GeoAI是什么？
不斷發(fā)展的AI技術(shù)正在不斷向外擴(kuò)張，開發(fā)出各式各樣的適用場(chǎng)景。通俗來說，就是“AI+”。AI以其獨(dú)有的生命力，跨入各行各業(yè)。加號(hào)并不代表兩者簡單的相加，更應(yīng)該理解為利用人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)、新興行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)。
這樣的融合能夠充分發(fā)揮人工智能的作用，將兩者的創(chuàng)新成果適用于社會(huì)各域中，從提升這個(gè)行業(yè)的創(chuàng)造力和生產(chǎn)力，到提升整個(gè)社會(huì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，從量變引起質(zhì)變。
GeoAI，全稱Geospatial AI，便是AI介入地理信息行業(yè)的產(chǎn)物，稱之為地理空間人工智能（以下簡稱“空間智能”或“GeoAI”）。它是一種用于模擬未來結(jié)果的機(jī)器學(xué)習(xí)。GeoAI通常會(huì)和GIS結(jié)合運(yùn)用，并利用統(tǒng)計(jì)建模、計(jì)算機(jī)視覺和模擬工具，因此也可以理解為基于地理信息技術(shù)的新型機(jī)器學(xué)習(xí)。
其實(shí)，我們?nèi)粘Ｉ钪刑幪幎际荊eoAI。周五下班的夜晚，打開手機(jī)地圖，輸入目的地，手機(jī)屏幕上瞬間彈出實(shí)時(shí)交通情況——哪里擁堵？高峰時(shí)段何時(shí)結(jié)束？哪里出了交通意外？更進(jìn)一步——交通推薦路線、可用網(wǎng)約車數(shù)量、網(wǎng)約車行程價(jià)格等也一目了然。
利用手機(jī)里簡單的應(yīng)用程序，人們既能接收到周邊的實(shí)時(shí)狀況，還能實(shí)時(shí)反饋周邊情況。人們手機(jī)上接收到的結(jié)果，正是GeoAI在數(shù)據(jù)收集后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步整理、分類、分析所得出的。這樣龐大的數(shù)據(jù)庫開發(fā)背后實(shí)際上有著成千上萬用戶的參與，其中也包括了你本人。
手機(jī)地圖只是GeoAI日常應(yīng)用中的冰山一角。使用GeoAI技術(shù)的公司還可以通過分析各種數(shù)據(jù)對(duì)市場(chǎng)規(guī)劃、商業(yè)選址、價(jià)格優(yōu)化、產(chǎn)品選擇或資產(chǎn)維護(hù)等方方面面提供決策。
深圳市位和科技有限責(zé)任公司（以下簡稱“位和科技”）就是一家致力于集成GeoAI相關(guān)技術(shù)和海量城市數(shù)據(jù)以解決行業(yè)問題，讓數(shù)據(jù)更有價(jià)值的公司。面向城市規(guī)劃、房地產(chǎn)、商業(yè)零售、出行、智慧城市等相關(guān)領(lǐng)域，位和科技可以提供云平臺(tái)支持、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)挖掘分析服務(wù)以及相關(guān)的定制開發(fā)服務(wù)。
據(jù)位和科技運(yùn)營總監(jiān)李伯楠介紹，位和科技的云平臺(tái)集成了海量城市數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)處理引擎、自服務(wù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、可視化、空間數(shù)據(jù)挖掘和空間優(yōu)化計(jì)算，打造了一個(gè)從數(shù)據(jù)便捷獲取，到數(shù)據(jù)處理融合、數(shù)據(jù)挖掘分析，再到?jīng)Q策優(yōu)化的閉環(huán)，為數(shù)據(jù)分析人員賦能。平臺(tái)支持云端訪問（SaaS）和私有云部署（On-Premise），并可通過API/SDK集成到用戶自己的業(yè)務(wù)流程中，快速拼搭出面向行業(yè)應(yīng)用的定制SaaS。
在過去的三年里，疫情的陰霾籠罩全球。在陰霾中，不少人、不少企業(yè)都用著自己的力量期望為社會(huì)帶來一些溫暖，位和科技便利用GeoAI技術(shù)為政府和人民帶來些許參照和便利，用位置數(shù)據(jù)的力量解決疫情中遇到的種種難關(guān)。
3月6日至4月17日期間上海區(qū)縣疫情時(shí)空變化（確診加無癥狀感染），時(shí)空矩陣中排在右上角的是疫情發(fā)展最嚴(yán)重的地區(qū)
上海北蔡鎮(zhèn)疫情變化
4月13日，疫情來到高峰，單日新增本土感染者超2萬例，此后波動(dòng)下滑至兩位數(shù)。6月1日零時(shí)起，上海有序恢復(fù)住宅小區(qū)出入、公共交通運(yùn)營和機(jī)動(dòng)車通行。自此，距離上海全市按下暫停鍵已過去整整61天。在這場(chǎng)抗疫保衛(wèi)戰(zhàn)中，位和科技就利用了位和GeoAI云平臺(tái)貢獻(xiàn)自己的一份力量，位和云平臺(tái)得到了充分的應(yīng)用。
據(jù)介紹，位和GeoAI云平臺(tái)集成了自服務(wù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工具箱、可視化、空間數(shù)據(jù)挖掘和空間優(yōu)化計(jì)算，賦能數(shù)據(jù)分析和政府決策。
應(yīng)用方向
綜合考慮空間鄰接性、人流聯(lián)系、感染病例，協(xié)助劃分不同層級(jí)的疫情管控區(qū)，為決策提供參考意見。
基于多目標(biāo)多約束條件分區(qū)優(yōu)化技術(shù)，協(xié)調(diào)配置防疫資源。人力物力充足時(shí)可能大家不在意資源優(yōu)化配置，但資源不夠，特別是人力不夠的時(shí)候，精準(zhǔn)計(jì)算還是有必要的。
以疫情輻射影響分析為例，搭載在云平臺(tái)上的位和設(shè)施輻射影響計(jì)算工具可以根據(jù)設(shè)施分布的數(shù)量和地點(diǎn)，計(jì)算設(shè)施對(duì)周邊的影影響(lmpact) 。設(shè)施數(shù)量越多，距離設(shè)施越近，輻射影響越大。只需把染疫人群套入計(jì)算，即可算出疫情輻射影響范圍.
