李德仁院士：时空智能助力实现可持续发展目标

本刊执行主编　王瑜婷　　编辑　白　洁

2025全球时空智能大会5月21日在北京召开。中国科学院和中国工程院院士、国家最高科学技术奖获得者李德仁在做主旨报告时提出，要努力推进和实现空天地海无所不在的时空智能，助力实现可持续发展目标。

时空智能的内涵

李德仁院士指出，世界是物质的，物质是运动的，运动着的物质世界是用时空信息来描述的。在当今万物互联和人工智能时代，时空数据获取、处理、信息提取与知识挖掘需要走向智能。因此，时空智能学应运而生，由工业化时代的测绘遥感学到信息化时代的空间信息学，再发展到智能化时代的时空智能学。

时空智能学主要研究6个“W”，致力实现4个“R”。6个W即何时(When)、何地(Where)、何种目标(What Object)、有何种变化(What Change)、机理(Why)、何种决策(What Reaction)，4个R即在规定的时间(Right Time)内，将所需要的地点(Right Place)，正确的数据、信息和知识(Right Data/Information/Knowledge)送给需要的人(Right Person)。实现空天地海全域一体化时空智能，将有力推进人和自然协同可持续发展。

李德仁认为，时空智能涵盖深空、空天、空地、水下、社会经济学、医学等领域。深空时空智能可服务月球与火星智能探测，空天时空智能表现为无所不在的PNT（定位、导航、授时）和PNTRC（通导遥一体化天基信息实时服务系统），空地时空智能包括无人机与移动测量机器人，水下时空智能包括无人摄影测量与遥感、地形测绘，社会经济学时空智能可评估人道主义灾难和社会经济发展，医学时空智能包括医学图像解译、医疗机器人定位。他表示，智能化时代，要在推进和实现空天地海无所不在的时空智能的同时，抓紧推进人工智能引导下的通导遥一体化的时空智能大众化服务，创造多个万亿级产业，助力实现可持续发展目标。

时空智能的应用

李德仁院士从服务联合国机构、国家公园管理、智慧农业、低空经济、文化遗产保护等方面，就时空智能如何助力实现可持续发展目标进行了解读。

助力联合国可持续发展目标

李德仁院士介绍，联合国已经持续多年运用我国的地理信息数据来处理可持续发展问题，并列举了具体案例。

开展全球测图。对资源三号卫星数据进行整体无控制区域网平差计算，遥感影像自主定位精度优于5米，满足全球1∶5万测图要求，现已完成全球1.3亿平方千米区域测图，为“一带一路”建设等提供了数据支撑。此外，利用高分三号卫星数据，生产了首个高分辨率的全球陆地和主要岛屿雷达正射影像“一张图”，向行业用户提供数据和信息服务。利用高分七号卫星数据，构建了全球星载激光测高高程控制点数据集，高程精度优于0.89米，为多源遥感数据信息融合提供了高精度星载激光数据。

评估2023年土耳其地震。联合国卫星中心和武汉大学基于卫星遥感图像，发布灯光损失评估报告。报告显示，许多受灾地区的城市在地震后变暗，哈塔伊、卡赫拉曼马拉什、阿迪亚曼的灯光损失尤为显著。这些监测报告被联合国难民署引用，为土耳其震后救援和评估工作提供了强有力的数据支撑。

打击缅甸电信诈骗。妙瓦底位于缅甸东南部，是东南亚人口贩卖和诈骗犯罪的中心。技术团队基于珞珈四号卫星遥感影像分析，发现妙瓦底诈骗园区的平均夜间灯光强度高于非诈骗区。监测数据为缅甸、泰国联合捣毁妙瓦底等电信诈骗据点提供了准确的位置信息。

反映非洲经济社会发展。非洲是距离实现全球可持续发展目标最远的地区，夜间灯光遥感有助于在非洲开展可持续发展目标评估。通过遥感技术，监测夜间灯光，从而估算非洲财富指数，帮助决策者制定更加合理的经济和社会政策，也为国际社会提供了解非洲经济发展状况的新途径。

评估人道主义灾难。利用珞珈三号01星和东方慧眼高分01星的遥感影像信息，监测加沙地带战争损毁。基于高精度时序变化检测技术，实现对加沙地带导弹坑的自动检测，能够自动检测出每一时期导弹坑的位置、大小、数量。截至2024年3月2日，共检测出3747个不同大小的导弹坑。此外，还自动检测出了学校、医院、礼拜场所等不同类别建筑物的损毁情况。截至2024年3月2日，加沙地带建筑物损毁比例高达58.4%。

支撑国家公园管理

近两年，在国家林业和草原局指导下，李德仁院士带领团队，采用天空地一体化技术，构建了国家公园天空地一体化生态保护感知监测体系，用时空智能守护生态资源，用智慧监测系统筑牢生态屏障。

