孫雅琴

21世紀(jì)，科學(xué)研究進(jìn)入第四范式：數(shù)據(jù)密集型科學(xué)發(fā)現(xiàn)的時(shí)代。數(shù)據(jù)已經(jīng)成為新時(shí)代重要的生產(chǎn)要素、國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源。美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、日本，以及中國(guó)，先后發(fā)射了大量的衛(wèi)星，每天接收海量的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。還有無(wú)所不在的傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)，帶有全球?qū)Ш蕉ㄎ坏能?chē)輛軌跡數(shù)據(jù)等，積累了海量的時(shí)空大數(shù)據(jù)。時(shí)空大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，給遙感與地理信息創(chuàng)新帶來(lái)了各種挑戰(zhàn)和機(jī)遇。如何從浩如煙海的時(shí)空數(shù)據(jù)中提取時(shí)空信息、挖掘時(shí)空知識(shí)，并服務(wù)于領(lǐng)域應(yīng)用？秦昆一直在思考著、探索著。

多年來(lái)，秦昆一直致力于時(shí)空大數(shù)據(jù)分析、遙感圖像挖掘、空間人文與社會(huì)地理計(jì)算等方面的研究，在探索如何從海量時(shí)空數(shù)據(jù)中挖掘深層次的知識(shí)并應(yīng)用于更多領(lǐng)域方面，做出了眾多具有重要價(jià)值的科研成果。

孜孜以求探索科研

“秦嶺、昆侖山分別是我國(guó)中東部、西部最長(zhǎng)的大型山脈，也是中國(guó)地理南北分界的山脈。我的名字就與地理有關(guān)，也許注定我這輩子就要從事與地理信息有關(guān)的工作?！痹诳蒲蓄I(lǐng)域奮斗數(shù)十年后，秦昆感慨道。

秦昆從小就心懷科學(xué)家的夢(mèng)想，對(duì)科研有濃厚的興趣。數(shù)十年來(lái)，他在科研道路上不斷求索，如今在時(shí)空大數(shù)據(jù)分析與挖掘等研究方向上已經(jīng)碩果累累。

1991年，秦昆考上蘭州大學(xué)自然地理基地班，學(xué)習(xí)地質(zhì)、氣象、水文、土壤、地理信息、遙感等課程，為之后的研究積累了全面而扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，且逐漸明確了下一步具體的專(zhuān)業(yè)方向。彼時(shí)的他發(fā)現(xiàn)自己對(duì)遙感、地理信息等偏技術(shù)的課程更感興趣，因此他在考入南京師范大學(xué)攻讀碩士學(xué)位時(shí)選擇了地圖學(xué)與遙感專(zhuān)業(yè)。

南京師范大學(xué)在地圖學(xué)與遙感領(lǐng)域擁有深厚的研究底蘊(yùn)和實(shí)力。在這里，秦昆師從倪紹祥教授，獨(dú)立負(fù)責(zé)江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“利用G?I?S地理信息系統(tǒng)技術(shù)研究農(nóng)用地估價(jià)”。項(xiàng)目從技術(shù)路線設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集整理，到系統(tǒng)研發(fā)、項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告撰寫(xiě)等，都是在導(dǎo)師指導(dǎo)下以秦昆為主完成的，這全面鍛煉了他各方面的科研能力。并且他還和導(dǎo)師一起合作在《地理學(xué)報(bào)》發(fā)表了全國(guó)第一篇關(guān)于G?I?S技術(shù)支持農(nóng)用地估價(jià)的論文。

但秦昆并沒(méi)有滿足于此。碩士畢業(yè)后，他選擇進(jìn)入武漢測(cè)繪科技大學(xué)信息工程學(xué)院（現(xiàn)武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院），師從李德仁院士、關(guān)澤群教授、王新洲教授，從2000年開(kāi)始研究圖像數(shù)據(jù)挖掘這一新興研究方向并攻讀博士學(xué)位。于他而言，探索如何從圖像數(shù)據(jù)中挖掘出規(guī)律性知識(shí)這一科學(xué)問(wèn)題是如此令人著迷。

