024 · 第二届北京交叉科学大会
C2：空天信息与人工智能论坛成功召开
2024年8月15-18日，第二届北京交叉科学大会在北京国锐 · 金嵿荣华天地隆重召开。大会以“交叉引领创新，融合塑造未来”为主题，以赋能新质生产力为目标，聚焦交叉科学领域热点、当前紧迫性难题和发展趋势，围绕国家战略和科技前沿，开展交叉科学领域原始创新、技术创新。
大会共9大专题、29个平行论坛、300多场交叉科学报告！在专题C：智能科学与物质科学之间的交叉科学问题中，编号C2为“空天信息与人工智能”前沿交叉论坛。论坛主席为民航数据通信有限公司首席科学家、北京航空航天大学兼职博士生导师朱衍波研究员、北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院院长徐立军教授，召集人为北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院刘杨、中国气象局国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）毛田。来自北京大学、北京航空航天大学、北京交通大学、南昌大学和国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）、中国民航科学技术研究院、中国科学院地质与地球物理研究所的共10位专家学者分享了在民航空地协同互联、空间天气人工智能应用、空天信息智能感知与信息处理、人工智能赋能低空新质生产力等领域中的最新研究成果，各位参会老师和学生积极参与、深入交流探讨，论坛取得圆满成功。
C2平行论坛部分参会人员合影
平行论坛瞄准空天信息的智能处理的热点与难点问题开展学术研讨，重点关注空天智能感知、空天大模型等航空航天与信息学科交叉的科学难题和重大战略需求，追踪地球空间信息多源感知与信息处理、空间气象的精准监测与预报等前沿科学技术进展。
平行论坛按照主题发言顺序进行，各位嘉宾分享以下内容：
平行论坛主席朱衍波研究员致欢迎词并发表演讲
民航数据通信有限责任公司首席科学家，北京航空航天大学兼职博士生导师，空地一体新航行系统技术全国重点实验室副主任朱衍波研究员以《互联飞机：地空多链路网络赋能智慧民航运行》为题开启论坛报告。随着新型飞机对空地数据传输的巨大需求，互联飞机已成为提升民用航空交通管制能力和支撑智慧民航的重要技术途径。报告首先详细论述了国内外互联飞机发展现状，随后给出了互联飞机在航迹协商、数据共享、气象显示及无人机位置监控与数据众包服务方面的典型应用案例。朱衍波研究员重点阐释了机场航空移动通信系统、航路宽带地空数据通信系统和航空卫星空事系统等中国互联飞机框架下的核心技术，并探讨了基于超链接的互联飞机发展趋势。报告强调了新一代航空宽带通信技术在提升民航新质生产力方面的重要支撑作用，并揭示了空天通信与智能信息处理交叉融合在提升互联飞机多元化业务运行与智慧空管方面的巨大潜力。
国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）郭建广研究员演讲
国家卫星气象中心（国家空间天气监测中心）空间天气预报台台长郭建广研究员以《空间天气与人工智能业务应用展望》为题展开报告。报告首先详述了空间天气及其全面监测的重要性，进而探讨了人工智能技术在提升空间天气监测及预报能力方面的巨大促进作用，郭建广研究员分别以太阳耀斑、日冕物质抛射到达时间、地磁指数、电离层关键参数的预报和航空辐射剂量评估为案例，论证了以机器学习、深度学习为代表的人工智能预报方法在提升预报精度方面的优势，并对照现有的天气预报大模型对未来空间天气的人工智能监测与预报技术的新发展趋势进行展望。
北京航空航天大学李小路副教授演讲
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院李小路副教授以《激光雷达前沿技术与应用》为题展开报告。报告首先介绍了激光雷达的产业发展现状，进而李小路副教授重点阐述了北京航空航天大学徐立军教授课题组研制的三代激光雷达的发展历程和技术特点，在此基础上报告强调了激光雷达在多个行业领域的关键应用。报告还就激光雷达在航天领域和海洋探测方面的应用进行论述和展望，并就激光雷达的智能感知方向展开探讨。
北京大学秦其明教授演讲