而多維分析（多變量地圖）就可以用于社區(qū)精準(zhǔn)畫像。位和多維分析（多變量地圖）實(shí)現(xiàn)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的多變量分類、多元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析、數(shù)據(jù)降維、多元色彩模式輔助認(rèn)知、最優(yōu)線性排序、多視角協(xié)調(diào)互動(dòng)、地理可視化、圖表可視化等；動(dòng)態(tài)集成空間數(shù)據(jù)和多維／高維屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行深度交互聯(lián)動(dòng)分析；廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的多因子評(píng)估與畫像、異常發(fā)現(xiàn)、指標(biāo)篩選和理解、模型調(diào)整等。在防疫工作中，位和科技的多維分析（多變量地圖）成功找到最脆弱的社群，讓政府優(yōu)先為他們提供幫助。
除了年齡、收入、染疫人數(shù)，平臺(tái)還可以再加上其他信息進(jìn)行聚類計(jì)算，例如居委會(huì)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)病狀況、各個(gè)社區(qū)的防疫資源情況、社區(qū)環(huán)境因素等，對(duì)社區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)畫像，為社區(qū)獲得關(guān)注和社會(huì)資源的救助進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。
再以人們最熟悉的疫情時(shí)空地圖為例，其包括地圖矩陣、地圖動(dòng)態(tài)播放、時(shí)空矩陣、疫情曲線等功能模塊，可以揭示疫情發(fā)展變化規(guī)律。其中最具有特色的時(shí)空矩陣功能，可以對(duì)圖中的空間單元（鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道）根據(jù)疫情時(shí)空變化進(jìn)行分組和排序，輔助決策。
可以說，疫情時(shí)空地圖集成了機(jī)器學(xué)習(xí)、地圖矩陣、時(shí)空矩陣、動(dòng)態(tài)播放、可視化展示與交互分析，能夠探索和發(fā)現(xiàn)研究目標(biāo)的分布特征、變化趨勢(shì)和多因子關(guān)聯(lián)關(guān)系，是位和科技多維分析（多變量地圖）在時(shí)間維度上的擴(kuò)展。
疫情時(shí)空地圖還可以擴(kuò)展到多變量，不僅研究感染病例數(shù)，還可以把社區(qū)防疫資源、人群職業(yè)收入、人群年齡結(jié)構(gòu)、社區(qū)環(huán)境因素等都考慮進(jìn)去。除用于研判疫情發(fā)展變化，還有助于研究疫情與其他因子的關(guān)聯(lián)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)引起疫情發(fā)展變化的主導(dǎo)原因等，及時(shí)調(diào)整政策做出改變。
2020年疫情初期，位和科技就在公司公眾號(hào)上發(fā)布了一系列疫情相關(guān)的分析和推送，均為多因子時(shí)空序列分析模塊在不同數(shù)據(jù)和場(chǎng)景的應(yīng)用。
在防疫過程中，還有很多需要對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化配置的場(chǎng)景，譬如救援物資的分配、陽性患者轉(zhuǎn)運(yùn)的運(yùn)力分配、核酸檢測(cè)醫(yī)務(wù)工作人員的服務(wù)區(qū)劃分、無聚集檢測(cè)的居民組劃分等。
資源優(yōu)化配置的核心在于均衡。對(duì)于救援物資分配來說，可以按照救援區(qū)域內(nèi)的人數(shù)或戶數(shù)來均衡。以北蔡鎮(zhèn)為例，如果有一批物資要通過5輛卡車分配給這里的居民，要把北蔡鎮(zhèn)街道劃分為5個(gè)人口均衡的區(qū)域，作為每個(gè)卡車的服務(wù)區(qū)域。哪怕是5輛不一樣大的卡車，位和云平臺(tái)也可以進(jìn)行處理，只需要生成一個(gè)卡車圖層，在數(shù)據(jù)里定義每輛卡車的容量大小就能成功輸出。
這便涉及了位和分區(qū)優(yōu)化產(chǎn)品，其基于復(fù)雜高效的多目標(biāo)多約束條件分區(qū)優(yōu)化計(jì)算（計(jì)算復(fù)雜度為NP－困難）能自動(dòng)生成空間連續(xù)的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)均衡人口、工作量、教育資源、醫(yī)療資源、綠化資源等的區(qū)域規(guī)劃和全覆蓋選址評(píng)估。產(chǎn)品獲得美國專利授權(quán)，目前已廣泛應(yīng)用在選區(qū)劃分、學(xué)區(qū)劃分、交通小區(qū)劃分、警察巡邏區(qū)劃分、服務(wù)區(qū)劃分、設(shè)施點(diǎn)布局優(yōu)化等領(lǐng)域。
