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特稿:那些技术改变了地理信息产业

技术的进步必将带来产业的革命,10年的时间让地理信息产业由蹒跚学步到茁壮成长。地理信息技术似乎每天都在以新的方式无声无息地改变着我们的世界……

  周末想开车去西单购物,但是考虑到北京的交通拥堵情况,走哪条路比较合适,能节约时间?我们不仅可以通过电脑或手机登入互联网地图规划出行路线,还可以查看实时交通流量,从而确定我们的出行路线;当我们在西单某个商场淘到满意的宝贝时,可以给宝贝拍个照,发到微博上,让大家一起分享你的喜悦;如果你希望自已被关注,还可以通过LBS与好朋友、与网友一起分享自己的位置信息,记录自己关于位置的心情故事。

  10年前,这些情景对于绝大多数人都很陌生,甚至接近于“天方夜谭”,而在10年后的今天,我们无时无刻不在使用这些服务,而这正是地理信息产业的技术进步为我们带来的。10年前很多人同样也没听说过GIS,或者只是眼前出现过“地理信息系统”这个名词,而10年后地理信息系统已经升级为地理信息产业,一波接一波的地理信息技术正悄无声息地改变着我们的生活方式。在新世纪第一个十年即将远去的时候,让我们一起回顾10年间那些曾经或正在改变我们这个产业的新技术,一起见证和回顾它们为这个产业带来的改变……

  组件式GIS

  2000年以前,在GIS发展的早期阶段,经过几十年的摸索,GIS技术经历了功能模块、集成式软件、核心式软件等几个阶段,虽然在功能上已相对成熟,但由于系统封闭,GIS软件变得日益庞大,费用昂贵,用户也难以掌握,大大阻碍了GIS的应用和普及。

  随着计算机技术的进步,GIS组件化发展到了一个全新的阶段,出现了组件式GIS(又称ComGIS),最早诞生的这类软件包括Esri的MapObjects和Mapinfo的MapX。2000年前后,Esri推出的ArcObjects更是把组件式GIS发展到一个新的阶段,MO和AO几乎成为此后GIS二次开发的代名词。与此同时,国内GIS厂商超图、中地等也推出了组件式GIS,一场轰轰烈烈的国内外GIS平台竞争的大幕被徐徐拉开。庞大的GIS组件群几乎包含了从数据管理、格式转换、地图编辑、排版制图、网络分析、缓冲区分析、栅格分析、二维可视化等全部功能,同时又具有小巧灵活,可以如同搭积木一样“按需定制”,不需要专门的GIS开发语言等优势,迅速被广泛接受,并引领了此后近十年的GIS二次开发方式。

  纵观GIS软件的发展历程,组件化是具有里程碑意义的。它一定程度上代表了当时GIS的发展趋势,为传统GIS面临的各种问题提供了全新的解决思路,也为整个GIS技术体系和应用模式带来巨大影响,奠定了GIS技术在各个行业应用和普及的基础。

  瓦片地图

  组件式GIS之后,随着Internet的如日中天,客户已不满足原来的C/S模式(客户/服务器模式),而是希望体验更为便捷的B/S模式(浏览器/服务器模式)。此时,网络化GIS(又称WebGIS)的需求被提出来。

  WebGIS是互联网与地理信息技术结合的产物,它的出现改变了传统的地理信息获取、传输和应用的方式。在WebGIS的发展中,地理信息的展示成为一个绕不开的问题。地理信息是GIS的核心,地图则是展现地理信息最主要的方式,也是人们最喜欢的方式之一。地图数据信息量丰富,但也带来了数据量过大,网络传输过慢的问题。瓦片技术的出现使这个问题迎刃而解。

  顾名思义,瓦片技术就是把一整张地图切割成“瓦片”般的不同级别的图片,加快地图显示速度的一种技术。然而,在瓦片地图问世之初,GIS开发人员普遍持有一种“看不起”的心态,认为瓦片地图虽好,但终究是静态地图,不是矢量地图,无法进行终极缩放,也不能以图层的方式随意调取显示。显然,在GIS工程师眼中,这不是GIS技术应该有的模式。但很快,谷歌以自己的实际行动结束了这场争议。2005年谷歌地图的发布,让这两种模式在服务器请求及响应速度方面的差异暴露无遗,基于地图瓦片服务框架的响应速度明显要快于传统的WebGIS,同时对地图服务器的负载也相应小一些。

