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李成名:时空信息云平台

3sNews2014-06-12 14:36:07

摘要: 我们知道数字城市的建设也好,智慧城市的建设,就像刚才专家讲的一样,地理信息这一块扮演着非常重要的角色但是我们地理信息这一块实际上我们经历了这样几个年代,第一最早的是模拟时代,最初把地理信息放在石头上,应该说是经历了几千年的时间。

  6月11日,北京国家会议中心,以“融合 开放 智能”为主题的2014地理信息开发者大会(WGDC2014)在此拉开帷幕。地理信息开发者大会自2012年起开始举办,三年时间里,伴随着中国地理信息产业的快速发展,已经成为地理信息领域最具影响力的技术创新盛会,与跨界融合、国际交流的重要平台。

  在6月12日上午的2014智慧城市峰会分论坛中,新图联盟理事长李成名博士带来了精彩演讲。

  以下为演讲全文:(根据现场速记整理,未经演讲本人审核,如有疏漏,请谅解并及时与3sNews联系)

李成名:时空信息云平台

  谢谢3S News给这样的机会跟大家分享一下我们在数字城市到智慧城市,在发展过程当中的一些实践和一些自己个人的思考。不对的地方请大家批评指正,前两天我到新疆去给咱们杨书记介绍了一下智慧城市、数字城市的情况,我在讲稿的基础上又改了一下,今天花20分钟左右的时间跟大家一块分享一下。我一直做数字城市,03年一直做到09年、2010年一直到现在,全国322个地级市和170多个县级市数字城市按照地理信息公共平台的方式建起来,09年、2010年全年都叫智慧,搞的我很头疼。直接叫智慧城市,感觉到做的还不够,什么样的东西就到智慧了,刚才万博士提的问题是一样的,怎么说就一下子怎么算是智慧,一直搞不清楚。2013年国务院参事在10月23号公开发表了一篇文章,截至2011年底中国有154个城市规划投资投入1.5万亿的资金建设智慧城市。我读了这篇文章反反复复读了三四遍,他的思考和我们测绘的思考不谋而合。在目前的条件下我们是稳步的向前走,应该怎么走也是引发了我们很多思考,结合我们这几年做数字城市的实践和我们智慧城市的探索跟大家交流一下。

  第一,我想谈谈数字城市这方面的背景情况。我们知道数字城市的建设也好,智慧城市的建设,就像刚才专家讲的一样,地理信息这一块扮演着非常重要的角色但是我们地理信息这一块实际上我们经历了这样几个年代,第一最早的是模拟时代,最初把地理信息放在石头上,应该说是经历了几千年的时间。但是我们到了七几年,当地理信息技术数字化的技术成熟以后,把它数字化放到计算机里面,整个整合到计算机就进入到数字时代,整个服务的方式变成硬拷贝,硬盘、光盘,直到2003年我们这种方式都是数据的GIS,那个时候我们GIS系统,GIS厂商我们卖的是license,一套多少钱,到了03年以后就改变了,我们整个的在线服务的方式占了主流。

  这种数据提供的方式和纸图提供的方式,像咱们博士演讲的时候说的一样存在很多问题,每一个城市来源不同,空间基准都不一样,把这种信息作为我们各种专题信息叠加的基础,可能会因为我们这个底不同造成我们信息就难以共享,大概是这样一个情况。局域网时代是没有问题,你用的底不同我们根本不进行信息的共享和互通,我们通过硬拷贝的方式进行数据的交流。发展到互联网,全球互联时代我们需要信息共享,需要互联互通,能够实现了我们的科学角色需要这种综合的信息,由于底的不同很难集成。应该说在我们03年以前我们存在的信息化过程当中最大的瓶颈和问题就是这样一个问题,怎么办,实际上在那个情况下1999年左右我们面临最大的问题是这样的问题。

  1999年数字地球美国开始叫起来以后给我们提供一个思路,数字地球第一次国际会议在北京举行,大会发布了数字地球北京宣言,当时起草这个宣言的时候北京大学的李琦教授和我,我自己亲历了数字地球,数字中国、数字城市从起源到发展的过程。当时这个宣言当中对数字地球有一段描述,希望这个数字中国建起来以后,对我们国家能够把过去繁衍,能把现在展示了,能把未来预测,希望非常高。这个定了非常高的目标,就像我们现在智慧城市的建设一样,我们对它的目标期望非常高。但是这个目标定了以后一直到1999年到2003年我们一直在徘徊,根据我们现在的基础我们的目标定的如此之高,这个差距在当时的条件下一直走不下去。最终脚踏实地走下来才能够真正推下去,解决我们信息化面临的基底不一的困境。到了2003年我们和国际同时抓住了基本的点,美国也开始谷歌2005年、2006年上线,我们在想能不能利用网络的技术,网络GIS。03年我们和国际上同时想利用这种技术把咱们国家分布式的存储数据进行逻辑化集中,最终提供一站式服务,把数据所有权和使用权分离,我们数据拷贝的方式实际上把数据的使用权和所有权同时提供给对方,通过这种方式把使用权和所有权分离,当你一关系统我的数据回到了我的服务器,达到这种效果。目的通过这种技术的手段解决我们国家行政上难以实现的信息共享,把这个问题能够突破和解决。

