Page 7 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第9期

第 50 卷第 9 期 张 新等：时空具身智能：北斗导航与高分遥感融合发展新方向 1735

的遥感影像解译技术已实现规模化应用，如全连 主规划任务路线和操作策略。具身智能移动操
接神经网络支持的逐像素分类方法，在土地覆盖 作机器人可以结合遥感技术完成特定任务，如核
分类 ［19-20］ 、城市扩张监测 ［21］ 以及耕地提取 ［22］ 等任 辐射检测、矿区安全巡查和应急救援 ［37］ 以及农业
务中展现出稳定性能，为国土调查与城市规划提 植保等 ［38］ ，大幅提升现场数据采集和应急响应的
供了高精度数据支撑。另外，针对单模态数据的 效率。上述应用进展呈现出三大共性特征和趋
局限性，有学者通过多源数据融合策略突破技术 势：时空基准的厘米级精确定位、天-空-地-海协
瓶颈，例如联合光学影像与数字表面模型（digital 同感知网络的智能互联以及地理空间认知与自
［23］
surface model，DSM） 、融合雷达影像与航空影 主行动的闭环耦合。
像 ［24］ 、融合雷达影像与数字高程模型（digital ele⁃ 尽管 BDS 与遥感技术在时空分辨率、目标类
［25］
vation model，DEM） ，利用孪生神经网络实现 型和信息获取方式上具有明显互补性，但在实际
跨模态环境变化检测，或结合条件随机场与光流 集成应用中尚未形成从高精度定位、环境感知到
分析完成动态场景分割。在多维信息提取与决 智能决策与自主执行的闭环体系，缺乏一套具备
策支持层面，地理空间认知智能也展现出优势： 感知-认知-决策-执行-学习五位一体功能的完整
通 过 空 间 聚 类 、异 常 检 测 与 多 准 则 决 策 分 析 ， 技术架构，亟需要发展新的理论、方法与技术系
GeoAI 可从海量遥感数据中挖掘城市功能区划、 统，即需进一步研究以“北斗+”为核心的时空具
居民活动热力分布及交通流时空特征 ［26-27］ ，为智 身智能理论方法和技术，驱动地理信息科学向具
慧城市精细化管理提供数据引擎；也可以通过融 身化、智能化方向演进，通过 BDS 高精度时空框
合 遥 感 数 据 、商 业 数 据 与 运 营 数 据 构 建 综 合 模 架、多模态地理感知与具身决策执行系统的深度
型，在建筑设施优化选址、交通拥堵智能疏导等 集成，构建具备环境自适应能力的智能体集群，
场景实现落地应用 ［28-29］ ，展现出从数据感知到决 在统一时空基准下实现感知-认知-执行-学习的
全链路自主化，为应对全球变化、实现可持续发
策调控的全链条技术价值。这一技术演进路径
展提供新一代地学研究的智能技术体系。
不仅推动了地理信息学科的范式革新，也为城市
治理与可持续发展提供了智能化解决方案。在
1 时空具身智能理论方法
以上研究背景下，北斗+遥感+地理信息+AI 的
深度技术融合展现出良好应用前景 ［30-31］ 。
1.1 时空具身智能内涵与外延
除了有感知技术和智能技术外，还必须要有
时空具身智能概念的内涵是指现实世界中
执行相应任务的智能体。具身智能作为一种强 拥有物理形态的时空智能体，利用高精度导航定
调身体与智能大脑协同工作的智能系统，其核心 位与授时、高分辨率遥感和 AI 方法，对自然环境
理念在于通过智能体自主感知、决策与行动，实 要素和人类社会时空特征像人类一样通过身体
现与环境的实时交互和执行操作 ［32-34］ 。智能体通 实现高精度感知、精准认知、智能决策、科学操作
过多模态感知与智能决策技术，可实现对复杂环 自然环境，形成感知-思考-行动的闭环，并通过不
境的动态数据采集与处理，从而弥补传统遥感系 断自主优化学习实现其智能水平持续演进提升
统在时空连续性和实时响应方面的不足。例如， 的空天信息、物理认知、具身智能等多领域交叉
具身智能无人机能够根据现场环境变化实时调 融合创新的科学技术，是 AI 发展的高级阶段。
整飞行路径、拍摄角度和数据采集频率，相较于 作为时空具身智能概念的外延，北斗时空具
传统定轨卫星或手工操控的无人机具有更高的 身智能是现实世界中人类研发、拥有物理形态的
自主性和灵活性；自动驾驶车辆内置的多模态传 实体装备，以 BDS 与高分辨率遥感集成技术为基
感 器 能 够 实 时 捕 捉 路 况 、交 通 流 及 城 市 地 表 变 础，融合地理时空智能与具身智能技术，通过微宏
化 ［35-36］ ，自动识别行驶过程中的异常情况，并实时 观耦合下的信号和环境要素时空异质性变化规律
上传数据，形成覆盖广域的动态监测网络。结合 与相互作用机理的高精度感知和科学精准认知，
车载高精度定位系统和环境感知算法，自动驾驶 实现对自然环境和人类社会对象的智能决策和精
车辆还能在无人值守状态下完成道路巡检和环 准操作与协同执行控制，达到适时、适地、适物、适
境监测任务，提升城市基础设施维护的智能化水 度、适量地精准操作，影响和改造现实物理世界对
平；在复杂的室内外环境中，机器人不仅需要实 象的目的，实现空天信息、物理认知、具身智能等
时采集高质量的遥感数据，还要依据环境信息自 多学科交叉，提高社会生产效率和质量，促进人类