堅(jiān)守地理之本 沖破模型圍墻

肖貞林

人類，作為地球的主人公，自從誕生那天起，就與周圍地理環(huán)境發(fā)生著密切聯(lián)系。人地關(guān)系，不僅是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展必須直面和探討的問(wèn)題，還是人類認(rèn)識(shí)世界的永恒命題。在南京師范大學(xué)虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任陳旻教授看來(lái)，我們生活的世界，是一個(gè)人類活動(dòng)和自然環(huán)境相互作用的世界，因此科學(xué)家對(duì)于自然環(huán)境的探討，永遠(yuǎn)無(wú)法與人類活動(dòng)割裂。

現(xiàn)實(shí)世界到底發(fā)生了什么？人類如何對(duì)其發(fā)生的事情進(jìn)行預(yù)估和評(píng)估？為了能夠借助虛擬世界（信息世界），增強(qiáng)對(duì)真實(shí)世界（物理世界、人文世界）的感知、理解與研究，從而幫助推動(dòng)真實(shí)世界的改造與發(fā)展，陳旻毅然決然投身到開(kāi)放式地理建模與模擬、虛擬地理環(huán)境研究中，至今已十幾載。在此過(guò)程中，他和研究團(tuán)隊(duì)致力于打破研究壁壘，讓廣泛的模型開(kāi)發(fā)者和科研應(yīng)用者走出模型孤島，形成網(wǎng)絡(luò)空間開(kāi)放、合作、共贏的地理模擬資源整合與復(fù)用社區(qū)。在團(tuán)隊(duì)的共同攻關(guān)下，他們成功打造了OpenGMS平臺(tái)。這一平臺(tái)的建立，打破了我國(guó)科學(xué)研究的模型圍墻，得到了國(guó)際社會(huì)廣泛認(rèn)可，極大地提升了中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，為我國(guó)地理信息科研應(yīng)用共享翻開(kāi)了標(biāo)志性的一頁(yè)。

學(xué)以致用：

從數(shù)學(xué)到地理的跨越

數(shù)學(xué)是無(wú)窮的科學(xué)，也是陳旻敲開(kāi)科學(xué)大門的鑰匙。從小對(duì)數(shù)學(xué)的興趣和對(duì)做學(xué)問(wèn)的執(zhí)著，讓他毫不猶豫地選擇了進(jìn)入數(shù)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行深耕。在南京師范大學(xué)本科4年的學(xué)習(xí)，陳旻在數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)理念的影響下，也潛移默化地形成了嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的治學(xué)精神。

時(shí)光追溯到2004年，彼時(shí)臨近大學(xué)畢業(yè)的陳旻雖依然熱衷數(shù)學(xué)，但還是毅然決然地選擇了和大多數(shù)同學(xué)完全不同的人生路徑——轉(zhuǎn)換跑道，投入能夠?qū)⒒A(chǔ)學(xué)科和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合到一起的研究方向，開(kāi)展全新的研究試煉。“數(shù)學(xué)是一門很基礎(chǔ)的學(xué)科，考研時(shí)，我一直想找到一個(gè)領(lǐng)域能夠?qū)⑦@些理論學(xué)以致用，應(yīng)用到我們的生活中?！彼f(shuō)。在這一理想的驅(qū)使下，陳旻選擇走進(jìn)地理信息科學(xué)領(lǐng)域，自此開(kāi)啟了自己全新的科研之旅。

2001年，我國(guó)學(xué)者提出通過(guò)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)地理學(xué)與虛擬地理環(huán)境，建立虛擬地理實(shí)驗(yàn)室及開(kāi)展虛擬遙感地理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)命題。陳旻攻讀碩士期間，正是這一領(lǐng)域研究的啟蒙發(fā)展時(shí)期。2008年虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托于南京師范大學(xué)建設(shè)并正式開(kāi)放運(yùn)行，在這一平臺(tái)的支撐下，陳旻及其所在團(tuán)隊(duì)的科研平臺(tái)設(shè)備和科研管理體系也愈加完善起來(lái)。隨著對(duì)研究領(lǐng)域的積累與實(shí)踐，陳旻對(duì)虛擬地理環(huán)境領(lǐng)域也有了更深層次的思考。“最初我們主要對(duì)虛擬可視化開(kāi)展研究，但這一方向研究所展示的環(huán)境始終是靜態(tài)的，無(wú)法對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的動(dòng)態(tài)發(fā)展提供指導(dǎo)?！标悤F說(shuō)。隨著在研究領(lǐng)域的不斷積淀，陳旻及其所在團(tuán)隊(duì)逐漸認(rèn)識(shí)到虛擬地理環(huán)境不僅要注重虛擬，更要強(qiáng)調(diào)對(duì)地理環(huán)境的認(rèn)知及發(fā)展變化的理解。而地理分析模型便是對(duì)世界發(fā)展規(guī)律的抽象表達(dá)，能夠輔助科學(xué)家對(duì)于未來(lái)地理及環(huán)境現(xiàn)象的模擬與預(yù)測(cè)。在這一背景下，陳旻將研究方向轉(zhuǎn)向了對(duì)地理分析模型的開(kāi)發(fā)與利用。

