關(guān)雅雪

方志祥

世界是什么樣子的？我們看到的一切，我們所思考的一切，都與地理空間有關(guān)。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)日新月異地持續(xù)發(fā)展，空間信息技術(shù)本身，也在不斷借鑒、融合的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。在這一背景之下，時空GIS技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

隨著社會進(jìn)程的更替，以人為本的時空GIS逐漸成了大數(shù)據(jù)時代地理信息科學(xué)研究的前沿，并和人類社會的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)、文化、環(huán)境、資源等領(lǐng)域的諸多需求產(chǎn)生了密切聯(lián)系。而武漢大學(xué)方志祥教授多年來就將研究聚焦在這一領(lǐng)域中，在與人們生活息息相關(guān)的人群動態(tài)觀測與時空服務(wù)、車輛與行人視覺導(dǎo)航研究中不斷探索。通過科學(xué)研究將時空GIS技術(shù)深入到更多領(lǐng)域，做出了多項(xiàng)具有社會價值的科研成果。

機(jī)緣巧合入測繪

方志祥與測繪科學(xué)的結(jié)緣還要追溯到其高中畢業(yè)的那個夏天。因?yàn)橐恍┨厥庠?，與目標(biāo)院?！錆h理工大學(xué)失之交臂的他，來到了焦作工學(xué)院測量工程系，陰差陽錯與測繪結(jié)緣。但不服輸?shù)乃?，從入學(xué)的第一天起，就暗暗下定決心，一定要考碩士回到武漢。因此，作為亞洲最強(qiáng)的測繪院校之一的武漢測繪科技大學(xué)就成了他的奮斗目標(biāo)。

功夫不負(fù)有心人，1999年方志祥以優(yōu)異的成績順利考入武漢測繪科技大學(xué)（現(xiàn)武漢大學(xué)），并在這一期間對測量自動化、專題地理信息系統(tǒng)有了深入的理解和深刻的實(shí)踐。

至此，方志祥的科研奮斗之路仍未停歇。2002年，他順利進(jìn)入李清泉教授的團(tuán)隊(duì)攻讀博士研究生，并在李必軍老師的領(lǐng)導(dǎo)下，從事車載激光數(shù)據(jù)處理，提取建筑物進(jìn)行三維建模的研究。在研究過程中，由于樹木、車輛、路燈等遮擋，激光掃描無法完整覆蓋建筑物的整個立面，對研究工作造成了很大挑戰(zhàn)。當(dāng)初還沒有電子期刊數(shù)據(jù)庫，只能去圖書館翻閱書籍以及學(xué)術(shù)期刊，卻無從考究?！皼]有借鑒，就只能自己創(chuàng)新了。”方志祥說。通過不斷攻關(guān)，他們在融合測量數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等知識基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)了一些數(shù)據(jù)過濾方法，實(shí)現(xiàn)了建筑物平面特征點(diǎn)提取，與李必軍老師聯(lián)合完成并將成果“從激光掃描數(shù)據(jù)中進(jìn)行建筑物特征提取研究”發(fā)表在《武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版》上，這也成了方志祥的第一篇學(xué)報(bào)級學(xué)術(shù)論文，并在后來得到了眾多領(lǐng)域?qū)W者的引用。

創(chuàng)新開拓孜孜不倦

方志祥的人生理想一直是與科學(xué)研究緊密相連的。2005年7月，他以優(yōu)異的表現(xiàn)，正式留在了測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)助教，開始了筑夢科研路的新階段。

從學(xué)生正式轉(zhuǎn)變?yōu)橐幻髮W(xué)教師和科研人，起初方志祥對自己的研究方向感到十分迷茫。在一次契機(jī)之下，他有幸結(jié)識了來自美國田納西大學(xué)的蕭世教授，在國家留學(xué)基金委博士后項(xiàng)目的資助下，來到了美國田納西大學(xué)進(jìn)行研究交流。在那里，他接觸到了武漢大學(xué)所不具備的外文資料環(huán)境，那段時間，他“瘋狂”地閱讀文獻(xiàn)著作，不僅擴(kuò)大了其科研知識面，更提升了其知識結(jié)構(gòu)中尋找創(chuàng)新點(diǎn)的能力，為他后續(xù)的科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在此之后，他又于2015年2月—2016年2月再次前往田納西大學(xué)進(jìn)行研究交流，這兩次的科研之旅，均成了方志祥科研成長的見證。

自2008年從美國訪學(xué)回來之后，方志祥就一直從事行人導(dǎo)航的研究。但是以往的研究基礎(chǔ)都是從GIS技術(shù)的角度來做，主要注重地圖的查詢與表達(dá)，忽略了如何充分利用人自主的空間認(rèn)知能力，比如視覺空間感知?；谶@個考慮，方志祥開始了行人視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究。

12年來，他帶領(lǐng)一批又一批的研究生刻苦攻關(guān)，創(chuàng)建了基于地標(biāo)顯著性認(rèn)知的行人視覺導(dǎo)航理論與方法，構(gòu)建了行人視覺導(dǎo)航“認(rèn)知-表達(dá)-定位-規(guī)劃-評估”的完整技術(shù)鏈條。在這項(xiàng)技術(shù)的支撐下，他們積極展開與企業(yè)合作應(yīng)用，以企業(yè)為主體重點(diǎn)支撐了蘇州博物館等智慧博物館建設(shè)以及數(shù)字文化遺產(chǎn)信息平臺運(yùn)營；實(shí)現(xiàn)了古樹名木、生態(tài)林管護(hù)、森林防火、森林病蟲防治、應(yīng)急維穩(wěn)等為一體的護(hù)林巡山多功能的視覺導(dǎo)航和核查，在浙江省80余個縣市區(qū)統(tǒng)一推廣使用。2018年，其主持的研究項(xiàng)目“復(fù)雜室內(nèi)外環(huán)境空間感知的行人視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”順利獲得了湖北省科技進(jìn)步獎二等獎。

