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周成虎：空間信息+的時代已經到來
文章來源： | 發布時間：2018-07-13 | 【打印】 【關閉】
6月21日，“數字中國 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名業內人士匯聚一堂，共同探討了空間信息技術的現狀與未來。
大會上周成虎院士作了《新ICT時代的GIS發展思考》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（GIS）概念，并主持開發了世界上第一個實際使用的地理信息系統---加拿大地理信息系統（CGIS）。GIS從概念的提出到現在不到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，現在有幾個人能離得開導航地圖？
1982年，Esri 發布了它的第一套商業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，并通過數據庫管理工具將描述這些地理特征的屬性數據結合起來。2005年，Google Map的上線運行，更是開啟了互聯網地圖服務的新時代，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。同時我們也會發現，這100年來新的技術革命一直都在發生。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；現代對地觀測技術使我們能夠實時、動態地觀測和監測地球，服務于人類應對全球氣候變化等；各種現代化的交通工具使得人們可以實現洲際暢游，甚至是宇宙旅游。
同時，數字地球、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人的行為，改變我們的生活方式。移動完了以后就會產生一批大的數據，這個“大”表現在兩個層面：在大數據層面，個人進入TB級時代，社會進入EB級時代；在大網絡層面，互聯網、網聯網、車聯網等構成了一個網聯的世界。而且，云計算的出現，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。
GIS是處理和分析空間數據的信息系統。因此，數據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、衛星導航定位、地面傳感網等技術的有機融合，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，數據已經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資料。習近平總書記曾指出，“大數據是工業社會的自由資源，誰掌握了數據，誰就掌握了主動權。”所以，國家發布了一系列關于促進中國大數據發展的若干行動計劃，主導了國家的大數據重大計劃。
如此看來，21世紀，毫無疑問，大數據是國家基礎性戰略資源。如果有這么多的戰略資源，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有的空間分析？十年前我們講空間分析，今天我們講大數據統計分析，再過十年我們講的是人工智能，再之后可能講的就是數據智能。數據不僅僅是一種符號，也是一種行動，是一種執行計劃。在一切都可以數據化的世界，在一切數據都可以業務化的時代，以數據為核心驅動力的GIS，需要大家一起進入新的思維，創立新的技術創新。所以說，數據是我們的靈魂。
數據對于搞GIS的人來講主要的表現就是地圖，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、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實，于是我們又開始上增強現實地圖。
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人進入生存世界以及內心的空間體系，這就是需要我們用新的觀點，來把這些要素關聯起來。
毫無疑問，場景是最能關聯人的。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據的體系。未來我們是不是需要更新我們基本的表現方法，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發展將使地圖將走向新的時代。當然，有了數據和地圖，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平臺，我們怎么發展起來？Esri的Jack Dangermond先生對我們整個地理的發展也做出了巨大的貢獻。ArcGIS在過去的半個多世紀以來，一直主導著行業的發展。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，空間數據、信息計算、知識服務。我們看一看過去是怎么做的？傳統GIS在數據方面是以相對靜態為主的，講專業體系。我們的計算以組件式功能計算為主體，服務是根據應用需求的軟件開發。那我們未來的GIS應該是什么樣子的？看看現在我們處理的數據就能知道。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的結構體系應該發生變化。未來沒有一個人需要大一統的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業體系以及地理信息科學研究推向各行各業、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，其實我們室內外一體化在GIS里面已經差不多實現了。我們整天都在講從室外進入室內，但是我們有多少人真的去理解室內了？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空間有效管理起來。移動通信、無線定位等技術的快速發展使得人們對所依賴的室內空間的認識和利用達到前所未有的程度，室內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？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進入空天地海立體時代，我們的地理分析已經進入到空間智能時代，地理信息應用已經進入深度融合與無所不在的時代，地理信息應服務已經進入全息位置地圖時代。所以，空間信息+的時代已經到來了。我相信，如果中國能夠抓住這個機遇，一定能夠實現跨越式的發展。
謝謝大家！
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