编者按
跟着5G年代的到来，物联网、云核算、大数据等技能快速开展。信息基础设施日益完善，全球时空大数据呈爆发式增加。在这样的年代背景下，怎么完成空间感知和空间认知的智能化，在正确的时刻和正确的地址把正确的数据、信息、常识推送给需求的人，完成空间信息的实时智能服务？本期约请中国科学院院士、中国工程院院士李德仁具体解读。
5G的典型技能特色和使用场景
5G是第五代移动通讯技能，5G下载的速率理论上能够到达20GB/秒，是4G年代的20倍。如果说4G改动日子，5G将改动整个社会；如果说4G服务于人，5G就支撑万物互联。
5G有三个典型的技能特色：5G能供给增强移动带宽；海量机器类通讯；超高牢靠低时延通讯。有了这三个特色，高清视频，VR、AR或交互实际等都能完成，能够完成才智物流、环境智能监管、才智城市或智能城市的核算，能够使用于主动驾驭、机器人无人操作、工业互联网、长途医疗、智能电网。
5G典型的笔直职业使用：比方，视频辨认剖析，包含人脸辨认、移动检测和全景的实时监控，有了5G就能够视频辨认实时化。
VR/AR虚拟显现和增强实际能做到呈见式周游。每个人戴智能眼镜就能够看报纸，打电话。工业物联使用，包含智能制作、才智医疗、无人机通讯等。车联网使用于智能交通范畴，能够树立轿车辅佐安全驾驭体系，来进步交通功率。
5G工业的开展要重视研发中心元器材和典型示范使用。笔直职业的使用面临一个跨界交融的问题，运营商在5G建网时要研讨怎么降低本钱。由于5G的基站非常密布，建造本钱非常高。怎么降低本钱、处理它的使用立异问题，是5G工业开展需求打破的难点。
5G不可能掩盖悉数陆地，而陆地在地球上只占了29%，所以5G需求靠6G卫星通讯来弥补。
6G技能是把陆地无线通讯技能和中凹凸轨的卫星移动通讯技能及短距离直接通讯技能交融在一同，处理通讯、核算、导航、感知等问题，组成空、天、地、海泛在的移动通讯网，完成全球掩盖的高速宽带网。
也便是说，6G是空六合海泛在的移动通讯网，会触及许多数据。天上的卫星、飞艇、飞机、无人机，地上的车辆、无人驾驭车等都会发生数据，手机轨道记载的数据、视频轨道记载的数据、定位数据、刷卡数据……这些构成一个城市的轨道大数据。
5G年代，地球空间信息服务能够做到社会化与群众化，空间信息服务要从二维走向实景三维。
跟二维比较，三维信息完好、语音信息丰厚，空间联系是精准的，三维实景模型是把室内室外、地上地下、水上水下各种精准三维的几许信息，丰厚的语音数据信息，精确的空间联系按细节来表达的一个空间数据集市，表达直观，便于分层，用于各种空间剖析和辅佐决议计划，把数据、结构、功能为一体的三维数据智能表达，所以它是一个完好的数据模型。
树立方位精准、基准一致、特点丰厚、数据齐备的实景三维数据模型，关键是精准空间信息的获取，多元空间大数据的增强、全系方位要素结构化的提取、组织化语音模型按需重建，工作量比本来要大得多。要处理空六合立体化组合全空间的数据收集渠道，有卫星、汽艇、飞机、无人机、地上移动体系、手机等各种数据收集手法。
5G信号仿真要靠三维模型，高清驾驭地图要靠三维模型，城市精细化办理、可视化剖析等都需求用三维实景模型。要构建空天的立体化主卧室高效的观测手法，用人工智能、5G网络、云核算区块链技能来进步海量数据处理和智能化水平，用三维模型做智能驾驭信号仿真、城市精细化办理方面的推广使用。
无人机视频数据能做到实时方针的检测和盯梢，数据用5G传下来很快，就能够进行检测移动方针，边接纳边盯梢边处理。
认路机器人，能够做三维建模的数据收集，能够主动地爬楼梯，能够主动避开障碍物，完成传感、丈量、操控、感知的一体化，把这样的器材做成一个很小的器材，上面有斗极GPS芯片、有通讯的芯片、有光导和印象传感器，把它们做在一同就能代替人开轿车，放到主动驾驭轿车上去。
要把大数据用起来。比方武汉市办理三四百万辆轿车、450万个驾驭员、5万多条路途，三维实景地图上会有许多数据，要抓智能化、群众化的使用。
