什么是數字地球？通俗講就是把地球裝進計算機。但是，如何把地球這樣一個巨量、連續的物體裝進計算機，裝進去后又將發揮什么作用呢？

在蘇州空天信息研究院，我們等到了從事空天信息領域科研工作并榮獲國家科技進步一等獎等多項榮譽的王洋。

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文字/科普蘇州 金子 攝影/葛雷

受訪/蘇州空天信息研究院二十三室主任王洋

王洋，參與推動蘇州空天信息研究院的籌建、學科和人才隊伍建設，培養了多支國家科研骨干力量。先后承擔國家重大型號和重點科研等項目28項，榮獲國家科技進步一等獎等多項榮譽，為國防信息化建設和空天信息產業發展作出了杰出貢獻。

2006年，李開復去北京航天航空大學展示谷歌虛擬地球軟件Google Earth，這是王洋第一次接觸到數字地球的概念。后來大家都知道，這個概念在1998年由時任美國副總統戈爾提出，目標是要用一米分辨率的遙感影像覆蓋全球。

“當時就覺得這是國外的一個先進理念?！蓖跹鬀]有想到的是，三年后她讀碩士期間，咱們國家高分專項啟動，而她所在的課題組做的就是衛星遙感數據的處理、承載和應用。及至博士階段，她又做了關于數字地球更多更深入的算法研究。

王洋笑說，“但是真正朝著落地應用的方向做課題，算是從蘇州開始的?！?/p>

高分專項系列衛星高分一號和七號

圖源：中國測繪學會

高分專項工程為中國國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006－2020年)16個重大科技專項之一，是一個非常龐大的遙感技術項目，被稱為中國人自己的全球觀測系統

從帶團隊開始磨煉的科研之路

2014年，王洋入職中國科學院電子學研究所接到的第一個任務就是參與籌建蘇州研究院。

電子所從事的是電子信息領域的應用基礎研究和高技術創新研究，多年來為我國衛星通信、雷達、導彈制導、粒子加速器、可控熱核聚變裝置、微波遙感等國防、國民經濟和科學研究領域制造出了多種高水平關鍵器件。

作為電子所全新的承載平臺和科研成果轉化平臺，蘇研院的定位是面向國家安全和區域發展的戰略需求。數字地球的落地應用，就是其中一個迫切的需求。

在第一批實習生北京集訓結束之前，包括王洋在內的小10名技術骨干，已經在科室主任的帶領下先行進駐蘇州。他們首先要把電子所經年累積的科研風氣和方式方法教給實習生，再指導大家結合自己的專業方向和蘇研院的學科建設開題，做畢業設計。

王洋的14個實習生專業相近，都是計算機或電子工程的本科生和碩士，但也都沒有接受過科研訓練。這意味著帶人的成本很高。為什么要帶實習生做科研呢？互聯網大廠、新型科研機構顯然都不會這么做。“這是一個管理模式上的探索，在這個過程中實習生可以提升科研能力、沉淀學術成果，我們也能全面了解大家的科研能力和責任心。”王洋說。

王洋對新身份適應很快。她愿意花時間帶人，也有一定的前期經驗?！白x碩士的時候，我就曾擔任課題組小組長。讀博期間也做過碩士生和本科生的助教，大致知道通過怎樣的輔助，把一個有一定技術基礎但是缺少業務知識的團隊快速帶入環境。”

王洋（中）和空天院團隊的日常交流

整整兩年，王洋大部分時間都在蘇州帶實習生，實習生畢業后留下來繼續跟她做課題。就這樣，從小規模項目做起，發展到中等項目，等到學科方向初步建成，再把電子所的重要項目部分拿到蘇研院來做。及至任務大到一定程度時，不僅需要實習生、正式職工，還需要配套團隊，甚至是長鏈條上的生態伙伴通力合作。

這樣的訓練不僅培養了實習生，也錘煉了王洋。

被任務倒逼出的集體智慧

那么，數字地球到底做什么呢？

把地球環境里的各種因素、參數、狀態數值化，然后對它進行建模、存儲、表達，我們就能實現對地球及人類生活環境的數字化。

運用數字地球技術，可以實現對全球范圍的地理地質、海洋氣象信息的宏觀觀測，也可以微觀到對城市里某個機場、工地、垃圾填埋場的持續跟蹤。它還能定位動植物和人類，用數據揭示遷徙、春運等群體性活動規律。

