一、中心简介

地理数据与应用分析中心（以下简称“中心”）成立于2016年11月，是北京师范大学地理科学学部二级机构之一，是学部内集软硬件环境一体的研究机构，也是地表过程与资源生态国家重点实验室的重要组成部分。中心下设2个实验室：“地学高性能计算实验室”与“涉密地理数据管理与分析实验室”，旨在为学部成员提供具有北师大地理特色的高性能计算服务与多源时空数据服务；1个研究所：“地理大数据与复杂性科学研究所”，旨在基于全球地理大数据平台，运用空间统计分析与建模方法、复杂性与系统科学等方法，开展自然灾害评价与风险、地缘关系分析、土地资源健康安全认知与管控等研究工作。此外，中心还构建了“经纬论坛”与“经纬育才”两个学术交流平台。

经过5年发展，中心逐步形成一支教学科研与工程实验协同合作的科研队伍，包含来自人文地理、地理信息系统学科的3位专职教授，4位客座教授，1位副教授，4位讲师，4位工程师，3位博士后及30余位硕/博士研究生。

 

二、五年来的主要工作

1. 面向中国高质量发展、自然灾害、地缘关系、土地资源与环境等领域，研发时空大数据分析与挖掘技术，围绕自然资源保护与合理利用问题，开展理论与方法研究，发表论文122篇，出版专著5本，获取发明专利5份、软件著作权26份，取得鉴定成果1项、咨询报告2项、科技奖励5项、教学奖励6项、国家标准4项。

2. 完成地学高性能计算平台的规划建设并开展长期稳定、安全高效的计算资源共享服务。地学高性能计算平台以地理学区域性、综合性、复杂性研究需求为导向，以支撑高效、多元地理计算为目标，在梳理国内外典型海量时空数据应用场景与框架结构基础上，逐步整合并行计算（包括MPI、Map/Reduce、GPU）、内存计算（SPARK）、云计算（VMware）、分布式存储（HDFS）等计算模式，形成形式多样、安全高效的地理数据“清洗-加载-管理-分析-表达”一体化计算环境。

3. 严格按照管理制度承担涉密地理数据管理与分析实验室运维工作。实验室作为教育部部属高校中首个具备国家保密局颁发涉密许可资质的实验平台，为学部多个科研项目提供涉密资质投标服务和涉密数据分析计算支持服务，充分发挥了公共服务平台的重要作用。

 

三、主要建设成果

1.突破空间大数据高性能、高安全管理技术

中心团队面向时空数据爆炸性增长对查询管理与计算分析的挑战，系统地研究了多源空间数据高性能处理-加载-检索，突破空间大数据高性能、高安全管理技术。该项技术被中国测绘学会组织专家鉴定为国际领先水平，并荣获2017年茅以升北京青年科技奖，2021年测绘科学技术奖一等奖等奖项。

2.建成地学高性能计算平台体系

高性能计算平台自2018年9月投入运行以来，以助力地理数据科学分析方法体系研究，推动地理学第四范式发展为目标，主机资源得到充分有效地利用，支持地理科学学部近50%科研人员的研究，并为土壤-水文过程模拟、全球温度变化、地缘关系分析、生态系统服务评价与权衡、人地系统耦合等领域50多项国家级科研项目提供计算服务支持，累计科研经费1.3亿元。

此外，中心团队依托地学高性能计算平台，研发实现了国际贸易、国际政治事件、水土流失、城市交通等多个数据集组织管理与共享，总数据记录数过百亿。

图 | 地学高性能计算平台体系视图

四、未来展望

中心未来工作拟深化时空数据应用分析研究，推广计算与数据资源共享平台建设。在时空数据应用分析研究方面，拓展地理数据科学分析方法体系，助力数据密集型研究范式与地理科学研究的发展。同时，结合“一带一路”倡议、生态文明建设等国家需求，开展区域可持续发展的相关应用研究。在计算与数据资源共享平台建设方面，丰富科学数据内容，建立多源数据仓库；优化平台分析模型库服务，研究多模型汇总集成方法；扩展计算资源，提升计算服务质量。