地理空间是人类活动的基础, 在此之上人们所见所闻以及人们自身的活动轨迹均构成信息。信息产生于数据, 而数据则生成于对地理空间的观测及人在这个空间上的行为特征。地理大数据是地理环境的时空存在和变化的映射, 是人类活动的产物, 是地理环境要素在时空尺度上的再现, 甚至孪生。地理大数据除了具有大数据的一切特征外, 更具有自然和社会, 或者说自然和人文的双重属性。地理科学的任务就是通过地理环境要素在时空尺度上的静态状态和动态过程的研究揭示地理环境的特征规律, 服务于人类社会和经济发展。

随着人类社会进入信息时代, 地理科学也不可避免地向数字化、信息化、网络化、智能化和智慧化的方向发展。20 世纪中叶以来, 遥感技术和地理信息系统技术的发展进一步推进了地理科学的信息化进程。以数字城市和智慧城市为代表的新型地理科学研究方向的兴起将地理科学与经济社会发展更紧密地联系在一起。党的十九大正式将数字中国和智慧社会建设列入党和国家建设创新型国家的战略方向, 党的二十大再一次强调了数字中国建设的重要性。这是党和国家对以地理空间信息研究为主体的科学工作者提出的光荣而艰巨的任务。感知是地理空间信息获取的主要手段, 是任何一个智慧体的首要特征, 没有感知就没有信息,更不可能有智能和智慧。正因为如此, 2018 年美国麻省理工学院在评选当年全球十大突破性技术时将感知城市(sensing city) 列为其中之一。

遥感(remote sensing) 和社会感知( social sensing) 的发展, 完美概括了地理时空信息获取的全部内涵。遥感以人为主体, 对客观存在的地理或地球环境通过电磁波这个载体完成感知过程, 从而使人们获得包括地球各圈层在内的地理要素或地球环境的客观数据, 这就是地理或地球大数据, 是人们对地理或地球要素和环境认知的基础。与之不同的是, 社会感知的最大特点是人成为地理空间和社会环境的一个感知单元, 大量的这种感知单元的综合汇聚就可形成社会时空行为完整的信息链, 从而揭示经济社会中相关事件和过程的规律, 并可能在社会治理中发挥重要作用。

遥感和社会感知有着截然不同的机理, 对于前者, 人是感知的主体, 对于后者, 人则是一个感知单元。正是遥感和社会感知共同构建了信息时代人们对客观物理世界和人文世界的深度认知, 成为对地理空间全面认知过程中不可或缺、相互独立又相互联系相互渗透的两个方面。一个浅显的例子, 该书提到的基于APP获取的定位数据得到的空间分布热力图, 这是根据数以亿计的移动通信位置数据所编辑出的图像。根据这个图像的特点很容易看出我国东西部的区域差异, 著名的“胡焕庸线” 不画自明, 这是社会感知的结果。与此同时, 从夜光卫星获取的我国灯光遥感影像也同样可以明显区分出东西部的差异, 在相同的位置上“胡焕庸线” 也同样可以明显勾勒出来。实际上无论是移动通信信号的密集度或地面夜间的灯光的亮度分布都是人类活动状况的客观反映。在这里, 这两种感知的结果殊途同归了!

▲ 基于APP获取的定位数据得到的空间分布热力图勾勒出明显的“胡焕庸线” ，遥感和社会感知这两种感知的结果在这里殊途同归

作为感知体系中的重要环节, 社会感知有着它独特的地位和作用, 虽然有国内外学者也注意到作为个体和群体的人在地理空间所起到的传感作用, 但是将这一现象或过程提高到理论和学科的高度, 该书作者及其团队是开创先河者, 功不可没。在北京大学遥感和地理信息系统研究所兼职期间我有幸见证了作者团队在此方向上的努力和创新。他们是一群有心做学问之人, 勤于思考, 善于归纳。理论的创新往往源于偶然的发现, 十多年前受一批上海市出租车轨迹和黑龙江手机数据的启发, 基于作者团队对遥感和地理信息系统的深厚底蕴和理解, 他们锐敏地捕捉到地理大数据这一新的方向并开始了对这一方向的研究, 锲而不舍, 厚积薄发, 从而提出了“ 社会感知” 这一科学概念。

十年磨一剑, 他们的努力赢得了丰硕的回报。随着移动通信技术的发达、大数据科学的进展以及科学算力的提升, 这类以人为感知单元的数据与日俱增, 从而为社会感知从概念到理论并进一步完善形成理论体系、研究方法、技术框架, 以及开拓包括时空行为感知、场所语义感知、时空交互感知和地理过程感知等独具特色的研究领域奠定了坚实的基础。通过一系列的案例分析, 该书进一步论述和阐明了社会感知这个科学概念的科学意义和社会意义及其对区域规划和布局、重大事件的决策、社会治理等所能发挥的作用。

刘瑜教授带领的团队在研究中得到国家自然科学基金的资助以及国内外广大学者的支持和认可, 研究工作在广泛的交流和研讨中得到众多应用的验证和支持, 研究内容不断丰富和完善, 提升了人们对社会感知的理解、认识和应用水平, 刘瑜教授还为此获得了国家杰出青年科学基金的资助。

童庆禧

北京大学遥感与地理信息系统研究所前所长

中国科学院院士

2023 年1 月8 日