北京大学地球与空间科学学院教授、国家自然资源部地理信息技术创新中心主任秦其明以《遥感大模型与知识图谱应用展望》为题带来报告。报告首先阐述了遥感大模型的特点与应用，重点强调了预训练数据集与影像标注对遥感大模型性能的影响。秦其明教授深入浅出地阐释了遥感知识图谱构建的方法和途径，并探讨了遥感大模型与知识图谱相融合的协同与耦合方式，报告生动形象回答了“如何选择合适的遥感基座模型”这一当前遥感信息处理与人工智能交叉结合的热点问题。
北京航空航天大学杨威教授演讲
北京航空航天大学电子信息工程学院教授、国家万人计划拔尖人才杨威以《星载SAR“成像检测识别”智算一体新范式》为题展开演讲。报告阐述了星载SAR技术及其数据产品的发展现状，揭示了SAR星座的快速发展对SAR成像数据处理所提出的挑战。进而杨威教授重点介绍了在“成像-检测-识别”智算一体化新范式下的星载SAR海洋目标检测识别和空中目标检测成像跟踪两个方面应用。最后，报告探讨了星载SAR智能算力新技术，分析了星载GPU加速和量子计算在提升未来星载SAR快速数据处理和图像解析方面的发展潜力。
中国民航科学技术研究院陈唯实研究员演讲
中国民航科学技术研究院机场研究所研究员陈唯实以《全国鸟情预警监测技术研究》为题展开报告，报告首先介绍了鸟击对中国民航安全运行的潜在威胁，进而阐述了卫星追踪、专业探鸟雷达、气象雷达等目前常用的民航鸟情监测技术手段，提出了多源鸟情信息融合的应对策略和思路。陈唯实研究员详述了多源鸟情信息融合系统的平台架构设计，并强调了光电技术、卫星追踪与人工智能相结合的鸟情探测新趋势。
北京航空航天大学许炎教授演讲
北京航空航天大学电子信息工程学院许炎教授以《基于多智能体强化学习的无人机飞行冲突探测与解脱方法》为题展开报告。许炎教授详细阐释了在城市空中交通研究背景下，采用空中交通走廊的空域管控模式下，无人机之间飞行路径规划和冲突解脱的方法和策略，设计并实现了基于多智能体强化学习的无人机飞行运行管理框架，并结合具体的飞行场景开展实验验证。报告生动阐述了在人工智能高阶范式下无人机自主飞行与冲突解脱的潜力，揭示了人工智能新技术在提升低空空域飞行容量和管控效率方面的优势。
南昌大学陈洲教授以《空间天气链式智能预报研究进展》为题展开报告。陈洲教授阐述了空间天气链式智能预报的重要性和迫切性，提出了太阳风-磁层-电离层的空间天气链式预报深度学习网络架构，并在此基础上针对太阳风、外磁层、范艾伦辐射带、极光区和电离层-热层的关键物理参数预报和现报展开丰富探讨，并对未来空间天气智能预报发展趋势做出进一步展望。
北京交通大学陈紫微副教授演讲
北京交通大学电子信息工程学院陈紫微副教授以《雷达图像重建与度量：物理特征启发的模型构建与训练新方法》为题展开报告。电离层测高仪是一种典型的基于雷达回波的电离层主要参数观测方法，陈紫微副教授阐释了电离层频高图的数字图像处理方法，展示了深度学习网络应用于反演电离层临界频率和虚高的具体技术途径和结果。考虑到原始电离层频高图往往带有较大的噪声，报告提出了基于DnCNN的电离层频高图重建方法，然后采用YoloV5网络实现频高图关键参数的特征提取和语义分割。报告还探讨了基于YoloV8的SAR图像的目标提取方法。
中国科学院地质与地球物理研究所任晓琛博士演讲
中国科学院地质与地球物理研究所任晓琛博士以《基于深度学习的暴时全球电离层TEC预测》为题展开报告。电离层在地磁暴期间其时空变化具有较强的非线性和非平稳性，电离层总电子含量的波动也被称为电离层暴。任晓琛博士首先阐释了电离层暴时的主要特征，如电离层变化机制负责，超级地磁暴的历史观测数据非常有限等，在此基础上详细介绍了基于深度学习的全球电离层总电子含量预测。报告重点阐述了混合CNN-BiLSTM的电离层总电子含量预测框架，并将其与其它SOTA方法进行比较，进而就2003年11月和2024年5月的两次超级地磁暴进行测试。报告从经纬度、地方时、地磁活动等角度分析了混合CNN-BiLSTM方法的预测精度，并讨论了所述方法在中国区域应用的有效性。
平行论坛报告引起与会嘉宾与听众的强烈反响，大家表示收益匪浅，充分开展思维火花碰撞与头脑风暴交流，并达成后续在空天信息与人工智能交叉领域合作的初步意向。平行论坛在空地一体新航行系统技术全国重点实验室、北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院、国家卫星气象中心（国家空间天气监测中心）、
中国气象局空间天气重点实验室、许健民气象卫星创新中心
的共同组织下圆满开展，达到预期效果。
