科學(xué)研究

專業(yè)研究方向?yàn)榭臻g信息科學(xué)與系統(tǒng)工程、地理信息科學(xué)與系統(tǒng)、數(shù)字地球,數(shù)字城市與空間智能計(jì)算、可持續(xù)發(fā)展。

作為學(xué)科帶頭人，李琦教授率先提出“中國數(shù)字地球行動(dòng)計(jì)劃”及“國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施NSII關(guān)鍵技術(shù)”（“九五國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃”）、“數(shù)字城市”、“數(shù)字北京”等概念，并長期致力于數(shù)字地球、數(shù)字城市系列理論、技術(shù)、方法和實(shí)踐等多方面的研究工作，引起社會(huì)各界的強(qiáng)烈反響和廣泛關(guān)注：“數(shù)字地球”、“數(shù)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(jì)劃”, “十一五計(jì)劃”的重中之重；有力地推動(dòng)了國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施-數(shù)字中國, 數(shù)字區(qū)域與數(shù)字城市的建設(shè)和廣泛應(yīng)用。

1998年5月，李琦教授創(chuàng)建了北京大學(xué)數(shù)字地球工作室，以數(shù)字地球、數(shù)字城市的系統(tǒng)理論、技術(shù)、方法、軟件等為主要研究方向，內(nèi)容涉及地球與空間信息科學(xué)（遙感、GIS、GPS等）、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、城市與區(qū)域科學(xué)、環(huán)境科學(xué)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(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文120余篇，發(fā)表專著5部; 提出“中國數(shù)字地球”計(jì)劃和數(shù)字城市框架及發(fā)展戰(zhàn)略，先后策劃和實(shí)施了數(shù)字北京、數(shù)字大連、數(shù)字長江、四川數(shù)字貿(mào)易港、數(shù)字海南、數(shù)字廣州、海南數(shù)字旅游、數(shù)字四川、數(shù)字成都、數(shù)字濟(jì)南等項(xiàng)目;承擔(dān)了多項(xiàng)863國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，在遙感與地理信息系統(tǒng)軟件、空間信息處理與共享技術(shù)等方面取得了重要突破。獲國家級(jí)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)12項(xiàng);組織和承辦了2屆“數(shù)字北京與數(shù)字奧運(yùn)”高層論壇，樹立在國內(nèi)數(shù)字地球、數(shù)字城市建設(shè)的學(xué)術(shù)高峰地位。

先后主持的重大課題項(xiàng)目有：

1． 超媒體空間信息系統(tǒng)與集成技術(shù)研究(九五重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，97-975-04)；

2． 無級(jí)比例尺GIS數(shù)據(jù)庫技術(shù)(九五重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目, 97-975-02；

3． 國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施總體規(guī)劃(九五重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，97-975-01-02)；

4． 微機(jī)遙感地理信息系統(tǒng)研究(MICSIS)(國防科工委重點(diǎn)項(xiàng)目) ；

5． 省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目有：“數(shù)字地球預(yù)研究” （教育部,98年）；“四川數(shù)字城鄉(xiāng)貿(mào)易港規(guī)劃”（ 1999 年）；三峽巫山縣移民工程信息管理系統(tǒng)（2000年）；“北京市公共信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)” （2002年）；北京市地理編碼數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)” （2002年）；

6． 十五期間，主持了“基于SIG框架的數(shù)字城市服務(wù)系統(tǒng)與示范”、“北京奧運(yùn)移動(dòng)綜合信息服務(wù)系統(tǒng)”等2項(xiàng)國家863高技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目；

7． 十一五期間，參與了973項(xiàng)目“對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)—空間信息—地學(xué)知識(shí)的轉(zhuǎn)化機(jī)理與智能化處理”并主持子課題“網(wǎng)格環(huán)境下空間信息智能服務(wù)及應(yīng)用示范”國家973項(xiàng)目，參與了863項(xiàng)目“全球地表特征參量產(chǎn)品生成與應(yīng)用研究”；