在博士論文研究中，秦昆首次將形式概念分析理論引入圖像數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，提出了一套基于形式概念分析的圖像數(shù)據(jù)挖掘方法。他研究將現(xiàn)實(shí)世界中的耕地、水體、植被、林地等地理概念，利用數(shù)學(xué)的形式化語(yǔ)言進(jìn)行概念表達(dá)，并從圖像數(shù)據(jù)中提取出這些語(yǔ)義概念，從而實(shí)現(xiàn)圖像分類(lèi)與語(yǔ)義理解。他還將商空間理論引入圖像數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，提出了一套商空間理論指導(dǎo)下的多粒度圖像數(shù)據(jù)挖掘框架。以這些理論和方法研究成果為基礎(chǔ)，秦昆設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)第一套遙感圖像數(shù)據(jù)挖掘的軟件系統(tǒng)RSImageMiner。

博士畢業(yè)后，秦昆繼續(xù)在如何實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息、到知識(shí)轉(zhuǎn)化的科研道路上積極探索。在博士后導(dǎo)師、人工智能學(xué)家李德毅院士的指導(dǎo)下，他開(kāi)始研究不確定性人工智能，從數(shù)據(jù)到信息、到知識(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的不確定性問(wèn)題，如何從圖像數(shù)據(jù)中提取語(yǔ)義概念以實(shí)現(xiàn)圖像分割和語(yǔ)義理解等，完成了一篇170頁(yè)的博士后出站報(bào)告《不確定性圖像分割的新方法》，并以此為基礎(chǔ)，成功獲批第一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于云模型的不確定性圖像分割新方法”，對(duì)綜合考慮模糊性和隨機(jī)性的云模型圖像分割方法展開(kāi)了系列研究。

回顧秦昆這一路的歷程，從對(duì)科研感興趣，到進(jìn)入遙感與地理信息科學(xué)領(lǐng)域逐步細(xì)化深入，他在科研道路上孜孜以求，始終以勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的狀態(tài)不斷成長(zhǎng)，正是這樣一步一個(gè)腳印，走得扎實(shí)，走得從容，這才有了他如今的累累碩果。

學(xué)科融合求是創(chuàng)新

在從時(shí)空數(shù)據(jù)中提取時(shí)空信息、挖掘時(shí)空知識(shí)的探索中，如何不斷開(kāi)拓創(chuàng)新、探究其中蘊(yùn)含的關(guān)于自然、社會(huì)以及人本身的活動(dòng)規(guī)律？這是秦昆一直思考并孜孜以求的問(wèn)題。正如李德仁院士回憶王之卓先生的教導(dǎo)：“當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，除了繼續(xù)向縱深方向發(fā)展之外，主要是向橫向交叉發(fā)展。交叉學(xué)科是誰(shuí)的？誰(shuí)積極，就是誰(shuí)的?！痹诶弦惠吙茖W(xué)家創(chuàng)新思想的引導(dǎo)下，秦昆開(kāi)啟了學(xué)科融合求是創(chuàng)新的科研探索之路。

秦昆主持的第二個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“行為軌跡數(shù)據(jù)高性能時(shí)空聚類(lèi)及社會(huì)分析”正是學(xué)科交叉融合創(chuàng)新這一思想引導(dǎo)下的產(chǎn)物。行為軌跡數(shù)據(jù)是人類(lèi)活動(dòng)的行為記錄，與社會(huì)學(xué)密切相關(guān)。項(xiàng)目對(duì)行為軌跡大數(shù)據(jù)分析方法展開(kāi)了系統(tǒng)研究，挖掘其中隱含的行為模式和活動(dòng)規(guī)律，并與社會(huì)因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，解釋行為軌跡大數(shù)據(jù)及其活動(dòng)模式的社會(huì)學(xué)發(fā)生機(jī)制。以這一項(xiàng)目研究為基礎(chǔ)，秦昆不斷前行，并于2019年作為“第十屆空間綜合人文學(xué)與社會(huì)科學(xué)論壇”執(zhí)行主席，在論壇主席龔健雅院士的指導(dǎo)下，成功組織了這一300多人參加的論壇會(huì)議?？臻g人文與社會(huì)地理計(jì)算逐步成為秦昆的另一個(gè)重要研究方向。