科研路上，陳旻始終步履不停。為了開(kāi)闊自己的研究視野、接觸到更多領(lǐng)域內(nèi)的前沿科研技術(shù)，在南京師范大學(xué)博士畢業(yè)后，陳旻決心前往香港中文大學(xué)從事博士后研究。中國(guó)香港作為國(guó)際大都市，是國(guó)內(nèi)與國(guó)外科研交流的橋梁。在這里，陳旻在與世界各地科研學(xué)者交流合作的過(guò)程中，在虛擬地理環(huán)境的理念架構(gòu)及人地關(guān)系的耦合建模中取得了一系列理論成果，相關(guān)成果成功發(fā)表在《地球科學(xué)綜述》（地球科學(xué)排名前三的刊物）、《美國(guó)地理學(xué)會(huì)會(huì)刊》等刊物上。值得一提的是，他們所發(fā)表的文章是地球科學(xué)綜述收錄的第一篇地理信息科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)文章，不僅開(kāi)辟了相關(guān)刊物對(duì)這一學(xué)科文章收錄的先河，還推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域?qū)⑻摂M地理環(huán)境歸納到“大地學(xué)”學(xué)科的進(jìn)程。這一切寶貴的科研經(jīng)歷都為他今后科研工作的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

模型共享：

開(kāi)創(chuàng)開(kāi)放式地理建模系統(tǒng)

不負(fù)韶華，只爭(zhēng)朝夕。從事科研工作需要滿腔的熱血，更需要耐得住性子，腳踏實(shí)地堅(jiān)守在自己的科研崗位中。放眼整個(gè)地理學(xué)領(lǐng)域，虛擬地理環(huán)境等理論及系統(tǒng)的研究相較于其他學(xué)科主題而言需要更長(zhǎng)時(shí)間的打磨與開(kāi)拓，在這一過(guò)程中，科學(xué)家需要承受長(zhǎng)時(shí)間不出科研理論成果的心理煎熬。但即使如此，陳旻也從未追求過(guò)“短平快”的產(chǎn)出，而是始終堅(jiān)守著自己在虛擬地理環(huán)境領(lǐng)域的研究理想。2015年6月，陳旻以江蘇省特聘教授的身份回到了母校，在虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支撐下，他開(kāi)始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建屬于中國(guó)自己的開(kāi)放式地理建模與模擬系統(tǒng)。

事實(shí)上，陳旻這一科研目標(biāo)的樹(shù)立由來(lái)已久。長(zhǎng)期以來(lái)，陳旻開(kāi)展虛擬地理環(huán)境研究的初衷就是通過(guò)相關(guān)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的發(fā)展進(jìn)行預(yù)估與評(píng)估。但是通過(guò)多年來(lái)對(duì)地理信息科學(xué)科研圈動(dòng)態(tài)的關(guān)注，他敏銳地發(fā)現(xiàn)：各個(gè)領(lǐng)域的研究者在自己的學(xué)科方向建立了大量的地理模型，但因?yàn)槿鄙倏蒲蓄I(lǐng)域溝通平臺(tái)，因此跨領(lǐng)域建模協(xié)調(diào)分析能力極度缺乏，研究者們難以構(gòu)建統(tǒng)一的模擬環(huán)境。從地理分析模型的建立到各類模型的共享及耦合集成，陳旻始終希望我們所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是開(kāi)放的。在這個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)社區(qū)可以不斷有新的資源加入其中，每個(gè)人都可以基于已有的資源開(kāi)展研究工作。而能夠打造這樣一個(gè)能夠快速迭代，并且有生命力的科研平臺(tái)便是他始終如一的科研理想?！拔覀兊默F(xiàn)實(shí)世界是相互關(guān)聯(lián)和影響的，很多時(shí)候我們所面對(duì)的問(wèn)題，要涉及多種模型的應(yīng)用。而在開(kāi)放式地理建模與模擬平臺(tái)的支撐下，可以讓大家面對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)的復(fù)雜問(wèn)題與復(fù)雜場(chǎng)景，將各領(lǐng)域資源進(jìn)行模擬整合，更好地開(kāi)展耦合性的研究?！标悤F說(shuō)。

