——记南京大学地理与海洋科学学院特聘研究员周琛

张 闻　谢更好

地理信息是国家和国防建设的支撑性成果，具有定位准、精度高、涉密广等安全特点。在世界主要国家的政府治理体系中，围绕自然资源领域的时空信息获取已经成为非常重要的科研组成部分，特别是在疫情管控、空间治理和应对气候变化方面发挥了关键作用。以时空信息技术支撑数字化发展已成为时代的潮流。

在南京大学地理与海洋科学学院特聘研究员周琛看来，大数据不断充斥着我们的生活，但相较于计算机领域发源的大数据，复杂时空场景的大数据分析呈现出高精度、多尺度、广区域的发展态势，对其进行数据处理，必须通过全新的技术方式，来打破复杂时空场景下，时空大数据的实时计算响应效能不足的难题。

在地理信息安全保护需求驱动下，在技术产业化目标驱动下，周琛顺应需求迎难而上，在地理信息技术领域展开了十多年的艰苦探索，引领科学技术全链条创新，推动中国的地理信息技术的建设与落地。道阻且长，行则将至。对于周琛来说，这是责任与挑战并存的道路。

命运使然，结缘地理信息系统

地理信息系统是20世纪60年代开始发展起来的一门技术学科，在20世纪80年代得到了迅速发展。进入21世纪，地理信息系统已深入各行各业乃至千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可或缺的工具和助手。

2008年，周琛考入南京大学时，对这一专业领域并不熟悉。彼时，我国在地理信息系统领域的研究仍旧处于起步阶段。“当时看到这一专业名称，感觉更偏向于技术研究，虽然十分懵懂，但还是毅然决然选择了这一方向。”周琛说。

如今回想起最初的专业选择，周琛直言这是不幸中的万幸，正是在这样的机缘下，他走入南京大学地理与海洋科学学院，开始了自己在地理信息系统专业的科研启蒙之路。

在国内的高等院校中，南京大学在地图学、地理信息系统与遥感方面均起步较早。1957年，我国著名地图学家李海晨先生亲自创办了南京大学地图学专业。多年来，南京大学地图学专业沿着李海晨先生开创的事业，走过了一条专题地图编制与地图集设计—计算机地图制图—地理信息系统与遥感—地理信息科学的道路。在南京大学读书期间，学校十分注重培养学生在相关专业领域的主观能动性，并为学生提供了广阔的科研平台。在这里，周琛踏上了自己在地理信息系统领域的启蒙之路，对这一领域的热爱也愈加深沉。

为了进一步夯实自己的专业基础，本科毕业后，周琛选择继续扎根在南京大学地理与海洋科学学院进行硕博阶段的深造。这一时期，他还曾前往美国俄亥俄州立大学地理系进行博士研究生联合培养。在美国一年的所见所闻，让周琛开阔了自己的科研视野，同时也更加了解到各国在经济发展与基础设施建设中存在的差距。本着一名科研工作者的社会责任感，周琛在学成之后毅然决然回到了祖国，立志扎根自己所在的科研领域，为中国的建设和发展贡献力量。

科研开拓，深入挖掘时空大数据

21世纪以来，随着智能终端的发展，人们的每一个行为都可能产生数据，并且被记录下来。周琛所在的江苏省南京市，拥有900多万的常住人口，每天大约产生记录数据为10亿～20亿条，数据量约为150～200GB。为了切实转变基础地理信息服务方式，推动地理信息共建共享，更好地统筹地理信息资源的利用，多年来，江苏省一直着重于地理信息云服务平台的打造。

在这一背景下，周琛所在的南京大学研究团队与江苏省基础地理信息研究中心在基础地理数据库、公共服务平台等方面的成果积淀和应用服务工作基础上，联合攻关十余年，成功构建了全域全要素高精度动态地理空间数据体系，研发了具有复杂地理计算能力的地理信息云服务平台关键技术，形成了按需推送和应急响应兼备的决策支持服务模式，持续应用于江苏省委、省政府综合决策、区域空间治理、地理信息企业发展和公众服务。

