“十三五”期间，通过支持我国优势学科和交叉学科的重要前沿方向，以及从国家重大需求中凝练可望取得重大原始创新的研究方向，进一步提升我国主要学科的国际地位，提高科学技术满足国家重大需求的能力。
各科学部遴选优先发展领域及其主要研究方向的原则是：
（1）在重大前沿领域突出学科交叉，注重多学科协同攻关，促进主要学科在重要方向取得突破性成果，带动整个学科或多个分支学科迅速发展；（2）鼓励探索和综合运用新概念、新理论、新技术、新方法，为解决制约我国经济社会发展的关键科学问题做贡献；（3）充分利用我国科研优势与资源特色，进一步提升学科的国际影响力。各科学部优先发展领域将成为未来五年重点项目和重点项目群立项的主要来源。
为您遴选信息科学部及跨学科部(部分)的优先发展领域：
一、信息科学部
（1）海洋目标信息获取、融合与应用主要研究方向：海上目标探测、识别理论及方法；水下目标探测机理和识别方法；水下通信与海空一体信息传输；海洋目标环境观测与信息重构；异质异构海量数据处理与信息融合理论与关键技术。（2）高性能探测成像与识别主要研究方向：多维多尺度探测成像机理；微弱信号检测与认知探测成像；探测成像信号处理与目标智能识别；多模态成像理论与信息重建；计算成像理论与方法。（3）异构融合无线网络理论与技术主要研究方向：新型超高速无线传输理论与方法；星座宽带通信网络基础理论；移动互联网络理论与技术；空地协同网络体系架构及组织机理；高动态异构无线资源高效利用与优化方法；基于计算通信融合的无缝信息服务。（4）新型高性能计算系统理论与技术主要研究方向：高能效的新型微处理器体系结构；可扩展高性能计算机系统结构及大规模并行编程模型；基于新型存储介质的存储结构与技术；大规模并行应用算法、软件与协同优化；基于新材料和新结构的量子器件；新型量子计算模型和量子计算机体系结构。（5）面向真实世界的智能感知与交互计算主要研究方向：真实物理世界的多通道高效表征、建模、感知与认知；人机物融合环境的情境理解与自然交互；网络环境下的虚实融合与互操作；多媒体深度挖掘与学习、复杂高维信息的合成与可视分析。（6）网络空间安全的基础理论与关键技术主要研究方向：网络环境下系统安全性评估理论与方法；移动与无线网络安全接入模型、协议与系统架构；云计算环境下的虚拟化安全分析和访问控制模型；基于设备指纹、信道特征的硬件身份认证与安全通信；面向网络应用的新密码体制基础理论与数据安全机制。（7）面向重大装备的智能化控制系统理论与技术主要研究方向：多层次、高维度、强非线性、强耦合的复杂工业过程的智能建模、控制与优化的新理论与新方法；系统报警与运行故障智能诊断与自愈控制；自适应、自学习、安全可靠运行的智能化控制系统实现技术；重大工业装备智能化控制系统的验证平台与应用验证研究。（8）复杂环境下运动体的导航制导一体化控制技术主要研究方向：面向未来智能车的行驶优化与安全控制；极地导航的新机理、新方法；深空探测器高性能导航与制导一体化控制；在轨操作与服务的航天器自主导航与制导一体化控制；深海探测器高精度高可靠感知、导航与控制一体化。（9）流程工业知识自动化系统理论与技术主要研究方向：工业大数据驱动的流程工业的领域知识挖掘、推理与优化重组；知识工作者自动化+COCC（控制与优化、计算机技术、通讯技术）与流程工业实体相结合的智能优化技术系统理论与方法；基于工业云和工业物联网的工业认知网络系统基础；性能指标决策、优化运行与控制一体化软件平台系统基础；流程工业知识自动化系统实验平台与验证。（10）微纳集成电路和新型混合集成技术主要研究方向：新型低功耗器件及电路理论；纳米单片集成电路技术；微纳传感器及异质集成融合技术。（11）光电子器件与集成技术主要研究方向：光通信及信息处理功能集成芯片；超高分辨成像及显示芯片技术；宽禁带半导体光电子器件及集成技术。（12）高效信号辐射源和探测器件主要研究方向：太赫兹/长波红外器件设计、仿真与测试技术；太赫兹/长波红外材料生长和器件研制；毫米波射频器件；真空电子器件、超导电子器件；人工电磁材料和器件。