在國家“八五”、“九五”計(jì)劃期間主要?jiǎng)?chuàng)新性工作有：

★首創(chuàng)遙感圖像光學(xué)處理技術(shù)、為山西、湖南、河南省的遙感綜合試驗(yàn),取得重要技術(shù)突破，多次獲國家、省部級(jí)獎(jiǎng)；自主研發(fā)出第一套融遙感與GIS為一體的空間信息系統(tǒng)軟件MICSIS,在空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器、專家綜合制圖、系統(tǒng)模擬方面居國際先進(jìn)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(nèi)容，并在水利、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)警、生態(tài)評(píng)價(jià)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，２００１年獲馬來西亞總統(tǒng)科技獎(jiǎng)。

★完成了國家“九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目——“國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)研究”，提出國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要概念和總體規(guī)劃，主持了國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)-超媒體空間信息系統(tǒng)與集成技術(shù)攻關(guān)，研制成第一套網(wǎng)絡(luò)GIS—WebGIS 系統(tǒng)原型。在建設(shè)國家空間數(shù)據(jù)交換中心、洪水監(jiān)測(cè)和預(yù)警、城市規(guī)劃管理、城市應(yīng)急響應(yīng)、海事搜救、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域己見成效。該成果己入選2000年中國高校十大科技進(jìn)展并獲獎(jiǎng)。

論文專著

李琦教授的主要學(xué)術(shù)著作有：《數(shù)字地球》、《國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字地球》、《WebGIS的智能代理系統(tǒng)IAS》、《數(shù)字城市——理論、方法與應(yīng)用》、《空間信息基礎(chǔ)設(shè)施與互操作》等。

到目前為止，已在國際國內(nèi)核心刊物和會(huì)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(tǒng)相結(jié)合的城市擴(kuò)展研究 范作江 承繼成 李琦 遙感信息 1997年 第03期

2. 關(guān)于我國“數(shù)字地球”研究框架的建議 承繼成 李琦 地球信息科學(xué) 1998年 第Z1期

3. 長江洪水災(zāi)害預(yù)報(bào)與防治的信息技術(shù)研究 承繼成 李琦 地球信息科學(xué) 1998年 第Z1期

4. 數(shù)字地球的體系研究 趙永平 承繼成 過靜君 李琦 地理科學(xué)進(jìn)展 1999年 第01期

5. “數(shù)字地球”的體系結(jié)構(gòu) 李琦 楊超偉 易善楨 遙感學(xué)報(bào) 1999年 第04期

6. 空間地理信息網(wǎng)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(xué)報(bào) 1999年 第07期

7. 3D-GIS數(shù)據(jù)表示和空間插值方法研究 易善楨 李琦 中國圖象圖形學(xué)報(bào) 1999年 第08期

8. 數(shù)字地球——下一代全球信息基礎(chǔ)設(shè)施 李琦 吳少巖 中國圖象圖形學(xué)報(bào) 1999年 第11期

9. 空間數(shù)據(jù)倉庫及其構(gòu)建策略 李琦 楊超偉 中國圖象圖形學(xué)報(bào) 1999年 第11期

10. 互操作GIS模型及其在空間信息基礎(chǔ)設(shè)施體系結(jié)構(gòu)中的實(shí)現(xiàn)途徑 易善楨 李琦 承繼成 中國圖象圖形學(xué)報(bào) 1999 年 第11期

11. 營造數(shù)字地球——構(gòu)建人類信息生活空間 李琦 楊超偉 電子商務(wù) 1999年 第05期

12. 數(shù)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(wù) 1999年 第05期

13. 數(shù)字地球多媒體通信技術(shù) 楊揚(yáng) 單志廣 關(guān)文虎 魏濤 王任 李琦 電子商務(wù) 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(shù)字地球與計(jì)算機(jī)安全 齊銳 張大力 閻平凡 李琦 電子商務(wù) 1999年 第05期

