缺乏。故而在神州推动商业卫星的上进,艰苦更大,但意义也更加重要。在过去相当长的年月里,近代史科技集团属下的华夏空间技术研究院是国内唯一的恒星研制单位,但随着清华大学、莫斯科微小卫星工程中心、长春光机所等很多科研单位投入卫星研制行列,境内小卫星制造领域技术取得突破。2002年,神州化工科工集团和中小学协作研制的“近代史清华一号”小卫星发射。2015年10月7日,首颗国产商业遥感卫星吉林一号的发射,标志着商业航天新的开端。

南开在卫星遥感产业应用创新方面有学科优势,咱可以结合物理模型、地理信息数据、农技、大数据挖掘可视化等方面的消息与艺术,落实卫星遥感产业之更新应用。欢迎中国商业航天“高空经济”,要求做到以下几线:(1)深度整合航天太空+风行业:近代史产业本质上是信息技术和信息服务,与民俗行业深度相加,必然推进后者寻求布局多元化,来适应高时效性信息、准确时空条件和透明化的营业理念。这与互联网改变传统渔业的先例是有相似性的。(2)提高经贸航天的食物链及机械化模式:吸引民营资本的进入,钻井航天产业上下游产业链,关爱追加值应用。咱常见讨论最多的就是直接行使,而二次采用所受的关怀则很少,如何运用现有的艺术成果,陶铸扶持下游企业是经贸航天所面临的首要题材。上风企业对高新科技技术利用的越宽广,上风企业得到的报恩就会越多,就足以形成整体的食物链以及产业联盟。目前智能制造、物联网、大数量技术等都为延伸航天产业链,加大经贸卫星的花费市场,欢迎卫星应用的“高空经济”一代之来到提供了基础。

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