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超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象

专栏2017-04-16 22:05:27

摘要: 目前,几乎所有的地理信息表达方式都是一种模式,一种传统模式。如何颠覆这种现状,充分发挥地理信息数据资源?

  本文作者:廖永生,泰伯网特约撰稿人,毕业于武汉大学,高级工程师,广西专家咨询服务协会信息专业委员会特聘专家,主要研究领域包括3S技术集成应用与大数据信息挖掘,2010年首次提出研发我国地理信息X光技术(GeoXray);曾获第十二届广西青年科技奖,现就职于广西地理国情监测院和广西地球空间信息应用联合实验室。

  地理信息伴随着人类文明的诞生而产生,全世界各个人类文明的发源地中,最早的地理信息形式多为文字和地图。从目前发现的早期人类地图上看,当时的地图表达形式已经比较成熟,即采用几何图形配地名文字的形式。在书写技术成熟后,通过地名实现了地图与信息的关联,使大众可以更加快速接纳地理信息。

  一、大量的数据是地理信息发展的最大成果

  但是,由于古代信息不确定、非统一以及绘制困难以及载体不稳定,很多地图地名无法和文字记录有效关联,文字被记录编辑成经册。但是,地图数量稀少且没有可靠载体而导致流传较少。

  欧洲文艺复兴后,除地名外,人们还通过颜色、标志和简单文字表达空间实体信息,空间地理信息表达更加明确多样化,但地图上的各种信息是相互独立的。

超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象

图一:文艺复兴时期荷兰地图学家Nicolaes Visscher绘制的全球地图亚洲部分,空间几何位置信息已经比较成熟,附带图形和文字表达地理信息

  虽然从十九世纪开始,地图测图和绘制技术得到了空前进步,地图精度越来越高,但基本上限于“图”信息框架,地理信息基本上仅限于体现空间位置的“地信息”。

  上世纪60年代诞生的数字化地理信息技术可以实现空间几何地图和属性信息的之间关联,而且可以实现空间实体之间的信息关联,实现对地理信息的分析,不但可以获得“地信息”,还有很多“理信息”。

  上世纪末在计算机技术和普及度不断提高的支持下,地理信息技术得到了前所未有的发展,地理信息也成为生产、社会管理和人民生活中重要的信息提供源。

  然而,纵观现代地理信息诞生和发展近50年发展,地理信息发展最大的成果并非技术,而是大量的地理信息数据。

  从地理信息产业结构上看,数据产值也远远大于GIS系统产值。其原因是什么?其问题或者短缺是什么?与几千年以来的信息表达方式相比,是否已经发生了彻底变化?从公共服务部门到普通用户,是否已经能够接受目前地理信息服务架构?未来地理信息技术发展方向在哪里?

  地理信息技术以及服务已经深入到社会管理和大众生活的各个方面,但是无论是间接接触还是直接接触地理信息用户,都接受大量地理信息数据。目前,几乎所有的地理信息表达方式都是一种模式,一种传统模式。

  二、现代地理信息的接受方式仍延续了千年前传统

  现代地理信息服务的信息表达模式是什么?

  首先,从古代到现代,地理信息表达基础是图形,因为图形是空间位置信息表达,现代GIS技术,信息表达的基础依然是图形,但是却过多依赖于传统几何地图作为信息载体。过多使用传统地图,导致信息过于集中,信息表达空间受到挤压。

  其次,多数GIS系统的信息采用的仍然是单维、单要素、无关联表达,未能有效展示实体关联,阐释地理信息中的“理信息”。

  再次,GIS信息表达是静态活动单维动态,不能实现时间-空间-本体属性-关联属性的多维信息展示,不能多维展示各种关联信息。

  最后,用户在寻求GIS数据服务时,GIS系统都是被动提供信息,对于绝大多数用户,在需求GIS服务时,往往并不知道自己本身需要什么服务,GIS能够提供什么服务和数据,导致信息不对称,用户获得的信息有限,GIS大量信息也无法有效提供。