  当时在这样做的过程当中各个部门包括我们测绘部门还是很担心,担心数据一旦在线的提供服务了,我们钱也收不到,各个部门也不再求我,地位会不会降低。用户通过在线的方式能不能接受这种在线服务的方式,网络是不是我们国家的网络带宽太窄,能不能支持。这些厂商们已经习惯于一套一套卖软件,网上在线的服务一个城市装上一个公共平台大家都可以使用,一个城市只能有一套的销售,这样会不会大家能不能接受,愿不愿意把技术推向这个方面,几位院士提出了多种多样的问题。走下来以后在技术上我们自己作为一个研究院所率先起动起来,我们自己做一个既然别的厂商不愿意走我们自己做出GIS,可以反映利用我们的技术使用理想和理念的软件出来。

  做到能够把分布式存储的各种专业数据,通过技术和逻辑的集中让用户得到一站式的享受这种服务。随后把各种平台方式的标准做出来,框架的标准平台的标准一共是17个标准变成国家和行业的标准。并且在太原、黔江做出了典型的示范,全新的方式打造的公共平台基于这种公共平台建到的50-60的专业在线系统,使用的效果使用的情况怎么样,召开了全国性现场会让大家去体验去感受,效果非常好。

  大家的各种担心都没有了。地位不但降低反而提升,再不担心更新的问题,也不担心数据的价格问题,只要了你的使用权,没要所有权,网络的带宽可以支持,技术上走的方式也没有什么问题。截止到目前刚才主持人介绍全国已经322个地级市,170多个县级市全国的数字城市的建设都已经开展了,目前为止已经建成的投入运行170多个地级市,160多个县级市运行,在这样的基础上在线开发的专业系统涉及到60多个领域,把我们国家的信息化水平从过去数据拷贝发展到整个在线全新的方式,从模拟时代我们走了几千年,数字时代我们到03年,如果算一个节点我们走了不到40年的时间,到互联网时代03年到现在10年的时间我们希望完成了质的飞跃。

  整个我想数字城市的建设这几年影响还是比较大,人民日报头版头条专门发表了数字城市让生活更美好,各种经济日报、科技日报专版报道了数字城市建设的成果,在全社会产生了广泛的影响,这是中央电视台做了10集系列报道数字城市的结果,每年两会都出一个特刊,介绍宣传数字城市的成果,包括建设部的部长也专门参观咱们数字城市的实验室,下周一还要再来实验室进行参观看一下整个数字城市最新的进展情况。包括副部长,书记还有江西省的省长、李克强总理对数字城市建设的成果给予了很高的评价。这就是我们大概整个从数字城市,从数字地球开始产生到现在一路走过来以后,我们在数字城市上实践以及实践产生的结果和效果。

  最近09年大家提出智慧城市以后我们一直在思考,从我们行业的角度,从我个人的角度都在思考智慧城市。但是我理解的智慧是这样子,国外有的叫智能城市,咱们国家翻译过来就叫智慧城市。包括前面的体温大家对智慧这个字眼特别考究,智能这个词我觉得用于无生命的东西,手机我们说是智能的手机,家电是智能的,汽车是智能的,智能是对一种无生命的东西最简单的一种自动化的描述。聪明是一种生物,我们说猴子聪明,大象聪明,人聪明,这个聪明比智能高一点,应该是对于生物的。智慧它是特指的,应该是像毛泽东、邓小平是有大智慧,毛泽东建立新中国,邓小平扭转了整个发展的方向,这些它是有大智慧。智慧应该是人当中更出类拔萃。现在翻译过来就是把城市叫做智慧城市,其实我们跨越了很多的东西,最先开始现在包括中国工程院,中国科学院喜欢叫智能化城市,他们的目标应该是智能化的城市,聪明的城市、智慧的城市一步一步走下来,可能一下子叫智慧城市而且我们马上按照智慧的标准要求我们现在的东西,像当时我们要把数字地球、数字中国定义成现在过去和未来都能解决的话,目标定的太高我们的基础达到这样的目标还有很遥远的路要走,甚至使我们彷徨失措不知道怎么走。

  我想我们现在国内的智慧城市的建设更应该在数字城市的基础上向前走一步,能够逐步地实现一些部门和领域的智能化,这是切实可行的走下去的方式。人是智能的,我们比照一个智能的人我们有四个不可缺少的部分,第一个我觉得是感官。你没有感官、感知这种现实世界的变化,眼睛、触觉、听觉我们对是就失去了接受实时信息的能力,这个人就不能智慧。

  第二要有神经系统,帮助我们把感触到的信息传到大脑,把大脑的指令传恰去,神经系统也是必不可少。

  第三就是大脑,大脑能够由过去存储了大量的信息和经验感受到实时的信息进来以后,综合的进行信息和处理形成决策,我想这一块可能是必须的。最后有行为器官,指挥行为器官怎么去应对。