在這一背景下，陳旻團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了大量時(shí)間與心血在各個(gè)部門領(lǐng)域展開(kāi)調(diào)研、探索。功夫不負(fù)有心人，他們最終于2017年成功開(kāi)發(fā)了OpenGMS這一集地理模擬資源共享和耦合于一體的開(kāi)放式地理建模與模擬平臺(tái)。OpenGMS能夠?qū)⑸⒙涞馁Y源整合起來(lái)，為廣大科研人員提供一個(gè)開(kāi)放式服務(wù)型生態(tài)社區(qū)。在這個(gè)平臺(tái)上，用戶可以無(wú)壁壘交流，大量資源無(wú)浪費(fèi)復(fù)用，分散在世界各地的地理建模研究者能夠無(wú)障礙協(xié)作，構(gòu)建的應(yīng)用可以無(wú)差異整合。

作為中國(guó)首個(gè)開(kāi)放式地理建模與模擬平臺(tái)，OpenGMS受到了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。平臺(tái)極大地推動(dòng)了地理信息科學(xué)模式創(chuàng)新，并成為全球三大地理信息模型平臺(tái)之一，被國(guó)際著名社會(huì)與生態(tài)科學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)CoMSES?Net列入十大可信任資源庫(kù)之一（中國(guó)唯一入選）。迄今為止，已有來(lái)自牛津大學(xué)、麻省理工學(xué)院、澳洲國(guó)立大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、清華大學(xué)、武漢大學(xué)等國(guó)內(nèi)外著名高校及科研院所的相關(guān)領(lǐng)域研究者將自己的模型資源放到了OpenGMS平臺(tái)上。截至2021年11月7日，OpenGMS平臺(tái)模型條目總數(shù)達(dá)4700余條，近3年的點(diǎn)擊量達(dá)到10萬(wàn)，訪問(wèn)者來(lái)自世界上160多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，涵蓋大氣、交通、水文、林業(yè)等多個(gè)學(xué)科、行業(yè)及社會(huì)部門。

通過(guò)模型進(jìn)行模擬分析，科學(xué)家可以在地質(zhì)地理、大氣環(huán)流、水文水利、森林草地等方面的研究中反演過(guò)去、預(yù)測(cè)未來(lái)、模擬過(guò)程、揭示規(guī)律。OpenGMS平臺(tái)的建立，不僅推動(dòng)了國(guó)家級(jí)模擬分析生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，還為我國(guó)智慧城市建設(shè)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和“一帶一路”倡議等提供方法與技術(shù)支撐。在堅(jiān)實(shí)的科研成果支撐下，一系列榮譽(yù)紛至沓來(lái)。2021年，陳旻及其團(tuán)隊(duì)搭建的OpenGMS平臺(tái)獲得中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)地理信息科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)；“國(guó)產(chǎn)地理建模與模擬軟件平臺(tái)”獲得了2021年度“中國(guó)地理科學(xué)十大研究進(jìn)展”。

開(kāi)放交流：

促進(jìn)地理分析模型國(guó)產(chǎn)化

只有全領(lǐng)域共同行動(dòng)起來(lái)，才能推動(dòng)我國(guó)地理建模與模擬領(lǐng)域的整體發(fā)展。作為一名科研工作者，身上的責(zé)任感一直在驅(qū)使著陳旻為我國(guó)地理分析模型的國(guó)產(chǎn)化做出更多實(shí)質(zhì)性探索?？v觀國(guó)內(nèi)外科研領(lǐng)域的大環(huán)境，陳旻發(fā)現(xiàn)：目前我國(guó)從事自主創(chuàng)新建模與研發(fā)的團(tuán)隊(duì)屈指可數(shù)，研發(fā)成果難以得到實(shí)質(zhì)性推廣，這不僅阻礙了我國(guó)在國(guó)際建模領(lǐng)域話語(yǔ)權(quán)的提升，更影響了國(guó)產(chǎn)地理分析模型的創(chuàng)新與發(fā)展。在這一背景下，陳旻從2021年開(kāi)始，就花費(fèi)極大心血構(gòu)建我國(guó)自主模型系統(tǒng)生態(tài)圈。

2021年1月，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)諸多知名學(xué)者和科研組織，發(fā)出了“發(fā)展國(guó)產(chǎn)化模型、構(gòu)建自主模型生態(tài)圈”的倡議；同年8月9—16日，由南京師范大學(xué)聯(lián)合中國(guó)地理學(xué)會(huì)、中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)、中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、國(guó)際數(shù)字地球?qū)W會(huì)中國(guó)國(guó)家委員會(huì)共同發(fā)起并主辦的首屆國(guó)產(chǎn)地理分析模型培訓(xùn)班在線舉辦。這次培訓(xùn)班共收到了1500余份報(bào)名表，涉及十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的384所高校、研究院所、企業(yè)等單位，其中包括美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)、加拿大滑鐵盧大學(xué)、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)等國(guó)際知名高校和研究機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)審核，培訓(xùn)班共錄取了1280名學(xué)員。