  这两种模式的争论,实际上也是地理信息产业在产品化与技术化上的争论,前者更关注用户体验,而后者更加注重技术本身。通过这一事件,也让更多的GIS企业意识到技术与产品是不能划等号的。

  今天,包括刚上线不久的“天地图”以及百度、搜狗等大型商业网络地图和政府、行业应用在内的大多数GIS平台均采用了瓦片地图技术,成为流行的WebGIS开发模式。例如,“天地图”中电子地图总瓦片数已近30亿。我们通过电脑、手机、平板电脑等设备,很轻松地就可以浏览“天地图”上庞大的全球数据,包括地图、影像以及街景等。正是瓦片地图技术的应用,使得每一个人都可以轻松获得方便、快捷的地理信息。

  在某种意义上,瓦片地图不仅为GIS在互联网上的应用扫平了技术障碍,同时也为地理信息在手机、平板电脑等更多终端的应用,以及LBS用户的实时交互提供了可能。瓦片地图的技术含量看似不高,但这种开发思路无疑是划时代的,是地理信息产业迈向网络时代的催化剂。

  虚拟地球与可视化

  在瓦片地图技术的帮助下,2005年6月Google Earth的横空出世,立刻在全球范围内掀起一股前所未有的虚拟地球与可视化热潮,并持续至今。人们突然发现原来GIS在三维世界的描述中可以如此的得心应手。三维GIS的炙手可热,使得三维建模技术也迅速发展起来。

  在三维GIS的发展中,数据获取一直是个难题。直到卫星遥感、航空遥感、无人机遥感、雷达、移动测量(街景)等技术的快速发展才成功解决了这一困扰多年的难题。其中特别值得一提的是,倾斜摄影作为近年来遥感技术发展中的一种新的摄影方式,能够快速实现三维模型的构建,大大缩短项目建设时间,也节约了系统成本,从而降低了三维GIS应用和推广的门槛。进入21世纪后,遥感趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)发展。卫星遥感的空间分辨率从IKONOS的1米,进一步提高到QuickBird、GeoEye等商用遥感卫星分辨率的最大允许限度的0.5米,甚至还出现了世界上首颗能够提供8个波段多光谱数据的Worldview-2。这使得构建的三维模型越来越精确,视觉冲击力与实际应用价值越来越高。在汶川地震、玉树地震以及舟曲泥石流等应急救灾中,利用遥感技术获取灾区地表信息,利用三维GIS实现对灾区地表的快速可视化,在灾区抢救、灾情评估、灾害防治和灾后重建,特别是唐家山堰塞湖的抢救中都发挥了巨大作用。

  可以说,虚拟地球与可视化技术的发展,帮助地理信息技术找到了新的价值点,同时也帮助地理信息产业找到了一个新的发展方向。据统计,包括谷歌地球以及微软的Virtual Earth在内,目前国内外主流厂商独立或合作推出的各种虚拟地球不下三十个,应用的行业和领域多达几十个,甚至更多。一些做基础GIS平台的厂商也开始转型研发三维GIS展现及分析技术,或者推动二三维一体化。从专业化应用到大众化应用,从枯燥的技术界面到丰富的视觉体验,虚拟地球与可视化将地理信息技术从组件式和瓦片地图又向前迈进了一大步。

  位置智能

  如果姚明的“姚餐厅”需要在休斯敦开一家分店,那么餐厅的选址是能否成功的一个关键。首先需要确定一个地址,是开在阿斯托洛圆顶运动场附近?还是在航天城附近?抑或是在休斯敦大学附近?其实很简单,使用位置智能分析,姚明就可以很轻松地在家搞定这些。首先利用位置智能技术可以对休市市区内的所有餐馆分布和经营状况有一个总体了解,然后通过对全市人口密度与收入分布进行分析,并与上一个分析的结果进行叠加,即可找出回报率最高的地段。当然“姚餐厅”已经在休市西城区最繁华的高档餐饮街开了一家分店,不过这没关系。姚明可以继续对全市人口的分布进行分析,包括人种分布、教育程度、男女比例、年龄比例等,找出最具有消费增长潜力的地段进行投资。此外,作为著名球星的姚明还可以分析出全市热爱篮球的朋友们的分布情况,在球迷最多的地方开一家分店,谁叫“姚餐厅”的一大特色就是篮球文化呢。

