下一代计算空间计算

空间计算涵盖诸多内容,从概念、应对措施、工具、技术到系统,这些东西让我们对“位置”有了新的理解,极大地改变了我们的生活。新的变化包括:我们该如何理解自己与位置信息之间的关系,如何沟通并可视化位置信息,以及如何使用导航功能。通过无处不在的全球定位系统(GPS),无论是在国家公园里的徒步旅行者、湖面上的荡舟者、到了新地方的孩子们、计程车(或Ubr司机、自动驾驶汽车),还是无人飞机,都能对自己所在的位置、附近的设施以及去往名胜古迹的路线了如指掌。

要点概括

随着民用GPS的普及,通过诸如谷歌地图、Ubr服务、地理位置标签、地域指向性服务等定位服务,空间计算极大地丰富了民众的生活;

空间数据库、空间统计、空间数据挖掘之类的概念,让计算机科学得到进一步增强;

未来机会无限:通过无处不在的室内定位服务、物联网定位、全球持续监控、可视化、预测及警报,像气候变更,食物、能量、水源的提供等社会化问题都会得到解决。

大型公司通过空间计算来执行选址、跟踪资产、管理设施、导航与管理物流;科学家使用全球导航卫星系统GNSS(比如全球定位系统GPS)来跟踪濒危物种,更好地了解动物行为;农民使用这种技术增加作物产量,降低开销;学生通过虚拟地球仪(比如谷歌地球、NASA地球放大镜)以积极参与的互动方式了解周边区域乃至全球。近来在自然灾难(比如年的桑迪飓风)发生后,有成千上万的人访问谷歌地球,协助灾后重建。年海地地震后,多亏了志愿者及时提交的当地信息,相关人士才能制出灾后路线图。

未来十年,空间计算还将带来一系列变革。比如,在搜索路线时一般会选择在时间或距离上最短的那条,不过有公司在测试新的方式:环境路线选择——选择耗油量最低、尾气释放最少的方案。目前,回避左转的智能路径选择让快递公司UPS每年节省超过万加仑的燃油,如果环境路线选择方案可用的话,带来的影响必然是量以倍计的。

随着移动电话的普及,世界各类信息的汇集成为了可能。有研究发现,根据移动电话所内置的运动传感器,在地震发生的几秒内就能探测到相关信息。而导航公司也越来越多地通过移动电话来记录道路上的交通状况。人们通过信息化基架协助对地球这个复杂系统的理解,这类的需求也越来越大。技术进步极大地降低了人们从实地、从实验室以及从模拟地球系统中收集数据的难度,不但使得地学数据呈现指数式增长,还显著提高了我们对地球系统模型中多元化现象的适应能力。对于我们理解地球的变化,理解物理学、生物学、社会学来说,这种进步可能是至关重要的。

近十年来,特别是在地理环境领域,空间计算方面的工作已经非常广泛,由于涉及了大规模的跨学科交流,其深度及广度单用一篇文章是难以描述的。本文有两个目标:一是分享我们基于计算社区联盟研讨会的讨论结果;二是开启新一轮讨论:拓展规模后的计算联盟在这个跨学科领域将扮演什么角色。下面将会通过几个研讨会上例子进行描述,它们彼此间不分次序,也不是全面的,更多案例请查看原文附注。最后我们提倡对跨学科领域提供支持,不限于本文案例中的那些。下面将用数据来进行说明。

革命性的成果

空间计算最初是为了对地图及其他地理数据进行计算和分析,其影响集中在高度专业化的学科领域(表一)。从那时起,空间计算技术的一系列变革已经深深地融入人类社会,协助我们回答各种各样的问题。下面将简单描述几个应用程序,还有影响重大而深远的研究成果,想要







































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