理大利用地理空間人工智能技術促進可持續城市發展

地理空間人工智能技術是结合地理空間科學和人工智能的交叉學科。香港理工大學（理大）積極利用創新的地理空間人工智能技術，為當今全球面對的環境和社會挑戰提供突破性的解決方案，當中涵蓋了交通運輸、城市和公共安全、規劃、氣候變化和自然災害等各個領域。

理大土地測量及地理資訊學系地理信息學和人工智能講座教授、傑出創科學人教授翁齊浩教授成立理大地理空間智能研究中心，專注於為地球信息學開發原創且創新的人工智能方法理論和技術，以及其在城市的應用，目標成為全球的地理人工智能研發中心。翁教授最近獲得2024年美國地理學家協會（AAG） Wilbanks地理學變革性研究貢獻獎，以及2024年AAG遙感專業委員會終身成就獎，以表彰其在地理學和遙感科學技術領域的創新研究。

研究中心其中一個方向是透過利用地理空間分析、地理人工智能及大數據，調查城市化中人類與環境的互動，另一個方向是利用對地觀測創建各種全球城市區域的數據產品，並提供以對地觀測為基礎的城市數據服務。

翁教授兼任研究中心主任及首席研究員，他表示︰「對地觀測是探討環境和社會變化的重要指南針。我們的研究重點遍及地理空間大數據和人工智能、遙感、地面傳感器、導航和定位、測量和大地測量、激光掃描和攝影測量等領域。這些技術是能為環境和社會挑戰提出解決方案的關鍵。」

尤其是，地理空間人工智能通過利用數千個可學習參數，徹底改變了建築物監測的方式。當中一個例子是它能夠自動學習和識別建築物的一般外貌形態，如顏色和形狀，可實際應用於檢測受災損壞的建築物，獲取建築物高度、識別結構變化，以及估算建築物能源耗量。因此，地理空間人工智能已成為更高效、更深入的建築物監測主流方案。

環境監測

在城市化監測領域，地理空間智能研究中心團隊開發了一個基於不透水地表層面積的城市元胞自動機模型，該模型可以利用從衛星觀測獲得的每年城市範圍及時間序列的數據，模擬每個格網內城市區域的分數變化。在不同城市化進度水平下分析城市區域增長的歷史路徑，該模型提供了比傳統二值城市元胞自動機模型更詳細的見解，對可持續發展有巨大潛力。

研究中心團隊成員、博士研究助理賀琬茹女士及團隊在學術期刊《城市》上發表「基於時序信息模擬格點尺度不透水面比例變化的城市元胞自動機模型」的研究，展出該模式能有效地捕捉城市擴展的動態，顯著提高計算效率和性能，並能在未來多元化的城市化進展情景下，對區域以至全球的城市增長進行建模。

交通管理

在促進智慧交通管理發展方面，為了提高叫車平台的效率並實踐智能管理服務，地理空間智能研究中心的團隊開發了多智能訂單匹配和車輛重新定位方案。這項創新技術專注於協調叫車服務的供求需要，將閒置車輛調度到需求潛在高的地區，及以高效方法將訂單分配給可用車輛，從而提升整體服務效率。

基於多智能體深度強化學習，這項創新技術能有效解決交通運輸涉及的複雜問題，並為長期時空規劃問題提供新視角。技術由中心研究員徐明月女士及團隊開發，研究題為「基於多智能體強化學習的網約車調度算法」，已發表在《國際地理資訊科學雜誌》上。

關於理大地理空間智能研究中心

理大的地理空間智能研究中心致力於開展城市建築和能源、城市生態安全與保障、局地氣候、環境監測與保護、城市復原力、以及公共衛生等研究範疇，符合聯合國可持續發展目標第11項，旨在建設共融、安全、能抵禦災害及可持續的城市和人類居所。研究中心網站： https://rcaig.com/

了解更多關於翁齊浩教授研究重點，可參考影片：https://polyu.me/3Vt7yih