在坚实的科研成果支撑下，团队的研究项目“地理信息云服务平台关键技术与决策支持”成功获得2020年度江苏省科学技术奖一等奖。作为研究团队的一员，周琛在这一项目中得到了极大的锻炼，在这一成果的基础上，他决心深入城市空间数据中，展开更加深入的科研探索。

在周琛看来，时空大数据蕴含着无尽的社会价值。而如何在海量的数据中，挖掘出人的行为活动，再通过人的行为活动与土地之间的交互关系，来寻找产生活动变化的规律，进而反映城市要素的相关特征，便是他长期以来坚守的研究方向。“我们把整个城市的信息归纳为‘行’和‘流’，‘行’可以理解为静态的信息，比如整个城市的用地布局及土地承载着怎样的功能，类似于城市功能区的概念。‘流’则指的不同城市功能区之间的交互响应是怎样的，在各类事件发生时（例如：疫情、旅行等）人群的行为模式有没有发生什么变化。而城市空间里‘行’和‘流’的信息，均可以通过时空大数据进行反映。”周琛说。

面向新时代国土空间规划对多尺度城镇国土空间科学数据综合采集和精准智能处理的迫切需求，2022年，周琛开始负责国家重点研发计划“国土空间优化与系统调控理论与方法”项目子课题“城镇空间形流要素综合观测与智能感知技术”。

在这一课题中，周琛团队围绕城镇国土空间形流要素综合观测与智能感知难题，研发城镇国土空间形要素综合观测方法与流信息智能感知模型，构建城区-城郊-郊区多尺度城镇国土空间形流要素关联耦合与动态挖掘技术体系，有效实现城镇国土空间形流规律认知和形流关系优化，从而优化国土空间格局、推进国土空间规划、提升空间治理能力。

城市是由多种复杂系统所构成的有机体，城市功能是城市存在的本质特征，是城市系统对外部环境的作用和秩序，它是主导城市发展的动力因素。精准识别并动态掌握城市功能结构，包含复杂丰富的地理要素与动态密集的计算需求，亟须云边协同计算技术的有力支撑。

为了能在这一领域研究中贡献自己的科研力量。2022年周琛成功申请了国家自然科学基金面上项目“地理大数据云边协同计算方法研究——以城市功能区热度动态分析为例”。在这一项目中，他和团队研发的关键技术可直接为以城市功能区热度动态分析为代表的复杂时空场景处理提供支撑，广泛应用于国土空间规划编制、城市精准治理、智慧城市建设等地理学工程实践中，创造更高的经济和社会效益。

科研落地，构建全链条创新体系

科学研究的落脚点应该面向国家和社会所需。对于地理信息系统这样偏工科的领域，周琛认为研究人员不能仅仅将技术停留在论文上，而是要将自己的研究使命放在技术落地，推动整个社会的发展上。而地理信息技术领域的实践性，也让他和团队更好地找到了将理论研究转化为技术服务的契合点，并在推动相关技术的“全链条”创新中作出了一系列成绩。

从2020年开始，周琛所在的科研团队就与江苏省基础地理信息研究中心依托于共同建设的地理信息云服务平台关键技术，辅助相关部门进行新冠疫情防控期间人群行为轨迹的判读。如今，面向市场与社会的需求，他们仍在积极联合江苏省的相关事业单位进行全链条创新体系的构建，立志将科研成果“落地生根”。在多年的研究经验指导下，他也希望能够将自己的科研项目经验内化为教学案例，达到“寓教于研”的目的，让学生在接触到先进科研成果的同时，更能了解到行业的前沿趋势、更明晰自己今后的发展方向。

路漫漫，不忘身肩之使命。未来，在时空大数据跟城市空间信息挖掘提取相关方向，周琛还将继续通过“产学研”的结合，推动相关技术的落地转化。“地理信息关乎国家的安全，我觉得我们从事地理信息技术领域研究工作的人，有责任和义务推动整个国家的地理信息技术发展，守护国家的安全。”他坚定地说。