打破傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的研究限制，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性科研突破，一直是方志祥努力的方向。在他的介紹下，記者了解到：傳統(tǒng)測繪地理信息重點(diǎn)關(guān)注地理，缺乏與人相關(guān)的地理信息表達(dá)模型與分析方法；傳統(tǒng)城市人群活動獲取主要依賴人口普查、交通調(diào)查等，盡管數(shù)據(jù)可靠，但存在周期長、費(fèi)用高、人工強(qiáng)度大等問題，難以捕捉高時間分辨率、全空間覆蓋的城市人群活動動態(tài)，難以有效支撐高動態(tài)情景下城市功能提升、基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化、交通運(yùn)營組織優(yōu)化、公共安全應(yīng)急等智慧城市應(yīng)用?；谥暗难芯炕A(chǔ)，在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等項(xiàng)目資助下，方志祥團(tuán)隊(duì)與中科院地理所裴韜團(tuán)隊(duì)、深圳先進(jìn)研究院尹凌團(tuán)隊(duì)等一起順利完成了“大數(shù)據(jù)支持下的城市人群出行活動探測與時空服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目。

在這一項(xiàng)目中，他們針對海量多源、多維空間、多時空分辨率的出行大數(shù)據(jù)時空建模與分析難點(diǎn)，創(chuàng)建了以人為中心的時空GIS理論與可視化分析方法，克服了傳統(tǒng)G I S在“物理-虛擬”集成空間下人群活動建模與分析技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了GIS從地理環(huán)境表達(dá)到人群活動時空分析的技術(shù)跨越。

針對不規(guī)則與稀疏采樣多源出行大數(shù)據(jù)的城市出行活動探測難點(diǎn)，他們構(gòu)建了時空軌跡重構(gòu)下的城市出行活動空間變化動態(tài)定量觀測方法，創(chuàng)建了軌跡大數(shù)據(jù)支持下的城市人群活動識別-功能發(fā)現(xiàn)-承載體時空動態(tài)的全流程探測方法，突破了復(fù)雜城市環(huán)境中人群活動探測及其承載體時變特性定量觀測等技術(shù)難點(diǎn)。研究成果不僅有助于剖析城市病的人群活動要素，還對城市精細(xì)化與智能“管、控、服”應(yīng)用具有重要意義。在他們的不斷努力下，這一項(xiàng)目順利獲得了2019年高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎科學(xué)技術(shù)獎二等獎。

“作為工科背景的專業(yè)，我們科研的目的是要推動社會技術(shù)進(jìn)步?！狈街鞠檎f。多年來，他們在車載導(dǎo)航電子地圖及其軟件系統(tǒng)（2002—2007）、視覺導(dǎo)航技術(shù)和時空軌跡大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等方面的科研成果相繼申請了21項(xiàng)專利，目前已經(jīng)授權(quán)10余項(xiàng)，并成功與全國十多家企業(yè)展開合作，提升了人們的出行品質(zhì)、改善了生活環(huán)境、提高了精細(xì)化時空響應(yīng)的“管、控、服”能力。

一往無前的科學(xué)研究路

“不知道自己下一步要做什么，才是我最慌張的?！狈街鞠榻栌檬捠澜淌诘脑捜绱苏f。十多年的科研人生路上，他也曾經(jīng)歷了無數(shù)的挫折與壓力，而這些經(jīng)歷也讓他真正體會到了“堅(jiān)持”的意義和價值。

如今作為博士生導(dǎo)師，方志祥也想將自己的人生及科研經(jīng)驗(yàn)，傳授給更多的學(xué)生們。在方志祥看來，研究生階段，學(xué)生們初接觸科學(xué)研究，最需要的就是明確自己要做什么的能力，這個能力的培養(yǎng)，需要學(xué)會綜合取舍，能夠自己去修剪枝葉，留下樹干。通過飽讀文獻(xiàn)，跟蹤技術(shù)發(fā)展，明確什么是未來的前沿方向。除此之外，他還希望學(xué)生們無論是對科研還是生活都要有夢想，將每一次的挫折和打擊，當(dāng)做自我修正的完美機(jī)會，要始終相信堅(jiān)持的意義和能量。

因?yàn)橄矚g，所以樂此不疲。如今，方志祥主持的國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目以及參與的2項(xiàng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目也在有條不紊地進(jìn)行當(dāng)中。對于未來的規(guī)劃，方志祥坦言還將把自己的科研方向放在智能導(dǎo)航與精準(zhǔn)服務(wù)中。在智能導(dǎo)航研究中，他還將圍繞行人、(無人)車輛、(無人)船舶、飛機(jī)等，重點(diǎn)做好地理空間中的導(dǎo)航信息與人的空間認(rèn)知能力間無縫對接，達(dá)到智能化感知、敏捷地理解現(xiàn)實(shí)與恰當(dāng)反應(yīng)等狀態(tài)。在精準(zhǔn)服務(wù)研究中，圍繞人群的時空需求，重點(diǎn)做好人群動態(tài)感知、資源配置優(yōu)化、空間組織決策等方面工作，努力達(dá)到可持續(xù)、友好型的人群生存環(huán)境。研究之路任重而道遠(yuǎn)，方志祥早已準(zhǔn)備就緒。