科學研究

專業(yè)研究方向為空間信息科學與系統工程、地理信息科學與系統、數字地球,數字城市與空間智能計算、可持續(xù)發(fā)展。

作為學科帶頭人，李琦教授率先提出“中國數字地球行動計劃”及“國家空間信息基礎設施NSII關鍵技術”（“九五國家重點科技攻關計劃”）、“數字城市”、“數字北京”等概念，并長期致力于數字地球、數字城市系列理論、技術、方法和實踐等多方面的研究工作，引起社會各界的強烈反響和廣泛關注：“數字地球”、“數字城市”成為國家戰(zhàn)略，得到政府各部委的高度重視，均被列為863“十五計劃”, “十一五計劃”的重中之重；有力地推動了國家空間信息基礎設施-數字中國, 數字區(qū)域與數字城市的建設和廣泛應用。

1998年5月，李琦教授創(chuàng)建了北京大學數字地球工作室，以數字地球、數字城市的系統理論、技術、方法、軟件等為主要研究方向，內容涉及地球與空間信息科學（遙感、GIS、GPS等）、計算機科學與技術、網絡與通信技術、城市與區(qū)域科學、環(huán)境科學與可持續(xù)發(fā)展等。己培養(yǎng)了博士后, 博士生36 名, 碩士生 42名; 在國內外學術刊物和學術會議上發(fā)表論文120余篇，發(fā)表專著5部; 提出“中國數字地球”計劃和數字城市框架及發(fā)展戰(zhàn)略，先后策劃和實施了數字北京、數字大連、數字長江、四川數字貿易港、數字海南、數字廣州、海南數字旅游、數字四川、數字成都、數字濟南等項目;承擔了多項863國家重點科技攻關項目，在遙感與地理信息系統軟件、空間信息處理與共享技術等方面取得了重要突破。獲國家級、省部級科技進步獎12項;組織和承辦了2屆“數字北京與數字奧運”高層論壇，樹立在國內數字地球、數字城市建設的學術高峰地位。

先后主持的重大課題項目有：

1． 超媒體空間信息系統與集成技術研究(九五重點科技攻關項目，97-975-04)；

2． 無級比例尺GIS數據庫技術(九五重點科技攻關項目, 97-975-02；

3． 國家空間信息基礎設施總體規(guī)劃(九五重點科技攻關項目，97-975-01-02)；

4． 微機遙感地理信息系統研究(MICSIS)(國防科工委重點項目) ；

5． 省部級重點項目有：“數字地球預研究” （教育部,98年）；“四川數字城鄉(xiāng)貿易港規(guī)劃”（ 1999 年）；三峽巫山縣移民工程信息管理系統（2000年）；“北京市公共信息服務平臺設計” （2002年）；北京市地理編碼數據庫設計” （2002年）；

6． 十五期間，主持了“基于SIG框架的數字城市服務系統與示范”、“北京奧運移動綜合信息服務系統”等2項國家863高技術攻關項目；

7． 十一五期間，參與了973項目“對地觀測數據—空間信息—地學知識的轉化機理與智能化處理”并主持子課題“網格環(huán)境下空間信息智能服務及應用示范”國家973項目，參與了863項目“全球地表特征參量產品生成與應用研究”；

在國家“八五”、“九五”計劃期間主要創(chuàng)新性工作有：

★首創(chuàng)遙感圖像光學處理技術、為山西、湖南、河南省的遙感綜合試驗,取得重要技術突破，多次獲國家、省部級獎；自主研發(fā)出第一套融遙感與GIS為一體的空間信息系統軟件MICSIS,在空間數據結構、模式識別、神經網絡分類器、專家綜合制圖、系統模擬方面居國際先進水平，從92年至今仍被列為中國與馬來西亞科技合作的重要內容，并在水利、環(huán)境保護、災害預警、生態(tài)評價等領域獲得廣泛應用，２００１年獲馬來西亞總統科技獎。