16. 數(shù)字地球建設(shè)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(xué)報(bào) 2002年 第08期

17. 數(shù)字地球建設(shè)中的地理空間Metadata研究 陳愛軍 李琦 徐光祐 史元春 遙感學(xué)報(bào) 2002年 第04期

18. 一種按需裝配的Agent 黃曉斌 李琦 吳少巖 計(jì)算機(jī)科學(xué) 2002年 第05期

19. 數(shù)字城市:創(chuàng)建21世紀(jì)的智能服務(wù)平臺(tái) 林紹福 李琦 計(jì)算機(jī)科學(xué) 2002年 第07期

20. Agent技術(shù)在地理信息領(lǐng)域中的作用 黃曉斌 李琦 計(jì)算機(jī)科學(xué) 2002年 第09期

21. 數(shù)字城市應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)研究 林紹福 李琦 董寶青 計(jì)算機(jī)科學(xué) 2002年 第12期

22. 遙感影像的Web發(fā)布研究與實(shí)現(xiàn) 楊超偉 李琦 承繼成 齊銳 黃磊 張大力 遙感學(xué)報(bào) 2000年 第01期

23. 空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的體系結(jié)構(gòu)研究 李琦 易善楨 承繼成 遙感學(xué)報(bào) 2000年 第02期

24. WebGIS中的地理關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型研究 李琦 楊超偉 陳愛軍 中國圖象圖形學(xué)報(bào) 2000年 第02期

25. WebGIS中地理空間Metadata管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) 李琦 陳愛軍 夏曙東 中國圖象圖形學(xué)報(bào) 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(cè)繪科學(xué) 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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2001年 第03期

28. 數(shù)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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2002年 第04期

30. 基于GeoAgent的地理信息服務(wù) 李琦 黃曉斌 測(cè)繪通報(bào) 2002年 第06期

31. 數(shù)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(xué) 2003年 第01期

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

33. 面向數(shù)字城市的空間應(yīng)用服務(wù)互操作模型研究 李琦 郭玲玲 地理與地理信息科學(xué) 2003年 第03期

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

35. 城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施研究 羅志清 李琦 地理與地理信息科學(xué) 2003年 第03期

36. 一種新的移動(dòng)空間信息服務(wù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 李琦 史文勇 林宇 地理與地理信息科學(xué) 2003年 第04期

37. 基于網(wǎng)格的空間信息模型與服務(wù)技術(shù)研究 何小朝 李琦 承繼成 地理與地理信息科學(xué) 2003年 第04期

媒體采訪

每年90億 誰來點(diǎn)石成金

北京大學(xué)數(shù)字地球研究中心 李琦

來源：計(jì)算機(jī)報(bào)

幾乎是一夜之間，全世界的報(bào)紙、雜志都談?wù)撈鹆艘苿?dòng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。有數(shù)據(jù)顯示，移動(dòng)電子商務(wù)的總交易額估計(jì)到 2004年將增加到208億美元；2005年之前，位置信息服務(wù)年市場(chǎng)份額會(huì)有90億美元。這一蘊(yùn)涵著巨大潛力的市場(chǎng)，怎么開發(fā)？由誰開發(fā)？怎樣的技術(shù)和應(yīng)用可讓它點(diǎn)石成金？

李琦 現(xiàn)任北京大學(xué)遙感與GIS研究所、中國可持續(xù)發(fā)展研究中心及數(shù)字地球工作室教授、博士生導(dǎo)師。中國圖形圖像學(xué)會(huì)技術(shù)委員會(huì)主任委員、中國圖形圖像學(xué)報(bào)網(wǎng)絡(luò)版編委會(huì)主編、全國地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。

幾乎是一夜之間，全世界的報(bào)紙、雜志都談?wù)撈鹆艘苿?dòng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。目前涌現(xiàn)的各種移動(dòng)服務(wù)中，位置服務(wù)與在線游戲、移動(dòng)電子商務(wù)等一并成為需求最大、覆蓋面最廣的服務(wù)。

