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  • 时空之尺:七年,一位中国科学家和全球首个GeoAI标准的背后

    发布:中国标准化
    发布时间:2026-07-16

    2025年5月的一个夜晚,武汉大学遥感信息工程学院。

    乐鹏教授房间的灯还亮着。屏幕上,ISO/TC 211的线上会议刚结束,20多个国家的专家头像依次暗下去。他摘下耳机,揉了揉眉心,窗外是沉沉夜色。

    这样的夜晚,他已经过了七年。

    “白天忙国内的事,晚上忙国外的事。”他对我们说,“国际标准要争取共识,你得配合别人的时间。我们团队基本上都是晚上加班讨论,一周两三次,有时频率更高。”

    七年前,当他决定从时空智能标准化这个“无人区”起步时,很少有人相信中国学者能在这个领域主导国际规则。

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    七年后,2025年5月,ISO 19178-1:2025《地理信息 人工智能训练数据标记语言 第1部分:概念模型》正式发布——这是国际标准化组织(ISO)首个时空智能国际标准,也是我国在ISO和OGC(国际开放地理信息协会)两大国际地理信息标准组织牵头制定的第一个地理人工智能标准。

    这把“时空之尺”,中国人造出来了。

    但故事远不止于一个标准的发布。它是一个关于“从0到1”的突破,关于一群人在无人区里的探索,关于一个学科、一个国家和一个时代对规则的共同渴望。

    困境——“我们的数据,各说各话”

    2019年前后,人工智能技术开始在地理信息领域迅速渗透。

    “当时出现了一个很尴尬的局面。”乐鹏回忆。不同卫星、不同机构、不同项目都在用自己的格式标注数据——A卫星的数据用A格式,B机构的样本用B规范,彼此无法共享、无法复用。

    这不是小问题。

    地理信息数据动辄以PB计,人工标注一张遥感影像的成本从几元到几十元不等。一个中等规模的遥感解译项目,标注成本往往占项目总投入的30%以上。而由于标准不统一,这些昂贵的数据大部分无法跨项目复用——相当于每建一座楼,都要重新烧砖。

    “我们意识到,如果不解决标准化问题,地理人工智能的发展将严重受阻。”乐鹏说。

    但问题是:国际上没有任何可以参考的先例。

    这个困境的本质是什么?

    如果我们把时空数据理解成人类对地球的“描述语言”,那么当时的情况就是:每个人都在用自己的方言说话,彼此听不懂。

    ——张三的卫星数据说“这块地是农田”,李四的无人机数据说“这块地是耕地”,王五的实地采样数据说“这块地是水浇地”。三个数据都对,但口径不一,机器无法理解它们描述的是同一件事。

    这就是时空智能领域的“巴别塔困境”。

    而要建造“时空通天塔”,首先需要一把统一的“尺子”——让所有数据用同一套“经纬刻度”说话。

    这正是乐鹏团队要解决的第一个问题。

    探索——“从学理到实践,一步都不能少”

    “标准不能凭空产生。”乐鹏说。

    面对无先例可循的局面,团队首先从基础研究入手。他们在领域顶级期刊IJGIS上发表了理论模型,提出了训练数据的概念模型和表达框架。

    这篇论文后来成为ISO 19178-1的核心理论基础。

    “你发了一篇文章,同行评审过了,人家一看就知道你是认真思考过的。”乐鹏说,“跟外国专家解释的时候,你说‘我发表过论文’,比你说‘我认为’要有说服力得多。”

    这是一个重要的方法论启示:在国际标准竞争中,学术话语权是规则制定权的“前置条件”。

    理论模型出来后,团队同步开展了大规模技术实践。

    他们构建了LuoJiaSET——全球最大的开源遥感智能解译样本库之一,涵盖多尺度、多任务的遥感影像样本,免费向全球开放。

    “做标准,人家问你的第一句话就是:‘最佳实践在哪里?’”乐鹏说。

    LuoJiaSET的回答是:已服务全球30余个国家和地区的4000多名用户,被国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)收录为开源数据库,并写入OGC创新成果报告。

