Education 4.0 Teaching Geomatics in the AI Era

人工智能时代的地理资讯教学

人工智能正持断重塑全球专业领域，香港理工大学土地测量及地理资讯学系(LSGI)在系主任陈武教授的带领下，正以审慎及积极的态度将人工智能融入学系的教学与研究。LSGI学系聚焦各类型空间数据，涵盖实地测量、摄影测量、遥感测量、地理资讯系统等，并视人工智能为数据采集、分析与教学的自然演进。

LSGI学系采用人工智能的原因，并非单纯追求最新科技，而是意识到新一代地理资讯学专业人员，必须熟练地掌握人工智能，与使用实地测量仪器和空间分析技巧同样重要。

建立道德基础

早在课堂引入任何人工智能工具之前，LSGI学系已制订了一套使用人工智能的明确框架，基于空间数据存在敏感性，必须以符合道德和安全的方式处理，并完全遵守相关数据管理政策与法规。在学术诚信方面，该学系的立场同样鲜明。学生若于作业中使用了人工智能，必须清楚注明和标示。人工智能的定位仅为辅助工具，适用于协助初步构思，而非取代批判性思考和地理空间数据分析。

该学系最近对其33个学科进行的内部调查显示，当中18个学科已在不同程度上融入了人工智能工具，反映了该学系的课程对人工智能已有实质的投入与应用。

GeoDataGPT：开放香港的空间数据

该学系的重要人工智能计划之一，是协助香港应对发展智慧城市过程中所面对的挑战。政府于2022年12月推出的「空间数据共享平台」（Common Spatial Data Infrastructure，简称CSDI），目标是在一个平台上整合公营部门的空间数据，包括运输、土地使用、水务管理等范畴，以支持智能城市的规划与治理。

然而在实际运作中存在多种限制，以致平台的营运潜力未能完全展现。数据验证过程仍在进行，各部门之间各自使用不同的数据格式甚或纸本记录，令数据兼容性有限；加上非专业的公众用户在搜寻、下载和处理数据时或会面对挑战，因此，平台虽已建立，但数据可用程度仍有待改善。

对此，LSGI学系开发了「GeoDataGPT」系统，能将普通语言查询转换成可执行的地理空间工作流程。学生或研究人员无需拥有精密专业知识或编程技能，也不用耗时在复杂的数据中搜寻，只需要简单问：「香港18区的道路网络密度是多少？」即可获得清晰的文字报告及相关影像。无需下载或编码，亦无需技术培训。GeoDataGPT带来了真正的范式转移，使空间数据治理更普及、智能和实用。

SDS AI-Tutor：全天候地理资讯知识智能指导

在GeoDataGPT的基础上，LSGI学系与电子计算学系合作，携手开发了「空间数据科学人工智能导师」（Spatial Data Science AI-Tutor）。这个以大语言模型驱动的教育平台，将地理空间知识和GeoDataGPT与地理资讯学教育结合，使空间数据科学的教学更互动、准确可靠、个人化且更具成效。

平台的知识源自地理资讯学的教科书、学术刊物、考试卷及讲义，内容横跨全球卫星导航系统、遥感测量、地理资讯系统、雷射探测与测距等领域。平台采用「检索增强生成」框架，确保生成的响应均以经过验证的信息为依据，同时无缝融入地理资讯学的算法和模型，让师生能运用CSDI数据进行模型开发、模拟与比较，而现有的多数大语言模型均不设这些功能。由于具备独特优势，这名虚拟导师能实时为学生提供准确的地理资讯学知识与空间分析支持。

IntelliPBL：为管理小组项目设立新框架

长久以来，小组项目都是学与教中最具挑战的范畴之一，虽然专题形式的学习十分重要，但常伴随多种问题，例如组内协作不均、拖延、回馈有限，还会加重导师工作负担。有见及此，LSGI学系推出了「IntelliPBL」以解决这些问题。其「人工智能小组分配引擎」可按学生的性格和能力数据均衡分组；「进度追踪与预警系统」监测小组的进度、预测风险，并适时发出提醒；至于「自然语言处理反馈引擎」可自动生成回馈并辅助评分，减轻导师的压力，同时提升学生回馈的质量及保持一致。

培育未来地理资讯学专才

凡此种种，可见LSGI学系并非被动地回应人工智能的兴起，而是积极地在地理资讯学的教育和研究中，建立负责任和有意义地运用人工智能的方式。他们将创新结合道德、接触面和教育目的，不仅装备学生掌握当下科技，更培育他们引领未来的空间数据领域发展。

本文为理大「教育4.0」倡议系列之一，阐述理大如何回应人工智能的高速发展，以及日新月异的教育环境。理大透过「教育4.0」为学与教带来革新，旨在将人工智能和智慧科技，与以学生为本的教学模式结合，以促进创新、推动教育科技在学与教中的广泛应用，装备学生迎接未来。