  其实,这只是位置智能技术在商业分析中一个很小的应用。地理信息技术在发展的过程中,各个平台厂商的定位也逐渐产生差异化,除了大众及政府等行业性应用,还出现了另外一个分支,这就是以MapInfo为代表的位置智能。位置智能是指将地图与业务数据结合,使用户能够发现基于空间的发展趋势和内在规律,从而提供了一种崭新的决策支持方法。特别是在发达国家,位置智能技术逐渐被商业用户所接受,并越来越广泛地运用于各个行业的数据分析与数据的挖掘上。

  毫无疑问,位置智能概念帮助地理信息技术开辟了另一个应用方向,使得地理信息开始在零售、金融、保险、通信等商业领域发挥着越来越重要的作用,目前位置智能技术已经成为一把帮助宜家、麦当劳、沃达丰等国际巨头提升效率、节约成本的利器。

  云GIS

  自2007年谷歌提出“云计算”以来,以谷歌、亚马逊、IBM、微软等为代表的大型企业纷纷高调进入“云计算”领域。随着“云”时代的到来,地理信息产业也开始思考如何“像使用自来水一样使用GIS服务”。

  关于“云”的概念,直到今天产业内仍存在一些争议。有专家表示,中国GIS需要“云”、需要“计算”,但目前不适合“云计算”。即便如此,全球GIS技术提供商Esri在2010年7月还是推出了被称为全球第一款真正支持云架构的GIS平台产品——ArcGIS10。与此同时,国内的企业也纷纷公布自己的“云”战略:超图宣布与红帽合作发布基于开源云计算架构的GIS平台解决方案SuperMap SGS,中地数码与武汉大学等近20家单位成立了武汉“云计算”产业联盟,合众思壮更是提出“位置云”概念,并表示将全面发力“位置云”时代。

  “云计算”的产生给整个IT业界带来了巨大的影响,无疑也为地理信息产业带来了良好的发展机遇,但是,如何使以政府用户为主流的客户群接受“云”,恐怕还需要一段时间。

  社会化媒体与LBS

  当地理信息产业发展到2010年时,恰好遇上了“移动互联网元年”,注定二者之间将碰撞出创新的激情。这一年,网友最熟悉的词语除了微博、团购、社交以外,还有LBS。2010年俨然也是LBS元年。在美国,位置服务商Foursquare仅用了一年多的时间就聚集了300多万手机用户,发展势头远超过当年的Twitter和Groupon,LBS已经成为继微博和团购之后又一互联网杀手级业务。在中国,LBS同样大行其道。网易于2010年9月推出“网易八方”,这是一款基于LBS的移动社交平台,开启了门户网站推LBS的先河;而在11月11日,人人网发布了年度战略产品:“人人报到”,将注力于LBS业务;紧接着,百度也推出了自己的LBS产品——“百度身边”,百度身边了整合了百度地图、百度无线等资源,为用户提供LBS服务;盛大也将旗下游玩网正式更名为“切客网”,并确定将LBS作为以后的发展方向。截至2010年年底,国内LBS网站突破40家,代表有玩转四方、在哪、街旁、邻讯、冒泡、多乐趣、开开、拉手、嘀咕等。

  然而无论是国外还是国内,各种的LBS产品却已让用户感到眼花缭乱,功能单一、相似、用户黏度低、赢利模式不明朗成为众多LBS服务商不能言语的心底之痛。在用户需求多样化且变化迅速的互联网时代,如何在“后切客时代”占领LBS的高地,成为未来众多LBS服务商必须要仔细思考的问题。

  技术的进步必将带来产业的革命。十年来,地理信息产业的技术不断发展,不断积累,也不断地与其它技术,特别是与互联网等相关技术融合。技术的融合反过来也推动着地理信息产业的发展,同时也深刻影响和改变着国民经济的各个行业。经过十年的发展,地理信息技术已广泛应用于近百个领域,同时也催生出许多新的应用,包括LBS、物联网、云计算等。

  十年,让地理信息产业由蹒跚学步到茁壮成长。十年,可以成就一个梦想,铸造一个传奇,我们期待新技术驱动下的地理信息产业的下一个十年。(江寒 孙宁)

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