李德仁院士提出空天地海时空智能新范式：开启测绘遥感智能化新纪元

2025 年 5 月 17 日，第十一届世界雷达博览会在安徽合肥开幕。中国科学院和中国工程院院士、国家最高科学技术奖获得者李德仁在主旨报告中提出，要努力推进和实现空天地海无所不在的时空智能，并系统阐述了时空智能学的理论框架与应用路径。这一创新性理论为无人机测绘、移动测量机器人等技术在更广泛领域的应用提供了顶层设计，标志着测绘遥感学科正式迈入智能化时代。

一、时空智能学：测绘遥感的范式革命

李德仁院士指出，时空智能学是测绘遥感学科发展的新阶段，其核心是利用通导遥智能传感器、云计算和人工智能方法，对自然活动和人类活动进行全时空感知、认知与智能决策。这一学科突破了传统测绘学的局限性，通过 “6 个 W+4 个 R” 的理论体系 —— 即回答何时（When）、何地（Where）、何种目标（What Object）、有何种变化（What Change）、机理（Why）、何种决策（What Reaction），并实现规定时间（Right Time）、规定地点（Right Place）、正确数据（Right Data）、正确用户（Right Person）的精准服务，构建起覆盖深空、空天、空地、水下、社会经济学、医学六大领域的全域智能感知网络。

在李德仁院士看来，时空智能学的兴起是人工智能与万物互联时代的必然产物。随着北斗卫星导航系统全球组网完成（截至 2023 年已发射 58 颗卫星），以及遥感技术从米级分辨率向亚米级、分米级跨越，人类已具备对地球表面进行分钟级动态监测的能力。例如，“东方慧眼” 遥感卫星星座通过 144 颗高分辨率卫星、100 颗雷达卫星等组成的天基系统，可实现全球范围遥感数据从获取到应用终端的分钟级服务，并在加沙地带战争损毁监测中成功实现导弹弹坑自动识别、建筑物损毁等级评估等功能。

二、空地时空智能：无人机与移动测量机器人的协同进化

在空地时空智能领域，李德仁院士重点强调了无人机测绘与移动测量机器人的深度融合。他指出，无人机凭借其高机动性、低成本、高分辨率等优势，已成为智慧城市、灾害救援、农业监测等领域的核心工具。例如，在湖北宜都长江大桥检测中，搭载红外夜视功能的无人机仅需 24 分钟即可完成传统人工需数小时的主缆检测，并生成数字孪生模型用于病害动态跟踪。而在东北虎豹国家公园管理中，无人机与移动测量机器人组成的空地协同监测网络，可实时追踪野生动物迁徙路径、评估栖息地变化，为生态保护提供精准数据支持。

移动测量机器人则通过多传感器融合与自主导航技术，实现了复杂环境下的高精度测绘。例如，华测导航的 “华微 3 号” 无人测量船采用碳纤维三体船设计，配备 RTK 定位系统与毫米波雷达，可在 3 级风浪条件下完成水下地形测绘，定位精度达平面 ±8mm+1ppm，并支持 PPK 后差分解算。这类机器人已在矿山地形测绘、河道疏浚等场景中广泛应用，较传统人工测量效率提升 10 倍以上。

三、水下时空智能：无人测绘技术的深海突破

水下时空智能是李德仁院士提出的另一重点方向，其核心在于通过无人摄影测量与遥感技术实现对水下环境的精细化探测。例如，Boxfish Luna 无人机搭载 Sony A7SIII 相机，可在水下 1000 米深度拍摄 8K 视频与 5000 万像素静态照片，配合高 CRI LED 照明与 5 轴图像防抖技术，为水下考古、海洋资源勘探提供了全新手段。而在水环境监测领域，时空智能技术可通过遥感影像反演叶绿素浓度、悬浮泥沙含量等参数，实时预警水体富营养化与洪涝灾害。

李德仁院士特别提到，水下 PNT（定位、导航、授时）系统是未来发展的关键。我国正在构建的 “水下北斗” 综合基站系统，通过实时通讯浮标、潜标基站与岸基卫星终端的协同，可实现水下亚米级定位精度，并支持无人潜器的自主导航与数据回传。这类技术不仅将推动海洋测绘从 “点测量” 向 “面监测” 升级，还将为深海矿产开发、水下军事防御等领域提供战略支撑。

四、未来展望：从理论突破到文明演进

李德仁院士在报告中描绘了时空智能的未来图景：通过通导遥一体化天基系统与地面智能终端的深度融合，人类将实现对地球系统的全要素实时感知。例如，在自然灾害救援中，无人机群可快速构建灾区三维模型，结合时空智能算法预测次生灾害风险，并引导救援力量精准投放物资；在医学领域，时空智能技术可通过分析患者移动轨迹与环境数据，实现慢性病早期预警与个性化治疗方案制定。

这场由李德仁院士引领的时空智能革命，不仅是技术层面的突破，更是人类认知地球方式的根本性变革。正如他在报告中所言：“时空智能学将推动测绘遥感从‘工具学科’向‘决策学科’跃迁，最终实现人类与自然的协同可持续发展。” 随着空天地海时空智能网络的逐步完善，一个万物互联、精准智治的新时代正在加速到来。