时空大数据与数据挖掘（秦昆空间数据挖掘与时空大数据分析的探索者）

时空大数据与数据挖掘（秦昆空间数据挖掘与时空大数据分析的探索者）但秦昆并没有满足于此。硕士毕业后，他选择进入武汉测绘科技大学信息工程学院（现武汉大学遥感信息工程学院），师从李德仁院士、关泽群教授、王新洲教授，从2000年开始研究图像数据挖掘这一新兴研究方向并攻读博士学位。于他而言，探索如何从图像数据中挖掘出规律性知识这一科学问题是如此令人着迷。南京师范大学在地图学与遥感领域拥有深厚的研究底蕴和实力。在这里，秦昆师从倪绍祥教授，独立负责江苏省自然科学基金项目“利用GIS地理信息系统技术研究农用地估价”。项目从技术路线设计、数据收集整理，到系统研发、项目结题报告撰写等，都是在导师指导下以秦昆为主完成的，这全面锻炼了他各方面的科研能力。并且他还和导师一起合作在《地理学报》发表了全国第一篇关于GIS技术支持农用地估价的论文。“秦岭、昆仑山分别是我国中东部、西部最长的大型山脉，也是中国地理南北分界的山脉。我的名字就与地理有关，也许注定我这辈子就要从事与地理信息有

21世纪，科学研究进入第四范式：数据密集型科学发现的时代。数据已经成为新时代重要的生产要素、国家基础性战略资源。美国、俄罗斯、法国、日本，以及中国，先后发射了大量的卫星，每天接收海量的遥感卫星数据。还有无所不在的传感网数据，带有全球导航定位的车辆轨迹数据等，积累了海量的时空大数据。

时空大数据时代的到来，给遥感与地理信息创新带来了各种挑战和机遇。如何从浩如烟海的时空数据中提取时空信息、挖掘时空知识，并服务于领域应用？秦昆一直在思考着、探索着。

多年来，秦昆一直致力于时空大数据分析、遥感图像挖掘、空间人文与社会地理计算等方面的研究，在探索如何从海量时空数据中挖掘深层次的知识并应用于更多领域方面，做出了众多具有重要价值的科研成果。

▲秦昆

孜孜以求探索科研

“秦岭、昆仑山分别是我国中东部、西部最长的大型山脉，也是中国地理南北分界的山脉。我的名字就与地理有关，也许注定我这辈子就要从事与地理信息有关的工作。”在科研领域奋斗数十年后，秦昆感慨道。

秦昆从小就心怀科学家的梦想，对科研有浓厚的兴趣。数十年来，他在科研道路上不断求索，如今在时空大数据分析与挖掘等研究方向上已经硕果累累。

1991年，秦昆考上兰州大学自然地理基地班，学习地质、气象、水文、土壤、地理信息、遥感等课程，为之后的研究积累了全面而扎实的专业知识，且逐渐明确了下一步具体的专业方向。彼时的他发现自己对遥感、地理信息等偏技术的课程更感兴趣，因此他在考入南京师范大学攻读硕士学位时选择了地图学与遥感专业。

南京师范大学在地图学与遥感领域拥有深厚的研究底蕴和实力。在这里，秦昆师从倪绍祥教授，独立负责江苏省自然科学基金项目“利用GIS地理信息系统技术研究农用地估价”。项目从技术路线设计、数据收集整理，到系统研发、项目结题报告撰写等，都是在导师指导下以秦昆为主完成的，这全面锻炼了他各方面的科研能力。并且他还和导师一起合作在《地理学报》发表了全国第一篇关于GIS技术支持农用地估价的论文。

但秦昆并没有满足于此。硕士毕业后，他选择进入武汉测绘科技大学信息工程学院（现武汉大学遥感信息工程学院），师从李德仁院士、关泽群教授、王新洲教授，从2000年开始研究图像数据挖掘这一新兴研究方向并攻读博士学位。于他而言，探索如何从图像数据中挖掘出规律性知识这一科学问题是如此令人着迷。

在博士论文研究中，秦昆首次将形式概念分析理论引入图像数据挖掘领域，提出了一套基于形式概念分析的图像数据挖掘方法。他研究将现实世界中的耕地、水体、植被、林地等地理概念，利用数学的形式化语言进行概念表达，并从图像数据中提取出这些语义概念，从而实现图像分类与语义理解。

他还将商空间理论引入图像数据挖掘领域，提出了一套商空间理论指导下的多粒度图像数据挖掘框架。以这些理论和方法研究成果为基础，秦昆设计开发了国内第一套遥感图像数据挖掘的软件系统RSImageMiner。

博士毕业后，秦昆继续在如何实现从数据到信息、到知识转化的科研道路上积极探索。在博士后导师、人工智能学家李德毅院士的指导下，他开始研究不确定性人工智能，从数据到信息、到知识转化过程中的不确定性问题，如何从图像数据中提取语义概念以实现图像分割和语义理解等，完成了一篇170页的博士后出站报告《不确定性图像分割的新方法》，并以此为基础，成功获批第一个国家自然科学基金项目“基于云模型的不确定性图像分割新方法”，对综合考虑模糊性和随机性的云模型图像分割方法展开了系列研究。

