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周成虎：空間信息+的時代已經(jīng)到來
文章來源： | 發(fā)布時間：2018-07-13 | 【打印】 【關閉】
6月21日，“數(shù)字中國 時空云起——2018空間信息軟件技術大會”在南京召開。來自全國近2000名業(yè)內(nèi)人士匯聚一堂，共同探討了空間信息技術的現(xiàn)狀與未來。
大會上周成虎院士作了《新ICT時代的GIS發(fā)展思考》的精彩演講。他認為，當前正處于一個重大的科學與技術革新的時代，GIS需要有新的體系來支撐。
本文為錄音整理的演講全文：
中國科學院院士周成虎
加拿大著名地理學家Roger Tomlinson博士于1962年首次提出了地理信息系統(tǒng)（GIS）概念，并主持開發(fā)了世界上第一個實際使用的地理信息系統(tǒng)---加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）。GIS從概念的提出到現(xiàn)在不到60年，可是今天似乎每個人、每一天都在使用GIS，感覺如果不用GIS我們就寸步難行。最直接的例子是，現(xiàn)在有幾個人能離得開導航地圖？
1982年，Esri 發(fā)布了它的第一套商業(yè)GIS 軟件—ARC/INFO 軟件。它可以在計算機上顯示諸如點﹑線﹑面等地理特征，并通過數(shù)據(jù)庫管理工具將描述這些地理特征的屬性數(shù)據(jù)結合起來。2005年，Google Map的上線運行，更是開啟了互聯(lián)網(wǎng)地圖服務的新時代，IT界進入GIS領域。
這短短不到60年時間，如果算上攝影測繪也還不到100年，讓我們感受到空間信息技術真是日新月異。同時我們也會發(fā)現(xiàn)，這100年來新的技術革命一直都在發(fā)生。今天，我們處于一個重大的科學與技術革新的時代：我們的地球和世界正變得越來越“小”，有線與無線以及各種通信技術之間的相互融合，構成無所不在的信息基礎設施，一個“沒有空間距離、沒有時間差異”的世界正在形成；現(xiàn)代對地觀測技術使我們能夠實時、動態(tài)地觀測和監(jiān)測地球，服務于人類應對全球氣候變化等；各種現(xiàn)代化的交通工具使得人們可以實現(xiàn)洲際暢游，甚至是宇宙旅游。
同時，數(shù)字地球、智慧地球讓所有人都知道了GIS這樣一個體系。我們的移動計算，移動定位，還有移動發(fā)射，讓人類進入從未有過的移動時代。這種移動將會改變我們?nèi)说男袨椋淖兾覀兊纳罘绞健Ｒ苿油炅艘院缶蜁a(chǎn)生一批大的數(shù)據(jù)，這個“大”表現(xiàn)在兩個層面：在大數(shù)據(jù)層面，個人進入TB級時代，社會進入EB級時代；在大網(wǎng)絡層面，互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等構成了一個網(wǎng)聯(lián)的世界。而且，云計算的出現(xiàn)，讓不可能的計算成為可能，同時人工智能應用也進入了新時期。所有這一切都是新的ICT（信息和通信技術）給我們帶來的挑戰(zhàn)。
GIS是處理和分析空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。因此，數(shù)據(jù)及其分析應用是其關鍵。今天，我們的地理信息極大豐富：綜合對地觀測、衛(wèi)星導航定位、地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)等技術的有機融合，極大地提升了地理信息采集技術水平和采集能力，新一代的地理信息裝備呼之欲出。
當前，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為整個社會的一種資源，它將和資本、勞動力等一起成為新時代的生產(chǎn)資料。習近平總書記曾指出，“大數(shù)據(jù)是工業(yè)社會的自由資源，誰掌握了數(shù)據(jù)，誰就掌握了主動權。”所以，國家發(fā)布了一系列關于促進中國大數(shù)據(jù)發(fā)展的若干行動計劃，主導了國家的大數(shù)據(jù)重大計劃。
如此看來，21世紀，毫無疑問，大數(shù)據(jù)是國家基礎性戰(zhàn)略資源。如果有這么多的戰(zhàn)略資源，我們能不能把所有GIS的存儲管理都放在一起？如果要這么做，是不是要用新的思維方式來改變我們現(xiàn)有的空間分析？十年前我們講空間分析，今天我們講大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，再過十年我們講的是人工智能，再之后可能講的就是數(shù)據(jù)智能。數(shù)據(jù)不僅僅是一種符號，也是一種行動，是一種執(zhí)行計劃。在一切都可以數(shù)據(jù)化的世界，在一切數(shù)據(jù)都可以業(yè)務化的時代，以數(shù)據(jù)為核心驅動力的GIS，需要大家一起進入新的思維，創(chuàng)立新的技術創(chuàng)新。所以說，數(shù)據(jù)是我們的靈魂。
