坤元”大模型：讓地理科學(xué)裝上“最強(qiáng)大腦”

“坤元”是地理科學(xué)邁向智能時(shí)代的重要里程碑，為中國(guó)構(gòu)建自主可控的地理認(rèn)知系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

近日，中國(guó)科協(xié)會(huì)刊《科技導(dǎo)報(bào)》刊發(fā)了我國(guó)地理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士周成虎教授的文章《“坤元”地理科學(xué)大模型地理智能實(shí)踐》。我們特此摘錄，以饗讀者。

周成虎，現(xiàn)任中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)智慧城市工作委員會(huì)主任委員，地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)學(xué)家，長(zhǎng)期從事遙感與地理信息系統(tǒng)及其與地理科學(xué)的交叉研究。1964年8月18日出生于江蘇省海安市。1984年畢業(yè)于南京大學(xué)，1987年和1992年在中國(guó)科學(xué)院地理研究所先后獲碩士和博士學(xué)位。2013年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。

“坤元”地理科學(xué)大模型地理智能實(shí)踐

周成虎

在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)的背景下，人工智能特別是大模型技術(shù)正重塑科學(xué)研究的范式結(jié)構(gòu)與知識(shí)生產(chǎn)機(jī)制。生成式人工智能已從語(yǔ)言理解拓展至復(fù)雜任務(wù)建模，成為人類(lèi)探索自然與社會(huì)系統(tǒng)的新型工具。當(dāng)前，大模型技術(shù)加速融入科學(xué)研究?！袄ぴ弊鳛橹袊?guó)首個(gè)地理科學(xué)大模型，標(biāo)志著地理智能體系建設(shè)進(jìn)入關(guān)鍵階段，正重塑空間認(rèn)知范式，賦能?chē)?guó)家戰(zhàn)略決策。

01

地理智能的時(shí)代召喚

地理科學(xué)致力于揭示地球表層自然與人文過(guò)程的空間格局與演化機(jī)制，服務(wù)于資源優(yōu)化配置、生態(tài)治理和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展等國(guó)家重大戰(zhàn)略。然而，傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)主要面向可視化與圖層疊加分析，難以滿足對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)認(rèn)知與智能決策支持。在全球變化背景下，空間治理的復(fù)雜性顯著提升，地理科學(xué)亟需邁向更高層次的智能化能力體系。大模型為重構(gòu)地理認(rèn)知提供了新路徑。通過(guò)深度學(xué)習(xí)與大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練，模型可在海量異構(gòu)數(shù)據(jù)中抽取結(jié)構(gòu)、推演邏輯、生成答案，推動(dòng)地理科學(xué)從“觀測(cè)驅(qū)動(dòng)”向“智能驅(qū)動(dòng)”躍遷。

02

地理科學(xué)大模型實(shí)踐

2024年9月，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所正式發(fā)布“坤元”地理科學(xué)大模型?！袄ぴ蓖ㄟ^(guò)學(xué)習(xí)包含300余萬(wàn)篇學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、近百部教材與權(quán)威著作、數(shù)萬(wàn)份地圖與圖表在內(nèi)的高質(zhì)量語(yǔ)料，系統(tǒng)構(gòu)建了覆蓋自然地理、人文地理與資源環(huán)境的全譜系知識(shí)體系，展現(xiàn)出4項(xiàng)核心能力：（1）懂地理，具備地理專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)、概念與知識(shí)理解能力；（2）精配圖，具備圖文聯(lián)動(dòng)表達(dá)能力，支持地圖、圖表、影像自動(dòng)匹配；（3）知人心，基于用戶畫(huà)像，面向公眾、學(xué)生與研究人員提供個(gè)性化響應(yīng)；（4）智生圖，根據(jù)用戶指令完成概念理解、數(shù)據(jù)獲取、信息分析、制圖綜合等流程，并生成專(zhuān)業(yè)地理圖表。

“坤元”正逐步成為推動(dòng)地理知識(shí)結(jié)構(gòu)化、科研流程智能化與協(xié)同平臺(tái)化的關(guān)鍵支撐。科研人員可依托“坤元”完成從選題設(shè)計(jì)到模型構(gòu)建、從文獻(xiàn)綜述到圖表生成的閉環(huán)式智能工作流程?！袄ぴ毖邪l(fā)團(tuán)隊(duì)將推進(jìn)地圖大模型及地理推理機(jī)制研發(fā)，有望讓地理科學(xué)語(yǔ)言大模型讀懂地圖；將打造地理科研協(xié)作大平臺(tái)，以期讓每個(gè)科學(xué)家和科研團(tuán)隊(duì)都可以擁有專(zhuān)屬的地理大模型，能夠與數(shù)百萬(wàn)科學(xué)家通過(guò)共享數(shù)據(jù)、模型、研究思路等方式協(xié)同工作。

03

邁向地理智能新時(shí)代

坤元是地理科學(xué)邁向智能時(shí)代的重要里程碑，為中國(guó)構(gòu)建自主可控的地理認(rèn)知系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在生態(tài)保護(hù)、國(guó)土規(guī)劃、災(zāi)害防控、城市治理等關(guān)鍵領(lǐng)域，地理智能正成為支撐空間治理現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)設(shè)施。大模型作為“地理大腦”的核心，其能力邊界將決定未來(lái)地理系統(tǒng)的推理深度、應(yīng)用廣度與泛化能力。面向未來(lái)，打造開(kāi)放、共享、協(xié)同、進(jìn)化的地理智能生態(tài)，將成為中國(guó)在空間治理現(xiàn)代化、全球變化應(yīng)對(duì)與新質(zhì)生產(chǎn)力構(gòu)建中的關(guān)鍵支撐。

供　　稿：科技導(dǎo)報(bào)社

責(zé)　　編：李蕙帆

審　　核：張敬一

值班編委：宋玉榮