理大利用地理空間人工智能技術(shù)促進(jìn)可持續(xù)城市發(fā)展

地理空間人工智能技術(shù)是結(jié)合地理空間科學(xué)和人工智能的交叉學(xué)科。香港理工大學(xué)（理大）積極利用創(chuàng)新的地理空間人工智能技術(shù)，為當(dāng)今全球面對(duì)的環(huán)境和社會(huì)挑戰(zhàn)提供突破性的解決方案，當(dāng)中涵蓋了交通運(yùn)輸、城市和公共安全、規(guī)劃、氣候變化和自然災(zāi)害等各個(gè)領(lǐng)域。

理大土地測(cè)量及地理信息學(xué)系地理信息學(xué)、人工智能講座教授、杰出創(chuàng)科學(xué)人教授翁齊浩教授同時(shí)兼任理大地理空間智能研究中心主任及首席研究員。

理大土地測(cè)量及地理信息學(xué)系地理信息學(xué)和人工智能講座教授、杰出創(chuàng)科學(xué)人教授翁齊浩教授成立理大地理空間智能研究中心，專注于為地球信息學(xué)開發(fā)原創(chuàng)且創(chuàng)新的人工智能方法理論和技術(shù)，以及其在城市的應(yīng)用，目標(biāo)成為全球的地理人工智能研發(fā)中心。翁教授最近獲得2024年美國(guó)地理學(xué)家協(xié)會(huì)（AAG） Wilbanks地理學(xué)變革性研究貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，以及2024年AAG遙感專業(yè)委員會(huì)終身成就獎(jiǎng)，以表彰其在地理學(xué)和遙感科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究。

研究中心其中一個(gè)方向是透過(guò)利用地理空間分析、地理人工智能及大數(shù)據(jù)，調(diào)查城市化中人類與環(huán)境的互動(dòng)，另一個(gè)方向是利用對(duì)地觀測(cè)創(chuàng)建各種全球城市區(qū)域的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并提供以對(duì)地觀測(cè)為基礎(chǔ)的城市數(shù)據(jù)服務(wù)。

翁教授兼任研究中心主任及首席研究員，他表示︰「對(duì)地觀測(cè)是探討環(huán)境和社會(huì)變化的重要指南針。我們的研究重點(diǎn)遍及地理空間大數(shù)據(jù)和人工智能、遙感、地面?zhèn)鞲衅?、?dǎo)航和定位、測(cè)量和大地測(cè)量、激光掃描和攝影測(cè)量等領(lǐng)域。這些技術(shù)是能為環(huán)境和社會(huì)挑戰(zhàn)提出解決方案的關(guān)鍵。」

尤其是，地理空間人工智能通過(guò)利用數(shù)千個(gè)可學(xué)習(xí)參數(shù)，徹底改變了建筑物監(jiān)測(cè)的方式。當(dāng)中一個(gè)例子是它能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)和識(shí)別建筑物的一般外貌形態(tài)，如顏色和形狀，可實(shí)際應(yīng)用于檢測(cè)受災(zāi)損壞的建筑物，獲取建筑物高度、識(shí)別結(jié)構(gòu)變化，以及估算建筑物能源耗量。因此，地理空間人工智能已成為更高效、更深入的建筑物監(jiān)測(cè)主流方案。

環(huán)境監(jiān)測(cè)

在城市化監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，地理空間智能研究中心團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)基于不透水地表層面積的城市元胞自動(dòng)機(jī)模型，該模型可以利用從衛(wèi)星觀測(cè)獲得的每年城市范圍及時(shí)間序列的數(shù)據(jù)，仿真每個(gè)格網(wǎng)內(nèi)城市區(qū)域的分?jǐn)?shù)變化。在不同城市化進(jìn)度水平下分析城市區(qū)域增長(zhǎng)的歷史路徑，該模型提供了比傳統(tǒng)二值城市元胞自動(dòng)機(jī)模型更詳細(xì)的見解，對(duì)可持續(xù)發(fā)展有巨大潛力。

研究中心團(tuán)隊(duì)成員、博士研究助理賀琬茹女士及團(tuán)隊(duì)在學(xué)術(shù)期刊《城市》上發(fā)表「基于時(shí)序信息仿真格點(diǎn)尺度不透水面比例變化的城市元胞自動(dòng)機(jī)模型」的研究，展出該模式能有效地捕捉城市擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)，顯著提高計(jì)算效率和性能，并能在未來(lái)多元化的城市化進(jìn)展情景下，對(duì)區(qū)域以至全球的城市增長(zhǎng)進(jìn)行建模。

交通管理

在促進(jìn)智慧交通管理發(fā)展方面，為了提高叫車平臺(tái)的效率并實(shí)踐智能管理服務(wù)，地理空間智能研究中心的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多智能訂單匹配和車輛重新定位方案。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)專注于協(xié)調(diào)叫車服務(wù)的供求需要，將閑置車輛調(diào)度到需求潛在高的地區(qū)，及以高效方法將訂單分配給可用車輛，從而提升整體服務(wù)效率。

基于多智能體深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)，這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)能有效解決交通運(yùn)輸涉及的復(fù)雜問題，并為長(zhǎng)期時(shí)空規(guī)劃問題提供新視角。技術(shù)由中心研究員徐明月女士及團(tuán)隊(duì)開發(fā)，研究題為「基于多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)的網(wǎng)約車調(diào)度算法」，已發(fā)表在《國(guó)際地理信息科學(xué)雜志》上。

關(guān)于理大地理空間智能研究中心

理大的地理空間智能研究中心致力于開展城市建筑和能源、城市生態(tài)安全與保障、局地氣候、環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、城市復(fù)原力、以及公共衛(wèi)生等研究范疇，符合聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)第11項(xiàng)，旨在建設(shè)共融、安全、能抵御災(zāi)害及可持續(xù)的城市和人類居所。