1) 轨迹大数据分析与挖掘
轨迹大数据蕴含丰富的语义信息与行为知识。创新性研究了地理空间关联的轨迹数据分析理论与方法，系统性建立了面向低频轨迹的可导航路网识别技术体系，完成2项国家自然科学基金项目，在研2项国家自然科学基金项目，发表学术论文30余篇，出版一本轨迹建模分析专著。
2) 时空大数据计算与管理
时空大数据具有泛在异构、持续流入等复杂特征。通过与Oracle、华为等企业开展技术合作，结合物联网与大数据等领域涌现出的创新方法与技术，突破时空大数据计算与管理的瓶颈技术，研制的时空大数据引擎在百亿级时空点下范围与近邻查询的平均响应时间均优于1秒，达到了业界领先水平，先后荣获国家科技进步二等奖和测绘科技进步特等奖。
3) 数字孪生地球引擎
依托于物联网、互联网等通信网络基础设施，以及云存储与算力设施，动态汇聚与组织全球范围内的多源、异构、海量时空大数据，聚合地球时空分析领域的处理方法、分析算法、人工智能模型和时空知识图谱，形成标准化的数据就绪型和分析就绪型服务体系，研发全栈自主可控的数字孪生地球引擎，构建新型时空信息基础设施。目前正在龚健雅院士领导下，负责开放地球引擎(Open Globe Engine, OGE)的研制工作。