★完成了國家“九五”重點攻關項目——“國家空間信息基礎設施關鍵技術研究”，提出國家空間信息基礎設施的重要概念和總體規(guī)劃，主持了國家空間信息基礎設施關鍵技術-超媒體空間信息系統與集成技術攻關，研制成第一套網絡GIS—WebGIS 系統原型。在建設國家空間數據交換中心、洪水監(jiān)測和預警、城市規(guī)劃管理、城市應急響應、海事搜救、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等領域己見成效。該成果己入選2000年中國高校十大科技進展并獲獎。

論文專著

李琦教授的主要學術著作有：《數字地球》、《國家空間信息基礎設施與數字地球》、《WebGIS的智能代理系統IAS》、《數字城市——理論、方法與應用》、《空間信息基礎設施與互操作》等。

到目前為止，已在國際國內核心刊物和會議上發(fā)表論文100余篇，其中部分論文被IEEE收錄。

1. 遙感與地理信息系統相結合的城市擴展研究 范作江 承繼成 李琦 遙感信息 1997年 第03期

2. 關于我國“數字地球”研究框架的建議 承繼成 李琦 地球信息科學 1998年 第Z1期

3. 長江洪水災害預報與防治的信息技術研究 承繼成 李琦 地球信息科學 1998年 第Z1期

4. 數字地球的體系研究 趙永平 承繼成 過靜君 李琦 地理科學進展 1999年 第01期

5. “數字地球”的體系結構 李琦 楊超偉 易善楨 遙感學報 1999年 第04期

6. 空間地理信息網上發(fā)布體系的演變 黃磊 張大力 齊銳 李琦 中國圖象圖形學報 1999年 第07期

7. 3D-GIS數據表示和空間插值方法研究 易善楨 李琦 中國圖象圖形學報 1999年 第08期

8. 數字地球——下一代全球信息基礎設施 李琦 吳少巖 中國圖象圖形學報 1999年 第11期

9. 空間數據倉庫及其構建策略 李琦 楊超偉 中國圖象圖形學報 1999年 第11期

10. 互操作GIS模型及其在空間信息基礎設施體系結構中的實現途徑 易善楨 李琦 承繼成 中國圖象圖形學報 1999 年 第11期

11. 營造數字地球——構建人類信息生活空間 李琦 楊超偉 電子商務 1999年 第05期

12. 數字地球中的空間信息共享解決方案 李琦 陳愛軍 楊超偉 電子商務 1999年 第05期

13. 數字地球多媒體通信技術 楊揚 單志廣 關文虎 魏濤 王任 李琦 電子商務 1999年 第05期

14. 空間信息框架研究 易善楨 承繼成 李琦 遙感信息 1999年 第01期

15. 數字地球與計算機安全 齊銳 張大力 閻平凡 李琦 電子商務 1999年 第05期

16. 數字地球建設中的地理空間信息分層共享模型 陳愛軍 李琦 徐光祐 軟件學報 2002年 第08期

17. 數字地球建設中的地理空間Metadata研究 陳愛軍 李琦 徐光祐 史元春 遙感學報 2002年 第04期

18. 一種按需裝配的Agent 黃曉斌 李琦 吳少巖 計算機科學 2002年 第05期

19. 數字城市:創(chuàng)建21世紀的智能服務平臺 林紹福 李琦 計算機科學 2002年 第07期

20. Agent技術在地理信息領域中的作用 黃曉斌 李琦 計算機科學 2002年 第09期

21. 數字城市應用服務平臺體系結構研究 林紹福 李琦 董寶青 計算機科學 2002年 第12期

22. 遙感影像的Web發(fā)布研究與實現 楊超偉 李琦 承繼成 齊銳 黃磊 張大力 遙感學報 2000年 第01期

23. 空間信息基礎設施的體系結構研究 李琦 易善楨 承繼成 遙感學報 2000年 第02期

24. WebGIS中的地理關系數據庫模型研究 李琦 楊超偉 陳愛軍 中國圖象圖形學報 2000年 第02期

25. WebGIS中地理空間Metadata管理系統研究與設計 李琦 陳愛軍 夏曙東 中國圖象圖形學報 2000年 第10期

