推動(dòng)地球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展
2018年09月20日 10:8 3695次瀏覽 來源: 中國礦業(yè)報(bào) 分類: 地質(zhì)礦業(yè) 作者: 甘曉
“全球遙感衛(wèi)星的數(shù)量超過1000顆,全球遙感數(shù)據(jù)存檔量達(dá)到10億GB量級(jí),各種陸基?;^測(cè)網(wǎng)絡(luò)達(dá)上千個(gè),互聯(lián)網(wǎng)上各種地球系統(tǒng)模式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)達(dá)到2億至4億GB之多。”近日,以“地球大數(shù)據(jù)”為主題的第628次香山科學(xué)會(huì)議學(xué)術(shù)討論會(huì)在北京舉行。作為執(zhí)行主席的中科院院士徐冠華在會(huì)議報(bào)告上分享上述數(shù)據(jù)時(shí),會(huì)場內(nèi)發(fā)出陣陣驚嘆。即使是從事大數(shù)據(jù)研究的專家,也難以想象如此天文數(shù)據(jù)。與會(huì)專家認(rèn)為,如何用好地球大數(shù)據(jù),準(zhǔn)確理解、預(yù)測(cè)復(fù)雜的科學(xué)問題,推動(dòng)地球系統(tǒng)科學(xué)的進(jìn)步,成為當(dāng)前地球系統(tǒng)科學(xué)的熱點(diǎn)。
新科學(xué)范式
據(jù)統(tǒng)計(jì),自人類有記載的文明開始至2003年,人類共創(chuàng)造5TB數(shù)據(jù),而到2019年人類產(chǎn)生的數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)將達(dá)到40ZB。短短十幾年來,人類創(chuàng)造了從前8萬億倍的數(shù)據(jù)量。
有別于實(shí)驗(yàn)、推理和傳統(tǒng)計(jì)算科學(xué),基于大數(shù)據(jù)的科學(xué)研究已形成一種新的科學(xué)范式。徐冠華指出,基于大數(shù)據(jù)的分析帶來了科學(xué)思維方式的重大變革。“大數(shù)據(jù)時(shí)代研究過程直接將總體作為研究對(duì)象,不再進(jìn)行抽樣,避免了抽樣質(zhì)量對(duì)結(jié)果的影響。這讓大數(shù)據(jù)在更大規(guī)模上提高了精確度,提升了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。同時(shí),大數(shù)據(jù)分析從因果分析轉(zhuǎn)向了相關(guān)分析,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析的實(shí)用性。”
而作為科學(xué)大數(shù)據(jù)重要組成部分的地球大數(shù)據(jù),正在成為地球科學(xué)的重要前沿領(lǐng)域。“地球大數(shù)據(jù)具有空間屬性,一方面具有海量、多源、多時(shí)相、異構(gòu)、多尺度、非平穩(wěn)等大數(shù)據(jù)的一般性質(zhì),同時(shí)具有很強(qiáng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)和物理關(guān)聯(lián)。”會(huì)議執(zhí)行主席、中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員、中科院院士郭華東指出。
今年,中科院正式設(shè)立了“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”A類先導(dǎo)專項(xiàng),旨在建成國際地球大數(shù)據(jù)科學(xué)中心??茖W(xué)家期待,它在驅(qū)動(dòng)地球?qū)W科發(fā)展、促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展等方面具有重大意義。
“星星之火”涌現(xiàn)
地球大數(shù)據(jù)究竟可以用來做什么,成為與會(huì)專家共同關(guān)注的話題。目前,科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)開始嘗試從不同角度利用地球大數(shù)據(jù)解決實(shí)際問題。
徐冠華表示:“大數(shù)據(jù)研究有助于提升地球系統(tǒng)行為的預(yù)報(bào)能力。”例如,近年來,中國學(xué)者基于24年的觀測(cè)和再分析材料,建立了機(jī)器學(xué)習(xí)框架,實(shí)現(xiàn)了長達(dá)2天的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào),臺(tái)風(fēng)48小時(shí)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率超過85%。在海冰預(yù)報(bào)上,我國學(xué)者基于北緯30度以北36年全部觀測(cè)數(shù)據(jù),利用大數(shù)據(jù)時(shí)空網(wǎng)絡(luò)分析方法,獲得了北極海冰覆蓋范圍的6種顯著時(shí)空影響要素。
不僅如此,遙感大數(shù)據(jù)也被應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等預(yù)測(cè)。多家企業(yè)利用遙感大數(shù)據(jù)對(duì)礦石戶外堆放情況及儲(chǔ)油罐在不同太陽高度角陰影的觀測(cè),追蹤、預(yù)測(cè)大型礦產(chǎn)和原油的供需變化,最終預(yù)測(cè)其價(jià)格波動(dòng)。
與會(huì)專家認(rèn)為,當(dāng)前,地球系統(tǒng)科學(xué)仍處在大數(shù)據(jù)的萌芽期,上述成功案例將成為這一領(lǐng)域的“星星之火”,意味著未來巨大的應(yīng)用潛力。
亟待良性生態(tài)系統(tǒng)
在與會(huì)專家看來,地球大數(shù)據(jù)方法論的建立、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要多學(xué)科交叉,建立良性的生態(tài)系統(tǒng)。會(huì)議上,徐冠華提出,要完善云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)以機(jī)器學(xué)習(xí)為代表的人工智能與大數(shù)據(jù)深度融合,制定以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)發(fā)展政策,以數(shù)據(jù)共享為基礎(chǔ)推動(dòng)地球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。郭華東指出,地球大數(shù)據(jù)還需要為全球變化與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)服務(wù)。
會(huì)議執(zhí)行主席、中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員吳炳方指出,深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域上的高速發(fā)展給數(shù)據(jù)集成與分析提供了新方法,地理眾源大數(shù)據(jù)的普及則加速了深度學(xué)習(xí)在科學(xué)數(shù)據(jù)上的應(yīng)用。
例如,總部位于美國芝加哥的Remote Sensing Metrics公司基于對(duì)全美45家大型商場與連鎖餐館的超過10萬個(gè)停車場的車流量變化數(shù)據(jù)分析,預(yù)測(cè)企業(yè)經(jīng)營狀況,為華爾街對(duì)沖基金提供工具。“這就是將計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用于云端海量高分影像分析的成功案例,云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)是主導(dǎo)其成功的技術(shù)。”徐冠華說。
同時(shí),以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)發(fā)展政策也是形成大數(shù)據(jù)良好生態(tài)的重要保障。專家建議,鑒于我國地學(xué)大數(shù)據(jù)大多來自大學(xué)和研究所,尚需出臺(tái)良好政策引導(dǎo)企業(yè)發(fā)揮其在大數(shù)據(jù)科學(xué)發(fā)展和應(yīng)用中的作用。
此外,打破行業(yè)、部門間的壁壘,實(shí)現(xiàn)最大程度的數(shù)據(jù)共享,也是專家們普遍關(guān)注的“老”問題。他們認(rèn)為,只有保障數(shù)據(jù)充分流動(dòng),才能有效推動(dòng)地球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
責(zé)任編輯:陳鑫
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