2012年9月24日上午9点，首届中国卫星导航与位置服务年会在北京国家会议中心举行。北京大学教授李琦在大会中做了《下一代数字地球与智能计算》的报告。
北京大学教授李琦
以下为大会报告实录：
尊敬的各位来宾，我今天报告的题目是“下一代数字地球与智能计算”，这张图片大家一看就知道，这是水平星，我们今天的这颗卫星，已经越来越给我们提供我们所希望的信息，能反映的是我们大气的水分和海洋的圆度，我们通过云端的计算环境，我们就能够感受多种卫星给我们带来的信息，形成了一个从天空地信息一体的信息服务和应用，因此，我们今天实际上从把地球作为一个系统来对待，到数字地球已经走向了下一代数字地球、智能地球，这之间给我们带来的就是信号的机会和挑战。那么这个最大的就是气候变化，全球变化的问题。
我用这张图把我们到今天为止形成的系统，把它叫做1.0，这个1.0实质上是给我们搭建了一个空间信息，在全球无缝的组织管理的平台，信息进行交换和发布的平台，它最典型的就是谷歌和微软的应用，我们统称为1.0，它的特点是空间数据共享和交换的平台。在1.0上，我们能够感受到戈尔提出的数字地球的愿景，可以无机缩放的去体验真实世界和虚拟世界的地球系统。我们可以去体验围绕这个地球的空气质量的问题，可以用这个平台进行科普，真实的去感受各种科学知识，还可以用它进行数字服务等等，1.0已经给我们带来很多应用的机会，但是我这里特别强调的就是1.0，这张图大家看这是梵高的名画《星夜》，右边和下面的这个是真实的海洋洋流，这两个非常的相象，在我们1.0是难以表达这样的对象的，因此我想说的是，这就给我们提出我们现在需要的是下一代的数字地球，它要能够去真实的表达我们真实的、动态的地球系统。
这样一个能够表达动态、真实的数字地球应该是什么样的系统?毫无疑问，它应该是一个可以进行求解的系统。因此，1.0只是为我们搭建了一个把数字进行集成，进行融合的基础。但是它要面对一个真实的、动态的表现是难以表达的，因此我们需要发展2.0，那么2.0究竟是什么样的系统?它要能够直接表达描述动态复杂的地球系统，因此我们选择了全球气候变化最大的命题，作为我们研究的对象。因为全球气候变化的问题，已经成了当今世界所有的重大议题，也是所有危机的根源，就是我们现在面临的无论是生态危机、金融危机、水危机等等，这些危机的全面爆发，实际上它的本原最本质的就是气球变化，也许我们今天还很难接受这个观点，但是我相信随着我们知道越来越多的真相，我相信大家会再重新来认识这个问题，现在围绕气候变化的问题，实质上已经在全球形成了观点鲜明的两大派，作为IPCC为代表的，包括戈尔在内的，就是咱们第一代数字地球的提出者，前美国副总统戈尔，他也因为讲气候变化的问题，获得了诺贝尔和平奖，所以以IPCC为代表包括戈尔在内，我把他先称之为正方，全力主张全球气候变化是因为二氧化碳导致的。另外一方叫NFCC为代表的，汇集了世界一大批科学家，提出了截然不同的观点，到底真相如何，我希望这个数字地球做一个系统平台，能够对这个问题进行反证，来为我们提供一个控制气候，或者说适应气候的一个现代化的工具，所以这个平台初步已经在尝试。如果温度升高两度，那么这个地球会变成什么样，所以目前已经开始初步的进行模拟。
当然，第一代数字地球是难以回答这个问题的，难以支撑这个问题，它仅仅是为我们提供了这个数据进行集成，进行交换的平台，它还难以为我们提供建模环境，而我们现在面对的问题，是一个复杂的、开放的系统，这种系统目前还没有数学方程可以表达，那么对于这种没有数字方程表达的复杂系统，如何对它进行建模和模拟，这就是我们2.0所面临的问题，从这张图我们可以看出，实际上我们1.0是完成了全球空间数据的集成，但是第二块，就是我们的模型，专业模型对这个地球系统的概念和数学模型，并没有真正建立。而这个是我们2.0的核心关键，所以我们现在需要首先对数字地球概念的再认识，这张图实际上已经表达了对2.0的认识，就是说它不仅是要完成一个对现实世界的映射，更关键的还要能够把我们人眼看不见的，可见光以外的，通过影像表达出来，使我们更深刻的透过现象看本质，所以可以用这张图来表达，1.0，我们实现了对现实世界的线性映射，2.0我们需要的是三个空间，人、机、地一体化的协同工作，才能真正去构建2.0。
所以围绕这个概念，我们进行了初步探索，这个系统架构里黑的部分是我们1.0已经实现的部分，2.0就是现在正在做的工作，简单一句话就是正在向云端环境进行转移。
这是这个系统的技术体系结构，它的核心就是它有一个模型服务器和建模环境。这里面有三大核心技术，一个是云计算，第二是大数据，第三是它的核心系统模型。百度和新浪都已经推出了它的云平台，我们现实已经能够感知这个云端的技术环境，它为我们数字地球提供社会化的广泛应用提供了非常好的平台，大大简化了把过去我们的算法和编程都屏蔽的后面，给用户提供了一个非常简便的应用环境，所以云空间是它的核心部分，然后中间是大数据，大数据这里面的关键是需要基于模型的数据处理，数据挖掘和智能求解，最终构成智能求解系统。根据这个思路，我们已经初步做了一些工作，一个是围绕地球系统，我们认为实际上地球系统最重要的是生态系统，我们量化生态系统的话，它是由碳、水、氮和热构成了我们生态系统的状态，所以我们可以分别通过对关键参量的求解来加深我们对地球系统的认知，所以第一个做了碳循环的求解，可以从全球任何一个区域，通过这个感知能够切实的感知中国，感知到全球，到区域，到城市，最终到企业。换句话说，把碳作为我们贯穿从生产到销售的整个过程，这个是整个的低碳过程。在这个关键技术突破下，可以进一步感知北京，这里面的所谓的慧，这个核心思想就是把我们的数据网络、模型、组件化，按标准分装成服务，在这个前提下，能够提供泛在服务，所以构成所有的智慧城市。也就是我们讲的下一代数字地球和下一代数字城市。
所以初步做了一些工作，有一点小小的感知，数字北京现在已经每年的硬性维护费财政拨款5000万，充分说明它已经成为一个重要的现代化信息平台，前面这些工作，我们的体会就是，这里面的核心重要的是系统模型。最后我以这个视频结束我的讲话，给大家看到我们现在所要表达的是一个负责真实的地球系统。
(以上报告内容为现场速记，未经本人审核)
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