（13）超高分辨、高灵敏光学检测方法与技术主要研究方向：突破衍射极限的光学远场成像方法与技术；多参数光学表征和跨层次信息整合以及单分子成像与动态检测；亚纳米级精度光学表面检测，包括三维空间信息精确获取与精密检测、高灵敏度精细光谱实时检测技术。（14）大数据的获取、计算理论与高效算法主要研究方向：大数据的复杂性与可计算性理论及简约计算理论；大数据内容共享、安全保障与隐私保护；低能耗、高效大数据获取机制与器件技术；异质跨媒体大数据编码压缩方法；大数据环境下的高效存储访问方法；大数据的关联分析与价值挖掘算法；面向大数据的深度学习理论与方法；大数据的模型表征与可视化技术；大数据分析理解的算法工具与开放软件平台（文本从“口袋科研”Copy而来）；存储与计算一体化的新型系统体系结构与技术；面向大数据的未来计算机系统架构与模型。（15）大数据环境下人机物融合系统基础理论与应用主要研究方向：人机物融合系统的动态行为分析与评估；基于大数据的趋势预测与决策；面向人机物融合的软件方法与技术；面向人机物融合的未来网络体系结构；面向领域大数据的人机物融合系统示范应用（包括金融征信、网络空间安全、智能交通、环境监测等）。
二、跨学科部
跨科学部优先发展领域以促进基础科学取得重大突破性进展和服务创新驱动发展战略为出发点，根据我国经济社会和科学技术发展的迫切需求，凝练具有重大科学意义和战略带动作用的学科交叉问题，为制定重大项目和重大研究计划指南以及重点领域战略部署提供指导。
跨科学部优先发展领域包括：着力推动我国基础研究在拓展新前沿、创造新知识、形成新理论、发展新方法上取得重大突破的领域；着力解决我国传统产业升级和新兴产业发展中深层次关键科学问题的领域；着力提升我国应对全球重大挑战能力的领域；着力维护国家安全和我国在国际竞争中核心利益的领域。（1）工业、医学成像与图像处理的基础理论与新方法、新技术成像与图像处理是工业、公共安全、医学等领域探查不可及物件、内部结构、缺陷及损伤、病变等的基本手段。为支持典型工业及公共安全检测和重大疾病诊断与治疗的需求，聚焦研究工业、医学成像与图像处理的新原理、新方法、新手段和关键技术，实现信息获取、处理、重建、传输等，将为促进工业技术发展、探索生命机理、疾病诊断与治疗和健康器械创新发挥重要作用。核心科学问题：MRI、CT及PET成像的新方法，多模态光学成像，工业及公共安全、医学图像判读的基础算法；支持精准诊断和治疗的成像、图像处理与重建、建模与优化的新技术新方法，包括图像分析与处理的大数据技术等；可延展柔性电子器件的性能、器件与人体/组织的自然粘附力学机制、生物兼容性与力学交互；生物介质及非牛顿流体中本构关系与物理、生物信息传播特征研究，获取生命活性物质更详细信息的新概念、新方法、新技术。（2）城市水系统生态安全保障关键基础科学问题
随着城市化的快速发展和环境污染的加剧，城市水环境日趋恶化，城市缺水和雨涝等难题也日益严重，城市水系统的生态安全保障正面临严峻挑战。
目前以常规污染物控制为核心的城市水环境保护理论、方法和技术体系，已无法满足城市可持续生态安全和人体健康的实际需求，迫切需要工程、化学、生物、地学和管理科学的多学科交叉。
以城市水生态系统完整性保护和恢复为核心，深入研究污染控制、污水深度净化与再生利用、生态储存及水环境修复、生态毒理与健康、城市水系统规划管理等基础理论问题；
突破水质变化与生态系统响应及交互作用的过程机制，解决城市水系统生态风险控制难题；
构建城市水储存、输送和利用的良性循环新模式，创建城市水系统生态安全保障和风险控制的理论和技术体系。
核心科学问题：水生态系统与水质水量变化的交互影响与调控机制；污染物共暴露过程对城市水体生物群落及敏感物种的危害机理；基于生态完整性的城市水环境健康安全与生态修复理论和方法；城市水系统多元循环的物质流、能量流变化规律与动力学模式；城市再生水生态储存与多尺度循环的风险控制原理与途径；城市水系统可持续健康的综合保障策略。
来源：国家自然科学基金“十三五”发展规划 &口袋科研