  目前,从大多数GIS服务都面临以上情况,从信息表达方式上看,这种基于地图的、单维、静态和被动信息表达方式,与人类延续了几千年的传统地图的地理信息表达方式没有根本区别,也就是说,我们接受地理信息的方式仍然是几千年以前的“地图-地名-实体属性”。

超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象
超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象

图二、图三:由武汉大学城市化研究室研制的专题地图,具有多界面、多维度信息表达,已经达到静态地图信息表达很高水平,虽然只是传统静态纸质地图,但是其表达方式值得未来GIS系统借鉴

超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象
超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象

图四、图五:游戏中的空间场景、地理信息以及实体与地理信息关系表达超过很多GIS系统

  三、地理信息要展示实体间复杂的关系和数据关联、影响与趋势

  如前文所述,地理信息发展几十年,其最大的成果不是技术而是数据,数据采集的技术可谓日新月异,但是GIS技术没有彻底性变革。由于数据量越来越大,数据内容越来越多,分类越来系,未来将形成地理信息“大数据”体系,地理信息不但要展示大量的数据内容,还要展示实体间复杂的关系和数据关联、影响与趋势,地理信息的作用将越来越大。

  用户的需求并不复杂,但是需求越简单,在大数据体系中,要实现则越复杂。

  根据目前地理信息服务和GIS应用,可以分析获得用户对GIS服务的需求,即数据展示和结果,数据展示用于自己的分析,而结果则是系统对地理信息根据用户需求主动进行统计分析获得的服务型成果。

  未来GIS系统必须符合以下原则:

  第一, 全景图形表达。360°全景现实地图全貌,实现二维地图和三维地图结合,特别是符合未来3D全息GIS的展示需求。

  第二, 多维信息多视窗表达。在不同视窗中实现同步信息展示。

  第三, 动态信息展示,除时间维度外,还包括空间维度、本体属性维度展示。

  第四, 互操作与智能化主动信息表达。实现系统主动智能化根据用户个体特点主动提供服务,即针对每个用户的信息主动提供地理信息服务。

  除以上原则外,其各种细化的功能和操作以及表达方式上都要进行优化,建立更优化、更有效、更友好的地理信息服务系统。

超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象
超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象
超越传统“图”谋,改变地理信息产业乱象

图六、图七、图八:本人与明瑞中先生领导下的空擎公司联合研制的XScope系统,初步实现了全景化、多维、多视窗和智能化地理信息展示。

  从目前地理信息产业结构上看,地理信息产业中,其数据产值的比重远远高于地理信息系统软件产值,也高于服务值,这是不正常的,而其中大量的数据并没有得到有效应用。从全国目前地理信息服务企业的经营状况上看,地理信息服务并不能盈利而实现持续有效服务。因此,地理信息服务产业总体上并不是一个合理结构,很大程度上是需求与供应不对称导致。

  谁能够准确掌握需求,建立更好的服务体系,提供更好的地理信息服务平台,实现个性化、智能化地理信息服务,谁就能在市场上脱颖而出。

  未来十年是地理信息大数据爆发的十年,也是地理信息产业可能产生井喷的十年,这个时期很像上世纪末1998年到2005年间的互联网经济爆发期。在未来十年中,可能会出现地理信息服务的小公司迅速发展为产业巨头,能够把握市场需求、拥有足够的想象,小公司也有望在短短几年内发展到大型公司,并不是神话,腾讯、百度、阿里巴巴等企业便是前车之鉴。

  只要我们思想不要迷失在传统地图中,超越传统“图”而谋事,基于用户需求而发挥想象力,开发新技术,在地理信息大数据时代创造地理信息服务新模式,主动挖掘市场价值潜力,地理信息产业将会迎来一个新的春天。

[责任编辑:任珊珊]
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任珊珊-泰伯网
任珊珊记者
小仙女一枚,关注地理信息衍生的商业应用领域。
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