在學(xué)科交叉融合求是創(chuàng)新的思想引導(dǎo)下，秦昆于2021年成功獲批第三個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“全球尺度地理多元流的網(wǎng)絡(luò)化挖掘及關(guān)聯(lián)分析”。這一項(xiàng)目屬于地理信息科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的跨學(xué)科交叉融合研究，具有鮮明的學(xué)科交叉特色。項(xiàng)目從全球尺度，圍繞全球人口移動(dòng)、國(guó)際關(guān)系等全球性問(wèn)題，以新聞媒體數(shù)據(jù)、國(guó)際貿(mào)易數(shù)據(jù)、全球人口移動(dòng)數(shù)據(jù)、全球航空網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建全球尺度的地理多元流網(wǎng)絡(luò)，研究并提出全球尺度地理多元流網(wǎng)絡(luò)測(cè)度與結(jié)構(gòu)識(shí)別、演化分析與關(guān)聯(lián)分析方法。他還根據(jù)空間人文與社會(huì)地理計(jì)算理論，將地理多元流網(wǎng)絡(luò)化挖掘及關(guān)聯(lián)分析方法應(yīng)用于國(guó)際關(guān)系、國(guó)際貿(mào)易、人口移動(dòng)等全球性問(wèn)題。項(xiàng)目既研究地理信息科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題“地理多元流網(wǎng)絡(luò)化挖掘及關(guān)聯(lián)分析方法”，也研究全球人口移動(dòng)、國(guó)際關(guān)系、國(guó)際貿(mào)易等全球性、跨學(xué)科的研究難題。

雖然項(xiàng)目研究剛剛開(kāi)始，但是秦昆信心滿滿，他計(jì)劃在地理多元流分析方法、人口移動(dòng)與國(guó)際關(guān)系應(yīng)用等方面產(chǎn)生創(chuàng)新，并為發(fā)展地理多元流分析、空間社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、社會(huì)地理計(jì)算等作出基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)。學(xué)科交叉融合是創(chuàng)新的源泉，同時(shí)本著求是的精神，從小就心懷科學(xué)家夢(mèng)想的秦昆立志在遙感地理信息科學(xué)與社會(huì)科學(xué)交叉融合的科研探索之路上不斷產(chǎn)出更多創(chuàng)新性成果。

認(rèn)認(rèn)真真教書(shū)育人

教書(shū)育人是教師的本職工作。秦昆一直把給本科生上課擺在所有工作的首位。他長(zhǎng)期給武漢大學(xué)遙感學(xué)院本科生講授大類(lèi)平臺(tái)課“地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)”、專(zhuān)業(yè)核心課“空間數(shù)據(jù)分析”，同時(shí)講授3學(xué)期雙語(yǔ)課“計(jì)算社會(huì)學(xué)與社會(huì)地理計(jì)算”，并面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)“空間人文社會(huì)G?I?S”，指導(dǎo)和幫助人文社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)生掌握G?I?S地理信息分析技術(shù)。及時(shí)將國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目的科研成果融入課堂是秦昆上課的一大特色，讓本科生在掌握基礎(chǔ)性專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，學(xué)習(xí)和了解最新的學(xué)術(shù)前沿，從而樹(shù)立本科生的科研探索精神和學(xué)習(xí)熱情。憑借在教學(xué)領(lǐng)域的出色表現(xiàn)，他先后獲得武漢大學(xué)“珞珈抗疫·十大線上教學(xué)人物”、本科優(yōu)秀教學(xué)業(yè)績(jī)獎(jiǎng)、優(yōu)秀教材特等獎(jiǎng)、教學(xué)成果特等獎(jiǎng)等多項(xiàng)教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)，這些是對(duì)他認(rèn)認(rèn)真真教書(shū)育人的肯定和鼓勵(lì)。

桃李不言，下自成蹊。截至2022年6月，秦昆已經(jīng)培養(yǎng)了8名博士、92名碩士共100名研究生。畢業(yè)生分布在學(xué)術(shù)界和企事業(yè)單位，成為中流砥柱。在研究生培養(yǎng)方面，他的方法是讓學(xué)生到國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目中歷練，同時(shí)，因材施教，根據(jù)學(xué)生的興趣為他們選擇相應(yīng)的研究方向，培養(yǎng)他們的使命感和責(zé)任感。在秦昆看來(lái)，科學(xué)研究需要選定方向后持之以恒，科研過(guò)程中會(huì)遇到很多難題，越是這種時(shí)候，越要堅(jiān)持下去，辦法總比困難多，而堅(jiān)持下去的內(nèi)心動(dòng)力往往來(lái)自內(nèi)心對(duì)這份事業(yè)堅(jiān)定的信念。多年辛勤耕耘換來(lái)真知灼見(jiàn)，秦昆希望與自己的研究生共勉：科研有險(xiǎn)峰、攻堅(jiān)不畏難;交叉求創(chuàng)新、求是結(jié)碩果;科研報(bào)國(guó)志、代代永流傳！

（責(zé)編：黃雪霜）