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年度十大研究进展,南师地理学入选!





日前,中国地理学会公布了2023年度“中国地理科学十大研究进展”入选成果,我校地理科学学院研究成果“量子地理计算技术、软件及应用”成功入选。“中国地理科学十大研究进展”反映了我国地理科学领域前沿和最新发展,鼓励地理学者开展创新研究,引领中国地理学家为科技进步、国家发展和实现联合国可持续发展目标做出更大贡献。凭借高水平的候选成果以及严格公正的评审机制,这一奖项备受业界认可,具有高度的公信力和学术影响力。经过中国地理学会会士、常务理事及中国地理学会所属分支机构推荐、形式审查、遴选专家组初评和终评,确定10项成果入选2023年度“中国地理科学十大研究进展”。


量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。作为可突破经典算力瓶颈的新型计算模式,在网络信息安全、大数据和人工智能等领域展示了巨大的应用前景。我校虚拟地理环境教育部重点实验室袁林旺教授和俞肇元教授团队联合国内相关单位率先将量子计算应用于地理场景建模和泛在信息处理领域,系统发展了多尺度量子时空特征解析、时空流量子画像、量子行为模拟预测、量子时空轨迹编码检索、基础设施量子动态优化、量子机器学习与时空预测等系列模型方法。项目研究构建了量子地理计算模型并进行了典型应用场景示范,展示量子计算在地理学和地理空间智能领域研究的适用性,为大数据时代复杂地理问题求解和大规模数据分析提供了新的技术路径。

团队建立了面向量子计算的时空数据组织方法,创建了量子计算适配的可计算时空数据模型和数据结构,解决了空间数据向量子模型的映射问题。发展了多尺度时空数据分解、时空流画像、行为模拟预测等模型,提出了量子空间优化和时空分析方法,提升了时空流多尺度动态演化模拟和预测能力。量子地理计算技术在智能电网、智慧城市和全球变化等领域取得了重要进展。在智能电网领域,团队开发的量子长短期记忆网络模型成功预测了光伏电站的发电功率,不仅提高了预测的准确性和时效性,而且增强了对复杂气象条件下的适应能力。在交通地理领域,建立了复杂时空约束下地理数据多尺度量子模拟技术,实现了高分辨率的交通流预测。在空间规划领域,发展了基于量子模型的空间优化技术,显著提升了城市公共服务的效率。在全球变化领域,在大科学装置上成功实施了海岸带模型和陆面模式的优化模拟。

团队开发了系列一体化量子计算模型及其系列软件工具,开发了基于量子游走的开源时空数据分析软件包QWDAP,设计了普通PC-超算集群-量子真机适应的一体化量子计算模型,研发了城市交通流量子建模模拟与优化平台,验证了基于国产光量子和超导量子计算平台进行地理计算的可行性。成果应用于公共卫生、疾病防控、应急管理等领域,在京津冀、长三角、珠三角等三个城市群以及南京、北京、西安、成都等20余个典型城市进行了验证;在城市服务设施空间布局优化与重定位量子模型应用实验上也取得明显成效,南京市充电桩布局优化后覆盖率提高27.5%,泰州市 5G 基站动态功率控制模型节能21.7%,塔基视频布设优化覆盖度提升7%。项目研究成果发表于IEEE TITS等领域权威期刊,授权中国发明专利3件、国际发明专利4件,公开PCT国际专利12件,并分别进入美日俄澳等11国,研究成果“城市交通流模拟的量子游走关键技术”由中国发明协会遴选推荐参展第八届伊斯坦布尔国际发明博览会(ISIF23)并获得金奖。



团队依托学校多学科综合优势,依托江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心等学科平台,联合多家行业单位共同成立江苏省首个智慧城市与智能服务联合创新研究院暨智慧城市与智能服务产业技术创新战略联盟,推动量子地理计算在国家安全、智慧城市等领域的落地应用。未来将持续深耕量子计算在地理科学的应用领域,针对关键共性问题持续不断地开展科研攻关,为推动量子计算的学科和行业应用作出贡献。







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