2022年8月，陳旻和研究團(tuán)隊(duì)成功舉辦了第二屆國(guó)產(chǎn)地理分析模型培訓(xùn)班，此次培訓(xùn)班以“時(shí)空統(tǒng)計(jì)”為專題，邀請(qǐng)4位導(dǎo)師講述中國(guó)人如何使用自己開(kāi)發(fā)的時(shí)空統(tǒng)計(jì)模型，以及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。此次培訓(xùn)班相較于首屆國(guó)產(chǎn)地理分析模型培訓(xùn)班招生規(guī)模有了進(jìn)一步擴(kuò)大，共有2600余位學(xué)員報(bào)名，最終2044名學(xué)員得以錄取。兩年多來(lái)，國(guó)產(chǎn)地理分析模型培訓(xùn)班的順利舉辦，不僅推動(dòng)了國(guó)家級(jí)模型服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，為構(gòu)建知識(shí)共享、成果互惠、服務(wù)社會(huì)的具備開(kāi)放性與持久活力的自主模型系統(tǒng)生態(tài)圈作出了貢獻(xiàn)，還大大提升了地理模型的社會(huì)服務(wù)價(jià)值，促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)地理分析模型的健康蓬勃發(fā)展。“在與國(guó)內(nèi)外科研學(xué)者的反復(fù)合作過(guò)程中，大家從對(duì)我們的模型持有懷疑態(tài)度，到愿意主動(dòng)加入我們建立的科研平臺(tái)，共同參與到國(guó)產(chǎn)地理分析模型的推廣工作中來(lái)，這便是我們所做科研工作的最大意義?！标悤F說(shuō)。

精誠(chéng)合作：

打造獨(dú)有的團(tuán)隊(duì)特色

敢蹚別人沒(méi)走過(guò)的路，才能收獲別樣風(fēng)景。南京師范大學(xué)的地理信息科學(xué)能夠在國(guó)內(nèi)眾多高校學(xué)科中脫穎而出，離不開(kāi)像陳旻一樣的一代代學(xué)者在這一領(lǐng)域的多年堅(jiān)守?！霸诖酥?，一些科研院所都是從遙感或測(cè)繪的角度探索地理信息科學(xué)，而南京師范大學(xué)堅(jiān)守本心，從地理學(xué)本征發(fā)展這一學(xué)科?！标悤F說(shuō)。事實(shí)上，南京師范大學(xué)早在地理科學(xué)學(xué)院布局之初，就召集了一批專門從事水文、大氣、土壤生物等領(lǐng)域模型開(kāi)發(fā)的科研學(xué)者，并號(hào)召各領(lǐng)域?qū)W者共同打破學(xué)科間的研究壁壘，齊心打造開(kāi)放式地理建模與模擬平臺(tái)，而“和諧共贏”的路徑也讓陳旻及其科研團(tuán)隊(duì)做到了“獨(dú)一無(wú)二”。

如今，回首一路走來(lái)的科研旅程，陳旻由衷地感謝始終和自己并肩作戰(zhàn)的研究團(tuán)隊(duì)成員。對(duì)所從事研究工作的科研認(rèn)同感，讓他們始終堅(jiān)守著對(duì)研究領(lǐng)域的專注與熱情?？蒲兄?，生生不息?，F(xiàn)如今面對(duì)初入團(tuán)隊(duì)的研究生，陳旻也希望他們能夠在科研中磨礪出吃苦的精神與品質(zhì)，為他們未來(lái)參與到各種大型科研項(xiàng)目中打好基礎(chǔ)。而他也希望自己的團(tuán)隊(duì)成員不要拘于一隅，要勇于走出去和國(guó)外的專家學(xué)者一起交流，逐漸建立起屬于自己的知識(shí)體系及知識(shí)架構(gòu)，為團(tuán)隊(duì)及領(lǐng)域內(nèi)培養(yǎng)更多復(fù)合型人才，使中國(guó)的地理建模與模擬領(lǐng)域研究后繼有人。

科學(xué)研究就是永無(wú)休止地攀登一個(gè)又一個(gè)的科研高峰。在陳旻看來(lái)，現(xiàn)在遠(yuǎn)不是可以停下來(lái)的時(shí)候?！敖窈?，我希望能夠?qū)⑽覀兯⒌拈_(kāi)放式地理建模與模擬平臺(tái)變得更加靈活，吸引國(guó)內(nèi)更多的科研人員使用，將國(guó)產(chǎn)化科研平臺(tái)推廣應(yīng)用的這條路走得更加扎實(shí)?！睂?duì)于未來(lái)的規(guī)劃，陳旻始終有著清晰的目標(biāo)。以理想為馬，他還將引領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一往無(wú)前！

（責(zé)編：張聞）