中国科学院“地球大数据科学工程”A类战略性先导科技专项2019年度开放子课题择优支持指南

中国科学院“地球大数据科学工程”A类战略性先导科技专项（以下简称“地球大数据专项”）于2018年1月1日正式立项。地球大数据专项将突破一系列技术瓶颈，形成资源、环境、生物、生态等领域多学科融合、独具特色的地球大数据云服务平台，成为支撑国家宏观决策与重大科学发现的大数据重大科技基础设施；构建大数据驱动的、具有高度影响力的数字地球科学平台，全景展示和动态推演“一带一路”可持续发展过程与态势，实现对全景美丽中国可持续发展的精准评价与决策支持；探索形成大数据驱动、多学科融合的科学发现新范式，提升中国科学院乃至国家层面地球科学领域数据资源的集成共享与挖掘分析能力，在资源环境、海洋、三极、生物多样性及生态安全领域取得重大突破，推动地球大数据技术创新、重大科学发现和一站式全方位宏观决策支持，全面提升该领域在国家技术创新、科学发现、宏观决策和社会公众知识传播服务等方面的重大成果产出。

专项将以目标导向进行任务分解和项目设置。围绕专项目标，结合顶层设计，按照专项论证确定的总体实施方案框架，专项共设置九个项目，包括：CASEarth小卫星，大数据云服务平台，数字一带一路，全景美丽中国，生物多样性与生态安全，三维信息海洋，时空三极环境，数字地球科学平台，CASEarth科学工程总体。为支持国内外优秀人才开展地球大数据相关领域的前瞻性、创新性科技研究，科技前沿或交叉领域关键技术预先攻关，具有科学发现或决策支持的应用案例背景研究，促进地球大数据专项与国内外同行的合作与交流研究，培养有关领域的科研后备力量，特设立开放子课题，资助与研究指南方向相关的基础研究、应用基础研究和应用研究等。

此次拟对“地球大数据理论、方法与前沿技术”、“人工智能支持地球大数据研究”、“基于区块链技术的地球大数据管理构架”、“地球大数据支持联合国可持续发展目标实现”、“地球大数据系统中的移动终端和公众科学数据”、“地球大数据资源分类与多维标签管理体系”、“地球大数据资源建设”和“地球大数据行业及区域应用示范”等8个任务方向进行择优支持。

一、申报范围及研究内容

任务1：地球大数据理论、方法与前沿技术

研究目标：

追踪地球大数据相关国际科技前沿，探索与发展地球大数据前沿理论、研究方法和关键技术；研究多源空间对地观测大数据的智能处理、信息挖掘和知识发现方法。

研究内容：

（1）构建地球大数据科学理论方法体系

（2）发展地球大数据智能处理、信息挖掘和知识发现研究方法

（3）追踪地球大数据相关的世界科技前沿技术。

任务2：人工智能支持地球大数据研究

研究目标：

面向地球大数据驱动的科学发现及决策支持的需求，探索人工智能技术支持地球大数据应用的突破点与方法论，并结合专项目标进行示范。

研究内容：

（1）分析人工智能领域最新进展和趋势，结合专项的实际需求，构建人工智能技术应用于地球大数据的方法论和技术体系。

（2）分析现有深度学习网络框架对地学参量反演的适用性，研究地理相关性、空间异质性等规律的引入机制，探寻最优的网络结构、训练方式。

（3）面向地球大数据的特点，研究物理关系约束的机器学习方法，神经网络模型非线性映射方法，对抗生成神经网络方法等。

（4）面向可持续发展目标（SDG）及专项科学发现的具体目标，开展1-2项应用示范和技术验证。

考核指标：

提出遥感数据、地面监测数据、互联网数据等多种数据源融合，结合深度学习、小样本学习、压缩感知、贝叶斯估计等先进人工智能与信息理论，开展科学发现和决策支持的理论框架和指导方法，并通过实际的应用示范得到验证。

任务3：基于区块链技术的地球大数据管理构架

研究目标：

面向地球大数据管理和分析应用的实际场景，研究区块链技术融入地球大数据管理与应用中的关键问题和核心算法，构建原型系统，形成地球大数据共享与应用的新模式。

研究内容：

（1） 研究利用区块链技术实现面向多源异构地球大数据的分布式数据存储、质量控制、共享机制。

（2）研究利用区块链智能合约实现去中心化联合学习方法，用以支持在数据保护的前提下，实现对大尺度、多单位的协同数据分析和建模。

（3）研究新型的区块链数据结构（如DAG等）和共识算法（如PoS等）在地球大数据研究中的应用。

（4）研究支持上述内容的区块链安全算法、高效共识算法、高性能分布式计算引擎等基础算法并进行实现，形成原型系统。

考核指标：

构建区块链技术融入地球大数据管理与应用的基础理论和方法，研发原型系统，支持多个不同组织间的多源异构数据分布式存储、质量控制和流通；支持主流机器学习和统计分析算法的智能合约实现。