26. GeoML~(TM)——地理空間信息共享和互操作模式研究 李琦 陳愛軍 測繪科學 2000年 第02期

27. Web空間信息發(fā)布研究 楊超偉 李琦 北京大學學報(自然科學版) 2001年 第03期

28. 數字城市與城市可持續(xù)發(fā)展 王滸 李琦 承繼成 中國人口.資源與環(huán)境 2001年 第02期

29. Geo ML——基于XML的地理空間信息共享與互操作語言 陳愛軍 李琦 徐光祐 北京大學學報(自然科學版) 2002年 第04期

30. 基于GeoAgent的地理信息服務 李琦 黃曉斌 測繪通報 2002年 第06期

31. 數字城市若干理論問題探討 李琦 劉純波 承繼成 地理與地理信息科學 2003年 第01期

32. 數字城市園區(qū)數字化的理論與實踐——以數字王府井為例 劉純波 承繼成 李琦 地理與地理信息科學 2003年 第02期

33. 面向數字城市的空間應用服務互操作模型研究 李琦 郭玲玲 地理與地理信息科學 2003年 第03期

34. 地理編碼(Geocoding)的應用研究 江洲 李琦 地理與地理信息科學 2003年 第03期

35. 城市空間數據基礎設施研究 羅志清 李琦 地理與地理信息科學 2003年 第03期

36. 一種新的移動空間信息服務系統的體系結構 李琦 史文勇 林宇 地理與地理信息科學 2003年 第04期

37. 基于網格的空間信息模型與服務技術研究 何小朝 李琦 承繼成 地理與地理信息科學 2003年 第04期

媒體采訪

每年90億 誰來點石成金

北京大學數字地球研究中心 李琦

來源：計算機報

幾乎是一夜之間，全世界的報紙、雜志都談論起了移動和互聯網的結合。有數據顯示，移動電子商務的總交易額估計到 2004年將增加到208億美元；2005年之前，位置信息服務年市場份額會有90億美元。這一蘊涵著巨大潛力的市場，怎么開發(fā)？由誰開發(fā)？怎樣的技術和應用可讓它點石成金？

李琦 現任北京大學遙感與GIS研究所、中國可持續(xù)發(fā)展研究中心及數字地球工作室教授、博士生導師。中國圖形圖像學會技術委員會主任委員、中國圖形圖像學報網絡版編委會主編、全國地理信息標準化技術委員會委員。

幾乎是一夜之間，全世界的報紙、雜志都談論起了移動和互聯網的結合。目前涌現的各種移動服務中，位置服務與在線游戲、移動電子商務等一并成為需求最大、覆蓋面最廣的服務。

本文將空間信息服務納入數字城市的框架中，從應用領域、市場潛力、技術組成三個方面，給出對位置信息服務的整體介紹。

應用領域

“數字城市”框架將應用服務的對象劃分為三大類：政府、企業(yè)與公眾。位置信息服務必須滿足這三大群體的需求。

對于政府來說，國家、城市應急系統需要位置信息服務，物資調度、跟蹤需要位置信息服務。

對于企業(yè)，物流配送、客戶關系管理等環(huán)節(jié)都需要位置信息服務助一臂之力。

對于公眾來說，位置信息服務更是滿足了旅游、購物、日常交通中對于位置信息、導航信息的需要。

按照功能劃分，位置信息服務又可以主要歸納為圖1中的四大類。

市場潛力分析

位置信息服務的市場潛力與整體的移動電子商務（m-commerce）的市場發(fā)展息息相關，有數據顯示，移動電子商務的總交易額估計到2004年將增加到208億美元。位置信息服務作為其中一項基本服務，收益的前景也是十分可觀的。

促進位置信息服務快速增長的因素主要有三個方面：首先，位置信息服務不僅給政府、企業(yè)、公眾帶來了便利，更給位置服務提供商帶來了可觀的盈利。其次，目前國內移動服務還局限在電子郵件收發(fā)、股票行情、體育娛樂信息、天氣預報、新聞等簡單服務上，能提供位置服務的提供商很少，所以未來位置信息服務將成為移動服務競爭者的一張牌，誰先推出這項服務并占領市場，誰就可以用此特色服務區(qū)別于其他服務提供商。最后一點，也是最實在的一點，即位置信息服務的確給特定應用領域，比如城市緊急救援部門，帶來質的變化，工作更有效率，失誤率減少，成功率增加，服務質量顯著提高。