    “我们调研了上百个有代表性的样本集,从案例出发,分析共性,提炼规律,再上升到理论。”乐鹏说,“从案例到理论再到标准,这条路走通了。”

    有了理论和实践基础,团队开始推动标准立项。

    他们选择的第一个战场不是ISO,而是OGC。

    OGC有500多家成员单位,包括NASA(美国航空航天局)、欧空局、微软、谷歌、苹果、亚马逊等国际巨头,是地理信息领域“事实上的工业标准组织”。

    “OGC以企业和技术专家为主,讨论更深入,对新生事物接受度更高。”乐鹏解释。

    2021年,团队提交了标准工作组提案。经过多轮讨论和修改,最终获批成立OGC首个地理人工智能标准工作组,乐鹏担任主席。

    2023年9月,OGC TrainingDML-AI Part 1正式发布——这是我国在OGC牵头制定的第一个国际标准。

    随后,团队启动了向ISO转化的程序。OGC与ISO有快速通道协议,OGC标准通过后,转ISO只需一年多。2025年5月,ISO 19178-1:2025正式发布。

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    这条“从OGC到ISO”的路径,是典型的“农村包围城市”策略——先在工业界标准组织中证明自己,再向政府间标准组织进军。

    破局——“标准不是写出来的,是磨出来的”

    做标准,技术是入场券。

    “有一次跟美国代表交流,对方说:‘你们的标准很先进,但需要更多证明。’”乐鹏回忆。

    这句话背后的潜台词是:光有文本不够,你得有工具、有数据、有案例,让人家“用得上”。

    于是团队研发了开源工具PyTDML,实现从“数据标注”到“模型训练”的全流程自动化,无缝兼容PyTorch、TensorFlow等主流AI框架。

    “企业开发者不需要去读几百页的标准文档,直接用工具就能完成全流程。”

    目前,中、英、法等多国企业已推出兼容该标准的产品。OGC官网也发布了该标准的测试套件。

    这套“标准+工具+数据”的打法,让标准从“墙上的文件”变成了“手里的工具”。

    2023年,数据标准做完了,团队紧接着提出要做模型标准。

    “我们想建立一个覆盖数据、模型、服务、质量的完整标准体系。”乐鹏说。

    但这一次,遇到了阻力。

    “他们说‘发展太快,要等一等’。”乐鹏回忆。美国、日本等国代表也提出了意见,认为应该先与人工智能等其他领域的标准进行协调。

    “我们等了将近两年。”乐鹏说。

    这期间,团队没有闲着。他们继续深化理论研究,完善实践案例,“练内功”。

    2025年,OGC主动发来邮件:“再提一下吧。”

    “有时候标准制定就像外交博弈。”乐鹏感叹,“你不仅要有技术,还要有耐心,还要懂得什么时候坚持、什么时候妥协。”

    这场“模型标准之争”揭示了一个深层规律:在国际标准竞争中,“快”不一定赢,“对”也不一定赢,“快且对且能让人接受”才能赢。

    团队——“我们的学生,白天忙国内,晚上忙国外”

    乐鹏多次提到他的学生。

    “我们的博士生现在能独立牵头国际标准了。”他说。

    目前,团队累计牵头9项ISO/OGC国际标准,4位在读博士研究生牵头成功立项ISO国际标准。

    但这背后是巨大的付出。

    “学生白天忙国内的科研任务,晚上参加国际标准会议。一周两三次,有时频率更高。”乐鹏说。

    “有的学生坚持不下来——晚上想出去玩一玩,或者觉得听英文讨论太难了。”

    这是标准化人才培养的真实困境:懂技术的不懂外语,懂外语的不懂技术,懂技术又懂外语的不一定有国际视野和外交耐心。

    乐鹏团队的解决之道是“学中做、做中学”——让学生直接参与国际标准研制,在实战中成长。

    “从‘老师带着干’到‘学生能独立干’,这个过程我们走了好几年。”

    另一个挑战是评价体系。

    “学生做标准,不像写学术论文那样有直接的‘回报’。”乐鹏说。

    在现行高校评价体系中,论文、项目、奖项是“硬通货”,而标准研制的贡献往往被低估。

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    “需要从制度层面提高标准在人才评价、职称晋升中的权重。”乐鹏建议。

    这是一个系统性挑战:假如标准化工作一旦被边缘化为“软成果”,谁来坐这条“冷板凳”?