數(shù)據(jù)對于搞GIS的人來講主要的表現(xiàn)就是地圖，沒有圖就沒有GIS。盡管地圖學是我們的三大起源，但是我們理解地圖還是要有一個過程。地圖被認為是改變世界的十大地理思想方法之一。它以科學的符號系統(tǒng)、地圖投影和綜合方法表達復雜地理世界的空間結構和空間關系，成為人類文明史上的偉大創(chuàng)想。地圖學的科學體系遠遠存在，從4500年前的瓦片地圖到今天，地圖的基本內(nèi)涵并沒有變化。它是要用新的體系來構建我們的世界，而不是像拍照片，復制一個視頻。“地圖構建世界，而非復制世界”。我們有什么辦法能夠在新一代的GIS領域，把這樣的思想進一步提升，而不只是從紙張地圖變成了數(shù)字地圖而已？
我們以前一講GIS，從二維到了三維，我們感覺很開心，而且感到很振奮，說我們GIS做出了三維空間。過兩天又看到全景地圖了，說不行，我們還得搞些新東西。再過幾天又看到有人搞增強現(xiàn)實，于是我們又開始上增強現(xiàn)實地圖。
今天我們進入到視覺時代。我們早期是語音時代，沒有文字。接著我們進入了文字時代，今天全人類進入了圖像時代，視覺沖擊將會是未來的主導。我們可以用一幅畫把千言萬語融在里面。常常有人說，整個社會已進入快餐的時代，所有的人都在講快餐文化。其實不是這樣，是因為這個世界的變化太快了，我們需要有新的體系來支撐，GIS也是如此。我們能不能推出全新的概念？也就是用全視角來理解地圖，用全要素來表達地圖，用全新的理論體系來支撐地圖。我們有沒有可能把聲光電、人和事物混合在一起？真的能夠把一個地圖表達出我們?nèi)诉M入生存世界以及內(nèi)心的空間體系，這就是需要我們用新的觀點，來把這些要素關聯(lián)起來。
毫無疑問，場景是最能關聯(lián)人的。為什么大家喜歡看電影？因為電影就是以場景的形式把這些要素組合了起來。我們的GIS是不是也會進入到新的場景時代？用我們的地理場景來規(guī)劃客觀的物質世界和我們社會世界體系。如果這么來做，我們的人機物混合的可視化應該是我們GIS下一代的可視表現(xiàn)體系。我們可以展示出來讓所有人都理解的一種信息體系，無論是人機交互還是全息投影，還是多屏投影以及全息成像，將會讓GIS用新的觀點來重新展示地圖學的體系或者展示空間數(shù)據(jù)的體系。未來我們是不是需要更新我們基本的表現(xiàn)方法，增加空間的精準和個性化的服務，讓我們地圖變的更加“聰慧”一點。
如果如此，我相信GIS發(fā)展將使地圖將走向新的時代。當然，有了數(shù)據(jù)和地圖，我們還得有軟件。說起軟件，不得不提Esri公司的ArcGIS。GIS能夠走到今天，要是沒有這么一個好的專業(yè)平臺，我們怎么發(fā)展起來？Esri的Jack Dangermond先生對我們整個地理的發(fā)展也做出了巨大的貢獻。ArcGIS在過去的半個多世紀以來，一直主導著行業(yè)的發(fā)展。而且在不同的時代提出了不同的觀點，包括最近提出來的“The Science of Where”以及“Geospatial Intelligence”等。這引起了我們的思考，新一代GIS究竟應該是什么樣子的？
其實GIS也就這么三件事，空間數(shù)據(jù)、信息計算、知識服務。我們看一看過去是怎么做的？傳統(tǒng)GIS在數(shù)據(jù)方面是以相對靜態(tài)為主的，講專業(yè)體系。我們的計算以組件式功能計算為主體，服務是根據(jù)應用需求的軟件開發(fā)。那我們未來的GIS應該是什么樣子的？看看現(xiàn)在我們處理的數(shù)據(jù)就能知道。我們簡單的導航地圖，都能夠做到實時計算，也就是實時動態(tài)準確、精確。
我們知道支撐諸如滴滴出行等應用，后面沒有強大的地圖是不行的。但是如果我們把整個GIS都推給他，我相信他們也不需要。所以GIS的結構體系應該發(fā)生變化。未來沒有一個人需要大一統(tǒng)的GIS，而需要GIS無處不在，也就是需要我們GIS重構架構體系。開放式、分析型的智能GIS應該是我們下一代GIS軟件的架構體系。我們要像蘋果APP Store一樣，建立GISAPP Store。也就是說，你需要什么就可以給你什么，而不需要你裝一個大的GIS平臺。如果這樣，是不是就能把我們地理信息產(chǎn)業(yè)體系以及地理信息科學研究推向各行各業(yè)、各個方面？我想有一天，搞文學的人也會來研究GIS。至少今天的社會物理學家是在做GIS。
回歸一開始，我們今天所關注的不僅是地表，其實我們室內(nèi)外一體化在GIS里面已經(jīng)差不多實現(xiàn)了。我們整天都在講從室外進入室內(nèi)，但是我們有多少人真的去理解室內(nèi)了？今天坐在房間里面，有些人感覺有點涼，有人感覺有點熱，我們并沒有將我們的室內(nèi)空間有效管理起來。移動通信、無線定位等技術的快速發(fā)展使得人們對所依賴的室內(nèi)空間的認識和利用達到前所未有的程度，室內(nèi)GIS日趨重要。
今天GIS不僅要做地表了，我們要進入到地球空間，進入到宇宙空間。我們今天的GIS不僅僅是做地理空間了，所以說我們叫空間信息大會。那誰能支撐這樣的空間軟件系統(tǒng)？誰還有理論體系支撐？這就需要我們大家一起來擁抱我們的ABC（AI、Big Data、Cloud），來構建我們新的體系。
今天，我們的地理信息采集已經(jīng)進入空天地海立體時代，我們的地理分析已經(jīng)進入到空間智能時代，地理信息應用已經(jīng)進入深度融合與無所不在的時代，地理信息應服務已經(jīng)進入全息位置地圖時代。所以，空間信息+的時代已經(jīng)到來了。我相信，如果中國能夠抓住這個機遇，一定能夠實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
謝謝大家！
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