數字地球實時記錄著生態變化

為生態修復提供客觀全面的觀察視角

通過衛星遙感影像可以看到，中國最大的內陸咸水湖青海湖實現了從生態退化惡化到向好的轉變，圖源央視新聞

研究數字地球，更迫切的是如何真正把它實用化、產品化，服務于國家各行各業。

從2014年至今，王洋從一個參與者逐步成長，驅動200人的研發團隊構建出了自主可控環境下的基礎數字地球平臺和十余項共性產品，對外部署100余套，支撐近百家用戶和工業部門進行二次開發。其中不乏國家重大型號和重點科研項目。

因為是“國家隊”，所以更容易出成果嗎？面對我們的好奇，王洋很率直，“相比前輩科學家在無人區隱姓埋名做科研，我們現在的條件好多了，但是也包括且不限于長期晚上九十點下班，全國各地出差，一些同時做載荷、平臺的同事必須守在自然環境嚴酷的地區完成實驗，而女同事們也都要經歷所有職場背奶媽媽的尷尬與辛勞?！?/p>

但以上都還不算是難題。真正的難題在于科研突破。

“比如，我們實際上做很多項目，承擔很多國家任務。傳統方式是每個任務成立一個課題組，每組5-10人，由課題組按照國家相關技術指標進行攻關、實現，按照節點交付驗收。但是這樣各課題之間成果很難復用，一些共性技術很難被積累，課題任務較多時，也會面臨人員與精力的不足！”

這就又回到了科學研究管理上的問題。

大家意識到課題之間并不是完全獨立的，如果每個課題組都需要從頭到尾承擔所有研究任務那只會導致浪費。可以先成立一個小的技術決策組織，由它對課題需求進行分析，識別出來哪些需求是共性的，哪些是被高度復用的，把這些部分拿出來，由專門團隊來做。沉淀下來之后，這些產品的質量是高的、穩定的，可以被高度復用并且能在自己的領域里不斷迭代、完善的——這個就叫做平臺層。

在平臺層之上的，是有一定領域性同時也有復用度和共性的部分，可能是某個領域里的共性技術，再把它識別出來，這就是共性產品。等共性產品出來之后，再往上去面向不同方向、不同任務的獨立需求做開發，成本就會大為降低。

“一個團隊里，有人做平臺，有人做共性產品，有人做上層具體應用，每個人都能在自己的角色里發揮作用，技術也能不斷沉淀和被復用，這就是建制化科研，也是這些年來從電子所到空天院科研管理上的智慧結晶?！蓖跹笳f。

數字地球的未來 是給人類提供更多的決策支持

從2000年初的國外先進理念，到它在我國本土的落地應用，數字地球技術日新月異。

2019年，為貫徹落實總書記“必須推動空間科學、空間技術、空間應用全面發展”指示精神，中國科學院電子所、遙感與數字地球研究所、光電研究院整合組建成立中國科學院空天信息創新研究院。蘇研院也更新為蘇州空天信息研究院。

王洋在蘇州空天信息研究院

作為蘇研院二十三室主任，王洋沉淀的科研方向是：時空大數據可視分析和數字孿生技術。

“上個二十年，數字地球主要是實現對地球的觀測，以及如何存儲、管理和應用這些遙感產生的大體量數據、各類傳感器產生的海量的小的實時數據，以及人類產生的碎片化的低價值密度的數據，接下類如何將這些數據轉換為知識與智慧，進一步為人類生活和國民經濟提供輔助決策支撐將是攻關的重點?！?/p>

數字地球與人類發展息息相關，如何讓數字地球發揮更大的作用，是全球科學家們苦苦追求的命題

圖源：科創中國

王洋用我們熟悉的導航舉例說，就好比用手機軟件導航，你不只希望知道我從家到單位有三條路可走，更關心實時路況，比如堵車了從什么地方繞過去?！靶枰o人類活動提供更多的決策支持，而在不久的將來，這個決策不僅是給人服務，還要給無人駕駛服務?！?/p>

顯然，作為一個時空底座，數字地球技術仍有很多科學問題和機理亟待解決?！霸趪抑卮笕蝿铡⒅卮蠊こ汤铮澈笸且粋€很大的團隊甚至是一條產業鏈的貢獻，對產業鏈里每一個不同角色而言，都需要我們的奉獻精神、社會使命感和勇于擔當?！蓖跹笳f。

來源: 科普蘇州