吴一戎院士：期待中国的贝尔实验室

摘要： 依据高分数据构建的时空框架就是大数据的天然组织框架，后续很多数据都需要根据这个时空框架组织、显示、应用。

　　“中国发表的SCI论文数量已位居世界第二，然而，科技创新能力却仅在世界排名第十七，这还是近几年不断努力追赶的结果。”在5月7日举办的2019烟台院士峰会数字地球与空天信息论坛上，中国科学院院士、中国科学院空天信息研究院院长吴一戎院士表示。

　　如何打通科研链条，已成为制约空天信息产业等多个领域的重要课题。

　　1打通科研链条需民营资本介入

　　吴一戎表示，之所以目前科研产出成果与国家对科技创新的支持力度不相符，究其原因在于很多科研工作止于论文，科研链条太短，远未触及实际应用层面。

　　而实际的产业应用，尤其是正在推进的部分重大工程中，却仍有许多基本原理和理论、材料和细节，是建筑在国外科研成果的基础上。

　　在近日举办的福州数字中国大会上，吴一戎院士也与其他同行谈及这一问题。以与空天信息产业密切相关的数字中国战略为例，虽然目前发展迅速，已经取得了不少重要成果，也解决了众多问题，但支撑该战略的云计算、大数据和人工智能等技术，大部分的概念和基础原理并非源自中国，而是基于国外研究的拓展和应用。

　　因此，业界迫切希望能够从国家战略上打通科研创新链条，将国内的科研成果尽快应用到产业中去。

　　吴一戎院士表示，打通科研创新链条是我国进一步创新发展迫切需要解决的问题，这既需要国家科研机构来做，也需要相应的企业来做。比如走出十一个诺贝尔奖获得者的美国的贝尔实验室就是一家商业科研实验室，在这里诞生了从晶体管到卫星通讯的众多重大研究成果，推动了空间信息等产业迅速发展。

　　建立像贝尔实验室这样的商业研究机构，就需要企业，尤其是大的企业投入其中。

　　2通导遥融合、空天地一体化

　　吴一戎院士介绍说，中科院之所以把电子所、遥感地球所、光电院合并为中国科学院空天信息研究院，就是希望打通平台、载荷、器件、数据接收、数据处理、承载应用等空天信息技术整个链条，通过改革破解现在国家科研中存在的问题。

　　目前，中国已经有一套独立的航天工业体系，建立了航天器、运载、发射场、测控、应用五大系统，为空天信息技术体系发展奠定了坚实的基础。而空天信息技术领域广泛，通讯、导航、遥感都是其中的重要方向，每个方向有许多重要工作有待完成。

　　在通信方面，互联网卫星已经成为国际上的发展趋势，Oneweb的公司已开始布局大型互联网星座，意在为终端用户提供卫星wi-fi服务。国内天基互联网卫星在体系创新、技术突破、在轨验证、产业推广等方面也在积极探索。

　　导航定位方面，GPS和北斗系统已能够实时提供十米级定位产品，未来这类产品的发展方向是实时提供厘米量级精度定位。吴一戎介绍说，一旦厘米量级的定位精度得以实现，就能够为方方面面的应用技术提供颠覆性的技术支持，为相关产业提供了丰富想象，如挖掘机可以根据厘米量级的定位精度自动按照图纸挖掘，无人驾驶汽车也可以摆脱众多传感器、摄像头，根据厘米量级高精度定位操控等。

　　高分专项则是带动了数字地球、数字中国的核心遥感数据。全天候、全天时、全覆盖的高分辨率的对地观测影像能够在众多方向承载多种应用，依据高分数据构建的时空框架就是大数据的天然组织框架，后续很多数据都需要根据这个时空框架组织、显示、应用。

　　空天发展从大卫星到小卫星，再到卫星星簇，卫星功能越来越强大。吴一戎表示，在轨道和频率等基础太空资源受限的前提下，希望卫星技术能够有所突破，新的卫星发展方向应该是通导遥等多种手段和应用的融合。中科院也在智能卫星、组网卫星以及天地一体化卫星系统等方面进行了相关尝试。

　　3产业生态是制胜关键

　　除北斗、高分专项、互联网卫星等航天器系统外，接收测控系统、数据处理系统、承载应用系统近几年也都有长足发展。

　　全球化接收测控系统正在布局。

　　中科院不仅在国内建立了四个接收测控基站，在海外也已建立北极瑞典接收测控基站，十三五期间还将在斯里兰卡、肯尼亚、巴西、智利建站，为发展中国家获取空间信息提供更好的条件，一带一路沿线国家也迫切希望中国的数据和技术能为他们解决空间信息需求，搭建一带一路信息走廊。

　　自动化、智能化、高精度、高效率是数据处理的重要方向

　　目前数据量已从以往的GB、TB级发展到PB、EB级，越来越庞大的数据量对数据处理能力提出了更高要求，智能化处理已经处于相当重要的位置。现阶段，数据处理人工作业仍然占比较大，虽然某些节点上已有相应技术，但数据智能处理仍是未来非常重要的课题。

　　此外，承载应用系统已从MIS、GIS系统逐渐过渡到IIS系统。

　　随着图像分辨率越来越高，数据更新频率越来越快，空间地理信息的承载应用框架已经从以往的MIS、GIS系统逐渐过渡到IIS系统。基于数字地球的空天大数据承载应用是大数据发展的天然组织框架，尽管地理信息仍是基础，但IIS的数据处理形态已与前面两种有了根本不同，大数据和云计算技术的发展为其提供了基础，多重应用方式构成了空天信息大数据系统。

　　但是，目前众多产品还是以基础共性平台为多数，真正将空间数据充分应用还需要一个全新的应用生态，这就需要一个开放性承载平台，而这种平台绝非一家公司、一个团队能够做好的事情。

　　吴一戎院士表示：“到了今天，生态才是空天信息产业制胜关键。”他希望，今后各界能够共同推动承载平台应用，打造开放平台、开放标准，以此为基础构建相应生态，共同推动空天信息应用发展。