GeoAI的更多可能
基于此，我們可以看出位和平臺(tái)的核心技術(shù)是一系列的空間數(shù)據(jù)挖掘和空間優(yōu)化計(jì)算，譬如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、空間聚類、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、空間交互網(wǎng)絡(luò)分析、軌跡挖掘、多目標(biāo)多約束條件優(yōu)化計(jì)算等，以及集成GeoAI計(jì)算和前端交互的動(dòng)態(tài)分析技術(shù)。位和平臺(tái)也支持各種常用的地理可視化和圖表可視化，支持大數(shù)據(jù)量客戶端動(dòng)態(tài)制圖。
可視化和數(shù)據(jù)挖掘的區(qū)別在于，可視化是對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的圖形表達(dá)，幫助用戶更好地理解數(shù)據(jù)，會(huì)涉及到一些簡單的計(jì)算，如分類、核密度等。而數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)反復(fù)的探索式分析過程，通過機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算，從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)未知的、隱藏的、新的信息；同時(shí)也對(duì)計(jì)算出來的信息進(jìn)行交互分析和可視化展示。
數(shù)據(jù)挖掘的下一步是決策優(yōu)化計(jì)算。數(shù)據(jù)總歸要有所作為，才算應(yīng)用落地。應(yīng)該要集成AI計(jì)算和業(yè)務(wù)人員的經(jīng)驗(yàn)，讓資源配置更加合理，決策更加科學(xué)。
位和科技的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)在美國深耕空間數(shù)據(jù)挖掘和空間優(yōu)化計(jì)算多年，具有領(lǐng)先的模型算法能力，不斷突破現(xiàn)有算法的局限，提出新的原創(chuàng)算法。位和科技云平臺(tái)的產(chǎn)品原型還曾獲得美國IEEE信息可視化競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，以及由美國國家科學(xué)基金會(huì)和《科學(xué)》雜志主辦的全美信息可視化競(jìng)賽前十名。
除了在疫情這類公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮作用之外，位和GeoAI云平臺(tái)還多次為各地規(guī)劃項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘分析支持。如煙臺(tái)城市更新、《中國城市繁榮活力報(bào)告》、住建部20城市總體規(guī)劃實(shí)施評(píng)估、城市高品質(zhì)發(fā)展體檢評(píng)估指標(biāo)體系研究、粵港澳大灣區(qū)城市群深耕戰(zhàn)略咨詢專項(xiàng)研究、廣東省新型城鎮(zhèn)化監(jiān)測(cè)與評(píng)估、廣州市城市總體規(guī)劃、重慶市城市總體規(guī)劃、廈門市城市總體規(guī)劃、珠海市城市總體規(guī)劃、成都2049遠(yuǎn)景發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、常州城市戰(zhàn)略規(guī)劃、武漢市大數(shù)據(jù)城市空間格局變化監(jiān)測(cè)、廣深科技創(chuàng)新走廊大數(shù)據(jù)專題、廣州城市定位及功能提升大數(shù)據(jù)專題、三亞市天涯區(qū)15分鐘便民生活圈規(guī)劃、北京石景山區(qū)八角街道多源數(shù)據(jù)城市現(xiàn)狀評(píng)估等。
分析內(nèi)容包括但不限于：產(chǎn)業(yè)空間結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、通勤結(jié)構(gòu)與出行特征識(shí)別、職住平衡評(píng)估、城市中心體系結(jié)構(gòu)識(shí)別、適宜性評(píng)價(jià)、設(shè)施服務(wù)能力評(píng)價(jià)、地鐵軌道沿線土地綜合使用評(píng)價(jià)、區(qū)域聯(lián)系與區(qū)域影響分析、城市群與功能區(qū)劃分、中心城市識(shí)別和城市對(duì)比分析等。
人民對(duì)美好生活的向往是科技工作者的創(chuàng)新落腳點(diǎn)?？萍家l(fā)展，就必須與生產(chǎn)生活相結(jié)合。用科學(xué)的力量解決實(shí)際問題，自然也能在解決問題的過程中為科學(xué)發(fā)展提出新思考、新課題。位和科技愿意將自身的看家本領(lǐng)——GeoAI(空間智能)這一項(xiàng)基于地理信息的高新技術(shù)，利惠于民，融入社會(huì)生活的方方面面。
來源：《中國測(cè)繪》2023年第9期（侵刪）