未来5G和6G能够全球全掩盖，完成一星多用、多星组网、多网交融智能服务。期望处理本质导向增强，进步到分米级，乃至于到厘米级的主动驾驭水平，遥感到分米级五分钟的时刻呼应速度，全球宽带全掩盖的通讯。
在5G和人工智能年代，抓好真三维实景，建造我国自主的通导遥一体化空天信息实时智能服务体系，抓好空间信息的主动化、智能化、社会化、群众化和实时化服务，以测绘、遥感和地舆信息技能中心的地球空间信息学，其立异开展的路途非常广阔，出路光亮。
对地观测脑、才智城市脑和智能手机脑的设想
面临大数据年代的到来，将人工智能使用于地球空间信息学，能够提高地球空间信息处理的感知认知才能，完成地球空间信息学对所获取的数据快速处理、提取有用信息和驱动相应使用的进程。
在近地外层空间上，在从数字地球向才智地球开展的进程中，对地观测卫星的空间分辩率、光谱分辩率、时刻分辩率等不断进步，各国掀起了高分辩率遥感卫星研发的热潮。我国也相继发射资源系列、遥感系列和高分系列高分辩卫星，使在轨卫星数量达235颗以上。它们将满意正常需求和根据特定任务方针需求的快速呼应、继续动态监测。
物联网是经过射频辨认、红外感应器、全球定位体系、激光扫描器等信息传感器设备，按约好的协议，把任何物品与互联网衔接起来，进行信息交流和通讯，以完成智能化辨认、定位、盯梢、监控和办理的一种网络。具体地说，便是把感应器嵌入和配备到电网、铁路、桥梁、地道、公路、修建、供水体系、大坝、油气管道等各种物体中，遍及衔接，构成物联网。
物联网极大地促进了才智城市的建造与开展，使城市中的“万物互联”成为可能。物联网促进城市具有了上千万个智能传感器，如我国城市已具有2000多万个视频摄像头，能够供给PB和EB级的接连图画。
在个人尺度上，智能手机作为最遍及的移动设备，在剖析测试方面具有巨大潜力，它带有越来越多的传感器：加快计、麦克风、摄像头、陀螺仪、定位设备等，能够方便地取得各种数据和信息，如捕获人类行为数据、记载方位信息、感测环境改变，乃至能够为相关科学研讨记载和剖析数据，成为无所不在、人人具有的群众传感器，成为人们日子中最受欢迎的电子设备。
因而，在地球空间的微观、中观、微观3个尺度上别离构成对地观测脑、才智城市脑和智能手机脑3个高度智能化体系，是彻底切实可行的。
微观尺度上的对地观测脑是经过将通讯、导航、遥感卫星一体化组网，并与人工智能和六合云核算相结合而构成的一种模仿脑感知、认知进程的智能化天基信息实时服务体系。使用在轨印象处理技能、星上数据核算剖析技能等对获取的数据信息进行处理剖析，再经过星间通讯链路和六合通讯网的交融，将它们传送给全球任一需求服务的目标的智能终端。
中观尺度上的空间认知是才智城市脑，它是在数字城市树立的网络空间上，经过物联网各种传感器主动和实时地收集实际城市中人和物各种状况和改变的大数据，使用人工智能和数据发掘等智能手法，由云核算中心处理其间海量和杂乱的核算，完成对城市的感知、认知与操控反应，为城市应急、城市办理、智能制作、经济开展和群众大众供给各种智能化的服务的一种城市运转办理服务体系。
微观尺度上的空间认知是智能手机脑，它使用手机和智能手表上的加快计、麦克风、摄像头、陀螺仪、定位设备和人体健康参数丈量仪等各种传感器，能完成室表里优于1m的定位精度，经过实时捕获人类行为数据、记载方位信息、感测环境改变和手机主人的健康参数（血压、血糖、血脂、心率、脉息、心电图）等数据信息，经过手机内置高度智能芯片对各种数据进行上下文剖析推理。这种智能手机脑可剖析手机持有人的行为学、健康学、生理学和心理学，并可成为主人的智能助理。
对地观测脑、才智城市脑和智能手机脑是咱们学习了解脑认知、完成空间认知的新跨过，是地球空间信息科学开展的新任务，需求广阔科研人员投身届时空大数据与人工智能的集成立异研讨中，为研发各式各样的对地观测脑、才智城市脑和智能手机脑作出应有的奉献。（李德仁）