回顾秦昆这一路的历程，从对科研感兴趣，到进入遥感与地理信息科学领域逐步细化深入，他在科研道路上孜孜以求，始终以勤奋、严谨、务实的状态不断成长，正是这样一步一个脚印，走得扎实，走得从容，这才有了他如今的累累硕果。

学科融合求是创新

在从时空数据中提取时空信息、挖掘时空知识的探索中，如何不断开拓创新、探究其中蕴含的关于自然、社会以及人本身的活动规律？这是秦昆一直思考并孜孜以求的问题。

正如李德仁院士回忆王之卓先生的教导：“当今科学发展的趋势，除了继续向纵深方向发展之外，主要是向横向交叉发展。交叉学科是谁的？谁积极，就是谁的。”在老一辈科学家创新思想的引导下，秦昆开启了学科融合求是创新的科研探索之路。

秦昆主持的第二个国家自然科学基金项目“行为轨迹数据高性能时空聚类及社会分析”正是学科交叉融合创新这一思想引导下的产物。

行为轨迹数据是人类活动的行为记录，与社会学密切相关。项目对行为轨迹大数据分析方法展开了系统研究，挖掘其中隐含的行为模式和活动规律，并与社会因素进行关联分析，解释行为轨迹大数据及其活动模式的社会学发生机制。

以这一项目研究为基础，秦昆不断前行，并于2019年作为“第十届空间综合人文学与社会科学论坛”执行主席，在论坛主席龚健雅院士的指导下，成功组织了这一300多人参加的论坛会议。空间人文与社会地理计算逐步成为秦昆的另一个重要研究方向。

在学科交叉融合求是创新的思想引导下，秦昆于2021年成功获批第三个国家自然科学基金项目“全球尺度地理多元流的网络化挖掘及关联分析”。

这一项目属于地理信息科学与社会科学的跨学科交叉融合研究，具有鲜明的学科交叉特色。

项目从全球尺度，围绕全球人口移动、国际关系等全球性问题，以新闻媒体数据、国际贸易数据、全球人口移动数据、全球航空网络数据等多源数据为基础，构建全球尺度的地理多元流网络，研究并提出全球尺度地理多元流网络测度与结构识别、演化分析与关联分析方法。他还根据空间人文与社会地理计算理论，将地理多元流网络化挖掘及关联分析方法应用于国际关系、国际贸易、人口移动等全球性问题。项目既研究地理信息科学领域的关键问题“地理多元流网络化挖掘及关联分析方法”，也研究全球人口移动、国际关系、国际贸易等全球性、跨学科的研究难题。

虽然项目研究刚刚开始，但是秦昆信心满满，他计划在地理多元流分析方法、人口移动与国际关系应用等方面产生创新，并为发展地理多元流分析、空间社会网络、社会地理计算等作出基础性贡献。

学科交叉融合是创新的源泉，同时本着求是的精神，从小就心怀科学家梦想的秦昆立志在遥感地理信息科学与社会科学交叉融合的科研探索之路上不断产出更多创新性成果。

认认真真教书育人

教书育人是教师的本职工作。秦昆一直把给本科生上课摆在所有工作的首位。

他长期给武汉大学遥感学院本科生讲授大类平台课“地理信息系统基础”、专业核心课“空间数据分析”，同时讲授3学期双语课“计算社会学与社会地理计算”，并面向全校学生开设“空间人文社会GIS”，指导和帮助人文社会科学领域的学生掌握GIS地理信息分析技术。

及时将国家级科研项目的科研成果融入课堂是秦昆上课的一大特色，让本科生在掌握基础性专业知识的同时，学习和了解最新的学术前沿，从而树立本科生的科研探索精神和学习热情。

凭借在教学领域的出色表现，他先后获得武汉大学“珞珈抗疫·十大线上教学人物”、本科优秀教学业绩奖、优秀教材特等奖、教学成果特等奖等多项教学奖励，这些是对他认认真真教书育人的肯定和鼓励。

桃李不言，下自成蹊。截至2022年6月，秦昆已经培养了8名博士、92名硕士共100名研究生。毕业生分布在学术界和企事业单位，成为中流砥柱。

在研究生培养方面，他的方法是让学生到国家级科研项目中历练，同时，因材施教，根据学生的兴趣为他们选择相应的研究方向，培养他们的使命感和责任感。

在秦昆看来，科学研究需要选定方向后持之以恒，科研过程中会遇到很多难题，越是这种时候，越要坚持下去，办法总比困难多，而坚持下去的内心动力往往来自内心对这份事业坚定的信念。

多年辛勤耕耘换来真知灼见，秦昆希望与自己的研究生共勉：科研有险峰、攻坚不畏难；交叉求创新、求是结硕果；科研报国志、代代永流传！