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前言

当今,人类社会正在从电气时代走向智能时代,从信息社会走向智能社会。地球空间信息科学是以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为主要内容,并以计算机技术和通信技术为主要技术支撑,用于采集、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关数据的一门综合和集成的信息科学和技术。地球空间信息技术已在资源开发、环境保护、社会安全监控等领域得到广泛应用。人类社会进入人工智能时代,迫切需要现有的地理空间信息处理技术,为农业、环境、交通、城建、国土、资源等各行业提供科学依据,也为科研和教育提供实时、动态的可靠信息,并且需要用新的人工智能手段来分析处理这些空间大数据。没有人工智能就无法发现空间大数据中所隐含的知识和规律。

随着地球空间科学、人工智能、高性能计算技术的迅速发展,空间智能已成为处理和分析地理空间大数据的主要手段,并将在地球科学、空间认知、智慧城市、智慧社会等科学研究、工程建设和社会发展中发挥越来越重要的作用。空间智能作为空间信息和人工智能深度融合的交叉领域,其发展受到多学科的驱动,目前已在算力增强、软硬件研制、系统开发、数据与模型共享、服务与应用方面不断取得进展,显示出巨大的活力和潜能。

随着空间信息技术与应用的迅速发展,人工智能理论在不断完善,空间信息科学与人工智能科学正在不断交叉与融合,不断充实与更新。空间信息智能科学中的许多新内容、新方法急需系统地总结。编写此书的目的是从空间信息处理角度出发,以人工智能科学为基础,根据空间信息的多样性及空间问题的复杂性,采用理论与实例相结合的方法,对空间信息智能涉及的理论与方法进行全面、系统的论述。

本书的组织结构如下:第1章介绍人工智能的基本概念和主要应用发展现状;第2章结合知识的主要表示方法,介绍空间知识表示的主要关键技术;第3章介绍知识推理的各种方法及空间知识推理过程;第4章介绍常见的智能优化方法及空间信息优化举例;第5章探讨计算智能的概念并介绍进化计算的相关方法,在此基础上给出进化计算在空间信息处理领域中的应用实例;第6章进一步介绍自然计算的理论与方法,并说明如何应用相关方法解决空间信息处理问题;第7章全面介绍机器学习的相关方法,既包含传统理论,也包含近年来涌现出的新的机器学习思想,并给出空间信息机器学习的典型案例;第8章详细介绍神经网络的基础知识,以及备受关注的深度神经网络的主要理论及其在空间信息领域中的应用;第9章以灾害大数据为背景,介绍空间智能大数据的核心技术和基本框架。

本书的写作得到了四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目及电子科技大学规划教材基金的资助,得到了电子科技大学长三角研究院(湖州)、河北科技大学等单位同仁的指引,同时得到了“信息获取与智能处理”及“智慧环保”科研团队硕士生韦祖棋、林泽航、王秀明、李晓芹、冯倩、赖广龄、宋依芸、王枭、吴禹萱的大力协助,得到了人民邮电出版社的支持与帮助,得到了家人无微不至的关爱与亲切的鼓励。在此,作者表示由衷的感谢和诚挚的敬意!

在本书的写作过程中,虽然作者处处尽心尽力,希望能够做得尽善尽美。但是,人工智能理论和空间信息技术本身博大精深且作者学术水平有限,书中难免存在不足之处。在此,作者竭诚欢迎并恳切希望广大读者不吝批评和指正,共同为空间信息智能理论的发展做出积极的努力,为我国和整个人类社会的智能化做出有益的贡献。

作者
2022年7月于南太湖畔 gIiundESpcX7tt6VyIrvE2FfzZWUXhHKVwZngr8JexxTgSRdwPicPyA//jRrMD6w

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