目前，在西歐和北美，移動服務提供商們正在搶占位置信息服務相關增值服務的市場，據戰(zhàn)略分析公司（Strategy Analytics Company）估計，2005年之前，位置信息服務年市場份額會有90億美元。

那么，誰會是吃這張大餅的人。答案是肯定的，大家分著吃。作為一個領域交叉的產業(yè)，需要移動終端制造商、無線設備制造商、電信運營商、空間信息技術提供商、位置應用開發(fā)商以及內容提供商的共同參與。這些廠商大致可以分三類：

•提供移動設備和網絡硬件的電信廠商：解決手持設備定位技術和無線網絡與互聯網切換；

•提供空間信息技術和面向移動用戶應用的軟件廠商：基于得到的位置信息，整合龐大的異構信息源，提供軟件層面空間應用服務；

•提供內容的數據廠商或部門：提供基礎的地圖數據，以及位置相關的經濟、人文、社會等屬性數據。

目前定位技術的選擇有多種方案，都可以歸納為兩類定位技術——網絡定位和手持設備定位。對于前者，需要在網絡設備中植入智能以獲得位置信息，而后者則需要在手機中植入智能。

空間應用服務

通過手持設備或無線網絡獲得手持設備的位置信息不是最終的目的，最終的目的是獲得與該空間位置相關的信息，比如查詢附近酒店、到達的最佳路徑和所乘車次、尋求緊急救助等等，所有這些應用不是運營商所能提供的，還需要提供空間應用服務的廠商來提供。

空間應用服務在整個位置信息服務體系中的位置如圖2所示，表現為圓框里的兩大部分：空間移動服務器和G-WebService 。這里的服務器是指具有特定功能，對外提供服務的應用體集合。

位置服務簡介如下：

1.手持設備用戶通過無線網絡訪問服務門戶，然后將請求發(fā)送給空間移動服務器，同時移動位置中心獲得移動用戶的位置信息；

2.空間移動服務器由位置網關服務和若干基礎空間信息服務組成，所以一方面從移動位置中心獲得手持設備的位置信息，另一方面利用其通用的空間信息服務模塊處理請求將結果返回；

3.如果空間移動服務器沒有可以處理的模塊，則通過G-WebService平臺找到相應的服務和服務結果。

G-WebService設計的基礎是業(yè)界推崇的Web Service標準框架，目標是實現空間信息的WebService服務體系。

內容服務

數字城市的基礎層主要包括數字城市的空間數據基礎設施（SDI）和空間信息基礎設施(SII)，兩者的主要任務是生產和管理地圖、影像、社會經濟等海量的基礎數據，在物理上的體現就是眾多的專題數據庫。這些專題數據足以用來支持位置信息服務及其相關的增值服務，這就是內容服務的來源。

所以無論是定位服務、空間信息應用，還是內容服務，這些都是數字城市的關鍵技術，實現位置信息服務必須在數字城市的大框架下完成。

前景展望

位置信息服務是21世紀一項很重要的增值業(yè)務,主要的無線運營商都在嘗試提供基于位置的服務，但是這項技術還要發(fā)展若干年，需要更高的定位精度、新設備、更高的網絡智能以及更完善的人性化應用服務。據估計，在2005年之前，每個因素都將產生大約200億美元的價值。

除了市場前景和技術組成，同時我們還要考慮其他實際因素，比如個人隱私問題、利益分配問題，所以會有相應的法規(guī)出臺，相應的商業(yè)分割協議，而通常法規(guī)又是新服務的起點。

數字城市的舞臺中還存在著許多的機遇，位置信息服務作為一個亮點，需要若干領域技術和商業(yè)上的配合；同時數字城市中的其他應用也在蓬勃展開，文中提及的G-WebService框架也會是另一個典型。