    成效——“一把尺子,量出3.6亿”

    标准发布后,应用推广是关键。

    团队探索出了“标准引领—工具支撑—数据示范—产业应用”的四位一体模式。

    目前,标准成果已支撑自然资源部国土卫星遥感应用中心、广东国土资源测绘院、业内多家企业等单位建设超7000万张样本,服务于耕地变化监测、国土变更调查等领域,累计经济效益达3.6亿元。

    2025年4月,《时空智能数据标注标准化实践》入选国家数据局全国首批数据标注优秀案例——这是标准应用方向的唯一入选案例。

    “企业采纳标准的逻辑很简单:好用、省事、能赚钱。”乐鹏说,“我们提供工具和数据,降低他们的门槛。门槛低了,自然就用了。”

    在国际上,这套标准已被欧空局、NASA、英国气象局、加拿大自然资源部、澳大利亚地球科学局等全球权威机构认可。

    依托中欧科技合作“龙计划”项目,标准在伊拉克南部阿瓦尔湿地世界文化遗产地开展应用验证,在意大利台伯河流域开展河流变迁与文化遗产风险监测。

    团队还发起了开放时空智能社区(OGE Alliance),面向“一带一路”国家提供标准化培训和技术援助。

    这是从“标准输出”到“能力输出”的跃升。

    启示——“标准不是终点,是生态的起点”

    如果用一句话概括团队的标准化使命,该怎么讲?

    乐鹏想了想,说:“让时空智能标准成为全球新型时空信息基础设施服务的纽带。”

    这句话里有三层意思:

    第一,标准是“纽带”,不是“围墙”。它的价值在于连接,在于让不同来源的数据、不同厂商的设备、不同国家的系统能够对话。

    第二,标准要服务于“新型基础设施”。时空信息已成为与水、电、路、网同等重要的基础设施,标准是其“通行规则”。

    第三,标准要“全球”适用。这不是一国之尺,而是天下之尺。

    这是一位中国科学家眼中的“标准之道”。

    立足多年实践与全球共建经验,乐鹏也为标准化事业的长远发展,提炼出三点启示:

    一是人才培养要“跨界”。国际标准化需要懂技术、懂外语、懂规则、懂外交的复合型人才。建议将标准化纳入高校相关专业的核心课程,建立“学中做、做中学”的培养机制。

    二是激励机制要“破壁”。建议将国际标准制定纳入学科评估、人才评价的重要指标,让标准工作者有“获得感”。

    三是推广模式要“生态化”。标准不是写出来的,是用出来的。建议推广“标准+工具+数据+案例”的四位一体模式,让标准从“文件”变成“生产力”。

    2023年9月,乐鹏团队获得OGC社区影响力奖。颁奖词写道:

    “武汉大学和乐鹏教授在技术领导和国际共识建设方面的努力,充分体现了OGC的使命。他们最近在人工智能标准化方面的贡献……将对地理空间社区产生真正有益的影响。”

    从2019年到2025年,七年时间,一把“时空之尺”从无到有。

    这把尺子量出的,不只是经纬度、不只是遥感影像、不只是AI训练数据。

    它量出的,是一个领域从“跟随”到“领跑”的跃迁,是一群人在无人区里“匍匐前进”的韧劲,是一个国家对“规则制定权”的自觉担当。

    七年前,乐鹏说:“我们不知道能不能做成。”

    七年后,他说:“关键是‘提前布局’的前瞻性和‘坚持到底’的韧性。”

    窗外,夜色已深。武汉大学遥感信息工程学院的灯还亮着。

    下一场越洋会议,即将开始。

    ——详见《中国标准化》2026年7月上半月刊


    编辑:刘宪银 审核:张海明