任务4：地球大数据支持联合国可持续发展目标实现

研究目标：

科技支撑联合国2030可持续发展目标(SDGs)、构建基于地球大数据指标的高效决策支持体系是CASEarth的宗旨之一。本任务旨在从专项整体的角度探索地球大数据支持SDGs决策的体系，从地球系统的角度研究各大SDG目标之间的关联和耦合，提出集成评估方案。

研究内容：

（1）地球大数据支持SDGs的指标构建和监测评估共性技术

（2）针对SDGs各个目标之间的关联耦合的综合指标体系

（3）地球大数据促进SDGs实现的案例

（4）CASEarth支持下的SDGs集成评估方案

任务5：地球大数据系统中的移动终端和公众科学数据

研究目标：

探索通过移动终端与公众科学获取和管理生物、生态、资源、环境等领域地球大数据的创新性技术，开展基于CASEarth中公众科学数据典型应用示范的研究，以及基础科学与公众科学互哺互促的可持续发展模式研究。

研究内容：

（1）基于公众科学的数据采集系统、数据管理系统和数据共享系统，管理规范和共享模式；

（2）科学家参与的公众互动平台，专家参与的公众科学数据审评与修订机制；

（3）公众科学数据的典型应用示范。

任务6：地球大数据资源分类与多维标签管理体系

研究目标：

有效的地球大数据分类体系与计算机可读的标签管理策略是解决其数据资源长期规划和管理的重要基础。子课题旨在构建地球大数据资源的分类体系，实现数据标签管理和交叉检索，支持地球大数据科学工程数据资源的持续集成发展。

研究内容：

（1）国际国内常用相关数据资源分类与多维标签管理体系和标签的综合分析借鉴

（2）构建地球大数据顶层数据规划与分类编码体系

（3）实现地球大数据多维分类语义标签管理

任务7：地球大数据资源建设

鼓励环境、资源、生物、生态及对地观测等地球大数据领域科研人员，将利用国家财政性资金支持、或其他渠道支持的科技活动形成的科学数据，按照地球大数据专项数据规范进行数据整理，在产权明晰的情况下，汇交至地球大数据共享服务平台并开展共享服务。

任务8：地球大数据行业及区域应用示范

结合地球大数据共享服务平台的相关数据资源，聚焦生物、生态、环境、资源领域和跨区域、跨行业地球大数据创新应用，重点在自然资源、环境保护、海洋、农业、智慧城镇等方向征集地球大数据应用示范子课题。

二、申报要求

1、开放子课题择优支持指南按照任务方向形式申报，可以申请任务方向内的全部研究内容或部分研究内容。

2、开放子课题申请及过程管理按照《中国科学院A类战略性先导科技专项地球大数据科学工程专项开放子课题管理办法（暂行）》（附件1）执行。原则上开放子课题仅设1名申请人；外籍及港澳台人员作为申请人，需与境内承研或参研地球大数据专项副高级以上科研人员1人联合申请，依托单位为境内联合申请人所在单位。

3、每位申请人限申报1项任务方向，申报内容符合本择优支持指南的研究内容、研究目标和考核指标；依托单位对申请书内容和申请人员资格需进行严格审核，每个申报单位在同一任务方向限申报1项。

4、申请人需签署承诺书，具体见附件2。

5、专项实施过程中产生的各类科技成果及所形成的知识产权，由专项依托单位中国科学院遥感与数字地球研究所与任务承担单位共有（具体共有方式、份额比例根据具体项目及双方贡献大小在相关合同中另行约定），并由中国科学院遥感与数字地球研究所统一管理。各类科技成果的发布、使用、转让等，应按照任务书及相关合同约定的知识产权归属及权益分配原则进行处理。

6、专项形成的研究成果在论文发表、专著出版、专利申请、奖励申请时，应标注“中国科学院战略性先导科技专项资助”及专项编号，代表性成果应标注在第一位。英文标注“Supported by the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences，Grant No. XDA19*”。

三、申报书撰写要求

1、按照附件3中的申请书格式撰写，要求文字精炼，数据真实、可靠。

2、申请材料使用A4纸、双面打印并左侧平装成册，同时附上电子版。

3、申请材料应有申请人和依托单位负责人签字并加盖公章。

四、申报受理与遴选

1、申请书由研究单位分类汇总、审核并加盖本单位公章后，一式2份，连同汇总的电子版文件（光盘或E-mail至联系人邮箱），请于2019年5月22日前送（寄）至邮寄地址，同时请提交申请汇总表（附件4）电子版和纸质版1份。逾期不予受理。

2、申请受理后将进行形式审查，如申请内容不符合专项研究目标和支持方向或有违反有关规定等情况的，不予受理。

3、通过形式审查的申请书将由专项组织专家进行书面评审，通过书面评审的候选项目进行现场答辩。答辩具体时间另行通知。

五、联系方式

1、邮寄地址：

北京市海淀区邓庄南路9号 中国科学院遥感与数字地球研究所

邮编：100094

2、联系人：王媛媛  010-82177689  wangyy@radi.ac.cn

附件1：专项开放子课题管理办法.pdf

附件2：开放子课题申请人承诺书.docx

附件3：开放子课题申报书模板.docx

附件4：单位汇总表.xlsx