信息获取科学的若干问题研究.pdf

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1、摘要信息链由信息获取、处理和传输三个环节组成，它们构成了信息科学的三大学科支柱，即信息获取、计算机与自动化、通讯与网络。目前，信息处理和信息传输方面的学科建设已日趋成熟和完善。而信息链的源头一信息获取仍停留在传统的传感技术和检测技术等较低的层次，正在成为21世纪信息科学与技术发展的瓶颈。刨建“信息获取科学与技术学科”，是在信息化时代传统的传感技术和检测技术的学科升华，它在科学的深度和技术的广度上突破了原来的界限，是一个具有基础性、前瞻性、战略性的创新研究方向，有特别重要的意义。本文力图沿着这个创新方向，研究信息获取科学的若干基本问题，希望能够为信息获取的学科升华起到抛砖引玉的

2、作用。本文主要做了以下几个方面的工作：一、首次从信息获取科学的角度，对信息获取的概念进行了界定。指出深入理解信息获取概念必须掌握的三个关键点。即什么是信息、外部信息和内部信息的区别、目标信息和背景信息的区别；从热力学第二定律与生命体中关于“有序、无序”的悖论出发．回答了信息获取科学问题中两个最基本的科学问题，即“谁需要获取信息”和“为什么耍进行信息获取”，为信息获取科学的研究和建立提供了最原始的科学根据。二、在吸收仙农、维纳等信息科学创始人相关理论思想的基础上，将信息界定为物质的“差异性”的存在方式；以差异性的一种作为信息的一维，提出“维”的概念；研究了信息的数学描述方法：构

3、造了～个完备的信息空间公理系统，对提出的性质、定理都给出了严格的数学证明和相应的实例，希望该公理系统能够成为所有信息获取相关操作的理论基础；研究了信息获取的数学描述和信息获取能力的评估方法，讨论了主体分辨率和新信息获取手段对信息获取能力的影响，三、指出信息获取科学的诞生是时代发展的必然趋势；以最有影响的三种信息定义为代表．分析了历史上其他信息定义与本文信息定义的关系。分析了信息获取的重要意义，指出信息获取是“生命存在的动力和手段”、“生物进化的源动力”、“人类生存的基本条件”和“从物质到意识的桥梁”。认为信息获取是-1"3处于形成期的应用科学，在科学体系中的位置还没有得到及时

4、体现：分析了信息获取科学与相关领域之间的关系：通过技术、科学、社会和经济层面分析，指出信息获取是信息科学中最有发展前景的分支。四、分析了信息获取科学的主要研究内容和现有信息获取技术的瓶颈，给出一个信息获取系统的基本功能框架和解决该瓶颈的盲源分离方案。在国家自然基金项目(No60175027)和863项目(No．2001AA423300)支持下，构筑了一种水下机器人智能感知系统基本框架，研究了水下机器人发展面l临的关键问题。在中科院知识创新试点工程智能所领域前沿项目“信息获取科学与技术的基本科学问题和关键技术研究”框架下。进行了信息获取科学中信号处理的方法研究。关键词：信息获取

5、，差异性，信息空闻，信息获取能力，智能感知系统ABSTRACTIITheinformation—chainismadeupofinformationacquisition，processingandtransportation，whichformthreemainstaysofInformationScience，namely,Information—acquisition，Computer＆Automation，andCommunication&Network．Atthepresenttime，disciplinesystemofinformationprocessinga

6、ndinformationtransportationhasalreadybeenconstructed．However,thesourceofinformation-chain，informationacquisitionstillrestsontheIOWlovelofsensortechnique．whichiSbecomingtheboaleneckofInformationScienceinthe215‘Century．Toconstructthedisciplinesystemofinformationacquisition，istoupgradethetradi

7、tionalsensortechniquetothelevelofscience．andiStobreakthroughthetraditionalIimitationinscientificdepthandtechnicalscope．ThisiSanewscientificresearchdomainofleadingimportance．ThisthesistriestoresearchonsomequestionsinInformation—AcquisitionScienceinthisnew