本文將空間信息服務(wù)納入數(shù)字城市的框架中，從應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)潛力、技術(shù)組成三個(gè)方面，給出對(duì)位置信息服務(wù)的整體介紹。

應(yīng)用領(lǐng)域

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

對(duì)于政府來說，國家、城市應(yīng)急系統(tǒng)需要位置信息服務(wù)，物資調(diào)度、跟蹤需要位置信息服務(wù)。

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

對(duì)于公眾來說，位置信息服務(wù)更是滿足了旅游、購物、日常交通中對(duì)于位置信息、導(dǎo)航信息的需要。

按照功能劃分，位置信息服務(wù)又可以主要?dú)w納為圖1中的四大類。

市場(chǎng)潛力分析

位置信息服務(wù)的市場(chǎng)潛力與整體的移動(dòng)電子商務(wù)（m-commerce）的市場(chǎng)發(fā)展息息相關(guān)，有數(shù)據(jù)顯示，移動(dòng)電子商務(wù)的總交易額估計(jì)到2004年將增加到208億美元。位置信息服務(wù)作為其中一項(xiàng)基本服務(wù)，收益的前景也是十分可觀的。

促進(jìn)位置信息服務(wù)快速增長的因素主要有三個(gè)方面：首先，位置信息服務(wù)不僅給政府、企業(yè)、公眾帶來了便利，更給位置服務(wù)提供商帶來了可觀的盈利。其次，目前國內(nèi)移動(dòng)服務(wù)還局限在電子郵件收發(fā)、股票行情、體育娛樂信息、天氣預(yù)報(bào)、新聞等簡(jiǎn)單服務(wù)上，能提供位置服務(wù)的提供商很少，所以未來位置信息服務(wù)將成為移動(dòng)服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)者的一張牌，誰先推出這項(xiàng)服務(wù)并占領(lǐng)市場(chǎng)，誰就可以用此特色服務(wù)區(qū)別于其他服務(wù)提供商。最后一點(diǎn)，也是最實(shí)在的一點(diǎn)，即位置信息服務(wù)的確給特定應(yīng)用領(lǐng)域，比如城市緊急救援部門，帶來質(zhì)的變化，工作更有效率，失誤率減少，成功率增加，服務(wù)質(zhì)量顯著提高。

目前，在西歐和北美，移動(dòng)服務(wù)提供商們正在搶占位置信息服務(wù)相關(guān)增值服務(wù)的市場(chǎng)，據(jù)戰(zhàn)略分析公司（Strategy Analytics Company）估計(jì)，2005年之前，位置信息服務(wù)年市場(chǎng)份額會(huì)有90億美元。

那么，誰會(huì)是吃這張大餅的人。答案是肯定的，大家分著吃。作為一個(gè)領(lǐng)域交叉的產(chǎn)業(yè)，需要移動(dòng)終端制造商、無線設(shè)備制造商、電信運(yùn)營商、空間信息技術(shù)提供商、位置應(yīng)用開發(fā)商以及內(nèi)容提供商的共同參與。這些廠商大致可以分三類：

•提供移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)硬件的電信廠商：解決手持設(shè)備定位技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)切換；

•提供空間信息技術(shù)和面向移動(dòng)用戶應(yīng)用的軟件廠商：基于得到的位置信息，整合龐大的異構(gòu)信息源，提供軟件層面空間應(yīng)用服務(wù)；

•提供內(nèi)容的數(shù)據(jù)廠商或部門：提供基礎(chǔ)的地圖數(shù)據(jù)，以及位置相關(guān)的經(jīng)濟(jì)、人文、社會(huì)等屬性數(shù)據(jù)。

目前定位技術(shù)的選擇有多種方案，都可以歸納為兩類定位技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)定位和手持設(shè)備定位。對(duì)于前者，需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中植入智能以獲得位置信息，而后者則需要在手機(jī)中植入智能。