该体系基于天基（卫星）、空基（无人机）和地基（地面监测设备）系统，实现对国家公园全方位、全天候、全时相的监测，通过时空大数据的获取、汇聚和管理，建立“虚实辉映”的数字孪生国家公园，满足森林、草原、冰川、水源、湿地、自然遗迹、旗舰动植物等监测与保护需要。

天基监测即通过通信卫星、遥感卫星等，形成覆盖国家公园专用的通导遥卫星物联网，实现大范围的国家公园监测。空基监测即通过无人机等飞行平台搭载各类感知设备，采集国家公园近地高分辨率影像数据，日常监测林草资源变化，动物种群数量和结构、栖息地生活环境等信息。地基监测即通过集装箱式监测站、多功能移动方舱、便携式监测设备等，实现对地面重点监测目标的连续动态监测。天基、空基和地基系统构建了一张天空地智能监测网络，前端监测系统采集的数据，通过网络实时上传至保护站，再通过数字孪生时空大数据平台进行数据融合、处理、建模与挖掘分析，实现林草资源和野生动物信息提取和变化监测，辅助日常管理与指挥。

该监测体系应用广泛，成效显著。比如，在格拉丹东区域冰川水源感知监测试点中，实现了国内首次通过高通量卫星将无人区旗舰动物、冰川等高清影像实时传输至国家林业和草原局指挥中心；在三江源国家公园部署了智能感知监测系统，能够实时掌握野生动物群、冰川等生态环境变化信息，为有效保护、持续利用、科学管理生态环境及野生动物资源提供了重要依据；在江苏盐城大丰野鹿荡湿地公园，运用伪装式巡检机器人，24小时记录候鸟的360度全景影像。

实践证明，天空地一体化生态保护感知监测体系具有技术先进、方案完善、实施可靠、经济性好等特点，未来将在国家公园管理中发挥积极作用。

赋能精准农业

精准农业是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业，关键需求是定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作与管理。

李德仁院士介绍，北斗与遥感支持的精准农业，将信息技术与农业生产全面融合，在农作物面积、养分、品种、病虫害、长势监测分析评估以及播种、灌溉、施肥、施药、收获的自动化、精准化作业方面取得显著成效，有力提升了农产品的数量和质量，从而保障粮食安全，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。时空智能在精准农业中的应用正深刻改变传统农业生产模式，通过整合时间与空间维度的数据，实现对农田环境、作物生长、资源调配的全方位优化，为农业领域可持续发展提供强大动力。

驱动低空经济

李德仁院士表示，低空经济覆盖多个应用场景，要让无人机“看得见、呼得着、管得住”，就需要精准时空感知、动态路径规划与资源调度。时空智能在低空经济中发挥着不可或缺的作用，从提供时空信息到支持基础设施建设，从航线规划、航路管理、航线飞行到保障安全，都不可或缺。高精度时空定位与导航、5G通信、低空数字孪生与动态建模、雷达自动目标识别、人工智能等高新技术的应用，正促使低空空域活动更加安全、高效、规范。

未来，低空经济应用场景将向生产作业、公共服务、航空消费3个方面拓展。生产作业，主要是为工农林牧渔等提供各种飞行作业活动，包括牧业飞行、渔业飞行、航空探测、石油服务、电力作业等；公共服务，主要是面向相关单位乃至整个社会提供各种航空服务性飞行活动，包括医疗救护、短途运输、航空物流、警用飞行、海关飞行、政务飞行等；航空消费，主要是面向各类消费群体提供消费性航空活动，包括飞行培训、空中游览、私人飞行、航空运动、娱乐飞行等。在这些应用场景中，时空智能将成为核心驱动力。

服务经济社会高质量发展

在文物保护领域，通过真实、立体、时序化的三维建模，实现文化遗产的高细节、高精度数字化孪生，助力文化遗产展示、传播、修复和研究，让文化遗产在数字空间中永生，实现中华优秀传统文化的弘扬与传承。

在灾害应急领域，研制了卫星在轨处理系统，搭载“吉林一号”光谱卫星，具有森林火点自动识别、搜寻和定位功能，利用北斗短报文通信，实现了秒级的“从传感器到用户”，从而极大地提升了应急响应的时效性。

在自然资源监测领域，针对大棚信息提取的应用需求，构建了一个0.5米分辨率全国大棚影像数据库，共提取全国大棚13647764个，经在山东、新疆、上海等地验证，精度达85.78%。

在智能电网领域，基于时空智能的电力巡检机器人能够对变电、输电、配电设备进行全天时、全方位、全自主的智能巡检和安全防护，实现自动巡逻、智能读表、图像识别、红外测温、实时视频回传等功能，从而以智能手段代替传统的人工进行电站巡检及设备查明工作，大大降低了人员安全风险，保障了电网安全，提升了电网智能化巡检水平。

李德仁院士表示，要勇敢地推动测绘学走向时空智能学，随着技术的不断完善和发展，时空智能必将进一步推动产业转型升级，促进经济发展和社会进步，为实现可持续发展目标贡献更多力量。