中国科学院老科学技术工作者协会

简  报

﹝2023﹞ 第一八二期（总第953期）

中国科学院老科协办公室      2023年12月18日

中国科学院老科协地质地球所分会收看科普论坛

“遥感大数据智能分析与应用”

12月15日，地质地球所分会组织会员收看中国科学院老科协主办的科普论坛，由张兵副院长做“遥感大数据智能分析与应用”的报告。这一天正好雪后降温，而且是多年不遇的大雪，会员们在家利用手机或者电脑，收看这个报告。

张兵副院长，研究员、博士生导师，国际电气与电子工程师学会会士（IEEE Fellow）、中国地理学会会士，国家杰出青年科学基金获得者。曾任中国科学院对地观测与数字地球科学中心副主任、中国科学院遥感与数字地球研究所副所长，现任中国科学院空天信息创新研究院副院长、中国科学院大学岗位教授。

张兵研究员1991年毕业于北京大学城市与环境学系，在中国科学院遥感应用研究所获得地图学与地理信息系统硕士和博士学位。他主要从事高光谱遥感与遥感大数据研究，参加过中日、中美、中法、中英、中马等十多次国际航空航天遥感综合试验，发表SCI论文200余篇、EI论文170余篇，出版遥感学术专著10部。他获得过IEEE国际地球科学与遥感学会亚太区域领袖奖（Regional Leader Award）、国家科学技术进步二等奖、中国科学院杰出科技成就奖、军队科技进步一等奖、北京市科技进步一等奖、中国航天基金会航天贡献奖、中国科学院朱李月华优秀教师奖等十多项国际和国内学术奖励。他是IEEE JSTARS期刊副主编以及多个国际学术期刊专刊编委，他还担任IEEE国际高光谱图像与信号处理大会（WHISPERS）技术委员会委员、国际数字地球学会（ISDE）中委会成像光谱专委会主任委员等学术职务。

张兵副院长的报告，首先从改变世界的三个苹果的故事作为开始。第一个苹果的故事是“圣经”里的亚当和夏娃偷吃了伊甸园的苹果，被上帝逐出尹甸园，创造了世界。第二个苹果的故事是牛顿发现苹果落下，提出万有引力定律，是理性认识世界的开始。第三个苹果的故事是阿兰.图灵，计算机之父，在1950年所著“计算机器与智能”书中提出：《机器能否思考》。开创了人工智能的概念。开始理性认识世界和改造世界。他把氰化物注入苹果，吃后死亡，是个悲剧的故事。

这三个苹果的故事说明了创造世界、理性科学的认识世界，未来人工智能去改造世界。

1956年就提出了“人工智能”概念。1997年在国际象棋比赛中，就出现了人机大战，后来又有围棋比赛的人机大战。2022年人工智能真正像人类一样来聊天交流，撰写文章，2023年人工智能已拥有强大的识图能力和专业领域的学习能力。

2007年，提出大数据时代。数据密集型科学发现—大数据范式（有别于实验范式、理论范式、仿真范式），人、机、物三元世界的高度融合引发了数据规模的爆炸式增长和数据模式的高度复杂化，世界已进入大数据时代。伽利略的自由落体实验是实验范式，爱因斯坦的广义相对论是理论范式，材料虚拟仿真智能设计是仿真范式。“寒武纪”式数据大爆发是大数据范式。

人工神经网络的基本思想来源于人脑分层视觉处理系统。模拟人脑的多通路信息传递机制，实现输入数据的分层表达和知识推理。

遥感大数据依赖于海量的遥感数据、高性能的计算和人工智能为遥感大数据发展提供了重大机遇，三者缺一不可。

从图片识别到遥感图像解释。通过电磁波谱以空间成像方式远距离探测地物的科学与技术，正式成为我国交叉学科门类一级学科。

遥感图像分析的发展历程：在20世纪70-90年代，遥感图像分析主要采用“数字信号处理”方法，利用统计模型进行图像信息增强和目视解释分析。

90年代末，开始进入以遥感信息物理量化为特征的“定量遥感时代”，尤其以2000年MODIS遥感定量产品规模化应用为其标志性事件，它实现了遥感信息对观测对象理化参数的定量反演。

以数据模型为驱动的遥感大数据方法已经显示出其巨大的发展潜能。

2015年，中国科学院空间信息创新研究院成立了苍灵遥感大数据AI团队。苍灵AI团队自研遥感大数据深度学习框架。支持多种类的遥感数据格式，图像增强，预定义模型，损失函数，学习策略等。拥有良好的可扩展性，集成式大范围数据预处理功能。对复杂场景和数据条件下，强化不同分辨率遥感图像对地物的刻画能力。对同一种自然地物在遥感图像上强化形态和色彩千差万别（同物异谱，异物同谱）。自然界中相似地物甄别（“真假李逵”）。

苍灵AI团队研发了全流程、全体系的遥感大数据深度学习框架和分析平台，解决了从原始遥感影像到系列专题信息产品的自动、快速、精准生产。

AI+遥感：实现了大范围、全要素、高精度、高频次的同步监测和更加快速、准确、精细的信息提取。即“摸清家底、看清变化”。对矿山生态修复状况监测，露天采矿、尾矿库环境评估，尾矿库形变监测，安全生产，工矿用地扩张监测等应用。即“全面感知、绿色生产”。对水资源、水环境、水生态的动态监管。智慧农业综合应用监测服务。

高效实现全国2米尺度地表覆盖专题制图。全国2米分辨率居民地、水体、耕地、道路等密度专题制图。高能耗类工厂遥感图像特征，如化工厂、污水处理厂、钢铁厂和水泥厂等。能源设施遥感图像特征，如火电厂、风力发电、光伏发电、水电厂等。尾矿库遥感图像特征，如废水、尾砂、坝体等。

对于全球而言，可以对全球重要设施进行遥感监测，如在全球分布的水泥厂，钢铁厂等等。

张兵副院长在报告中最后指出：人工智能和遥感大数据的集合，提升了我们利用遥感技术，服务于我们的科学的发现，服务于我们的经济的持续发展。

张志林顾问主持这次报告。首先欢迎张兵副院长来老科协做科普论坛报告，并介绍了张兵副院长的科研成果。报告后，张志林顾问在总结中说：遥感大数据人工智能团队对于我们国家、社会方方面面的卓越贡献，让我们感悟到高科技自立自强，这个号角在天地间回响。那么多科学家凝心聚力，投入了高科技的自立自强，张兵老师是1969年出生，1991年毕业于北京大学城市与环境学系。他的科研成果应用在全面发展社会主义，现代化强国的伟大事业中。我们今天不仅增长了知识，开阔了视野，更学到了精神，增长了力量。

地质地球所分会的会员们收看报告后，收获很大。大数据的到来，人工智能的出现，为我们认识大自然，让大自然服务于人类，已经逐步实现。

习近平总书记指出：“现在，我们要靠高水平科技自立自强、构建新发展格局来攻克科技难关”。

我们中国科学院的科技工作者，正在努力奋斗着。中国科学院空天信息创新研究院遥感大数据人工智能团队，自2015年成立以来，对我国的地形地貌、农田水利、各类工厂、河湖分布、人类生活等，给出了非常细致的描述。对我国的经济建设和各类设施的布局，提供了非常有价值的依据。让我们看到了大数据时代给人类带来的成果。

图一.报告截频

图二.张兵副院长做报告

图三.截频图片

图四.截频图片

图五.收看报告

（中国科学院老科协地质地球所分会供稿）