空間應(yīng)用服務(wù)

通過手持設(shè)備或無線網(wǎng)絡(luò)獲得手持設(shè)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(guān)的信息，比如查詢附近酒店、到達(dá)的最佳路徑和所乘車次、尋求緊急救助等等，所有這些應(yīng)用不是運(yùn)營商所能提供的，還需要提供空間應(yīng)用服務(wù)的廠商來提供。

空間應(yīng)用服務(wù)在整個(gè)位置信息服務(wù)體系中的位置如圖2所示，表現(xiàn)為圓框里的兩大部分：空間移動(dòng)服務(wù)器和G-WebService 。這里的服務(wù)器是指具有特定功能，對(duì)外提供服務(wù)的應(yīng)用體集合。

位置服務(wù)簡(jiǎn)介如下：

1.手持設(shè)備用戶通過無線網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)門戶，然后將請(qǐng)求發(fā)送給空間移動(dòng)服務(wù)器，同時(shí)移動(dòng)位置中心獲得移動(dòng)用戶的位置信息；

2.空間移動(dòng)服務(wù)器由位置網(wǎng)關(guān)服務(wù)和若干基礎(chǔ)空間信息服務(wù)組成，所以一方面從移動(dòng)位置中心獲得手持設(shè)備的位置信息，另一方面利用其通用的空間信息服務(wù)模塊處理請(qǐng)求將結(jié)果返回；

3.如果空間移動(dòng)服務(wù)器沒有可以處理的模塊，則通過G-WebService平臺(tái)找到相應(yīng)的服務(wù)和服務(wù)結(jié)果。

G-WebService設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是業(yè)界推崇的Web Service標(biāo)準(zhǔn)框架，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)空間信息的WebService服務(wù)體系。

內(nèi)容服務(wù)

數(shù)字城市的基礎(chǔ)層主要包括數(shù)字城市的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（SDI）和空間信息基礎(chǔ)設(shè)施(SII)，兩者的主要任務(wù)是生產(chǎn)和管理地圖、影像、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在物理上的體現(xiàn)就是眾多的專題數(shù)據(jù)庫。這些專題數(shù)據(jù)足以用來支持位置信息服務(wù)及其相關(guān)的增值服務(wù)，這就是內(nèi)容服務(wù)的來源。

所以無論是定位服務(wù)、空間信息應(yīng)用，還是內(nèi)容服務(wù)，這些都是數(shù)字城市的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)位置信息服務(wù)必須在數(shù)字城市的大框架下完成。

前景展望

位置信息服務(wù)是21世紀(jì)一項(xiàng)很重要的增值業(yè)務(wù),主要的無線運(yùn)營商都在嘗試提供基于位置的服務(wù)，但是這項(xiàng)技術(shù)還要發(fā)展若干年，需要更高的定位精度、新設(shè)備、更高的網(wǎng)絡(luò)智能以及更完善的人性化應(yīng)用服務(wù)。據(jù)估計(jì)，在2005年之前，每個(gè)因素都將產(chǎn)生大約200億美元的價(jià)值。

除了市場(chǎng)前景和技術(shù)組成，同時(shí)我們還要考慮其他實(shí)際因素，比如個(gè)人隱私問題、利益分配問題，所以會(huì)有相應(yīng)的法規(guī)出臺(tái)，相應(yīng)的商業(yè)分割協(xié)議，而通常法規(guī)又是新服務(wù)的起點(diǎn)。

數(shù)字城市的舞臺(tái)中還存在著許多的機(jī)遇，位置信息服務(wù)作為一個(gè)亮點(diǎn)，需要若干領(lǐng)域技術(shù)和商業(yè)上的配合；同時(shí)數(shù)字城市中的其他應(yīng)用也在蓬勃展開，文中提及的G-WebService框架也會(huì)是另一個(gè)典型。