  我们一个智慧的城市也是很显然,第一智慧城市应该有感官,这个感官应该是咱们的物联网、传感网各种传感的设备,能够感知到这个城市PM2.5、气温、气象、交通,它的这种实时的变化,这些城市我能感触到,通过我们无线网、有线网、骨干网、互联网把这些信息传输到我们多个中心或者一个中心,传到中心去比较集中的具有大数据处理能力的中心进行处理,这个中心还存储着大量历史经验和数据,还有智能的模型在里面,帮助我们把实时感触到的信息和历史上存储的数据和经验模型帮助我们进行分析,决策得出结论,最后指挥政府的各个部门去应对,去处置。和智慧的人比起来一个城市大致应该包括这样几个部分。

  从技术的角度来看,无非还是一个基本的平台,时空信息的云平台,把我们传感网、物联网感触到的实时信息补充进来,把我们的历史信息加进来,构成一个带有时间的空间信息的能够提供云服务的平台建起来。在这样的平台基础上我们支撑各个部门,甚至普通的企业、老百姓在这个基础上能够构建自己智能化的应用,逐渐构建聪明的应用,最终做智慧的应用。这样是一个从技术的角度,应该是这样的。大概我们对智慧城市的认识和理解,概括起来就是这样一个认识。

  我们测绘部门在未来智慧城市定位,即将发布的国务院关于促进智慧城市健康发展的指导意见,我也代表我们测绘局参与了意见的修改补充,在这个当中我们有几条明确下来了,在推进城市规划管理信息化建设智慧城市的过程中,在数字城市阶段,要建立一个统一的地理空间框架,这就是我们数字时代,我们整个叫数字城市地理空间框架。到了智慧时代,我们建立一个统一的时空信息平台,要以这个平台为基础,概括起来我想在这个文件当中有关测绘这一块有三点非常值得关注,一个是智慧城市空间支撑是统一的时空信息平台,第二时空信息是整合人口、资源环境各种信息的基础。第三,测绘部门负责时空信息平台的建设。

  根据这样一个文件即将发布的,我想各个部门在智慧城市的建设当中的定位也是很清楚的。相关部门可能是工信这一块更多在物联网和云计算,我仔细阅读了文件以后,发改委更多在顶层的设计,政策机制规划,科技部在关键技术的预言,测绘部门提供时空信息和物联网节点地址的编码,支撑咱们各个部门做智能化的应用。为了做好我们自己本部门的时空信息平台的建设,我们根据初期的文件也制定了我们智慧城市时空信息云平台试点大纲,也在宁波、昆明进行系列的培训,目前以重庆、广州、武汉想推12个城市,六七个方案的评审已经完成,我们的动作还是脚踏实地,谨小慎微,力争做出来的东西比数字城市的基础上确实在质的方面有一个飞跃和提升,而不是简单把数字的城市改造成了智慧城市,只是名称上的变化。

  这个质的飞跃到底是什么,我想按我的个人理解,模拟时代我们提供纸图,数字时代我们一下跳到数字化时代。到了智慧城市,以网络、互联网为代表,我们完全走到在线的服务,专门部门的数据和测绘的地理信息的数据完全大家走到了在线共享的地位,通过一个公共平台把大家逻辑集中起来,享受到一站式服务。真正实现城市之间,部门之间业务的协同。老百姓也享受到这种地理信息的服务,03年到现在十年左右的时间,基本上数字城市的核心本质的和过去的变化,和每个部门建自己城市GIS,应用GIS的阶段不同,不同在这个地方,咱们基于了一个平台去做。

  到现在我觉得稍微有点变化,我们从互联网的时代走到一个移动互联网的时代,移动互联的时代既然要移动互联说明我的终端是很希望轻巧,我的计算能力很差,我的存储能力很差,这个时候我要把大量的数据存在云端,要有大数据技术来支撑。智能端它的计算能力很小,要把计算和存储放入云端,移动只是负责显示和办公,支撑我的应用的东西。这个时候之所以这些技术很热,就因为我们到了移动互联的时代我们要真正开发这些新的东西,我们需要这些技术的支撑。

  我想这里面要实现这样一个新的飞跃,有几个东西可能必须要解决的。第一就是我们测绘要提供一张图,昨天访谈的时候我也说了我们现在实际上这整个测绘提供的是多张图,咱们强行对它进行切片。切成以后变成放大可以连续放大缩小的,但实际上我们的500、2000的数据和一万的数据都不是一套数据年代不一样,内容比准不一样,出现了很多的跳跃。我们不能给用户提供一张图,让各种专业信息放不到一张图上我们是多张图。第二能不能众源的数据,我们这一张图问题解决了,能不能把政府部门交通、工商、环保、电网、自媒体的数据各种社交媒体的数据放到地理信息上,放到同一张图,这个能够把分布式或者物理的众源的数据集中到一张图。第三能不能实现计算存储的一体化,支撑我们除了过去互联网节点的计算机去做,还有大量的移动的智能终端让大家把碎片的时间都用起来,把自己的事情处理完,移动的空间服务行不行。怎么能保证安全,这几个问题都是比较突出的,因为这几年探索的过程中,这几个问题因为要从数字城市走向智慧,我们是比较务实的,这几个问题必须要解决,所以这几年都还是没有问题。

  一个是多尺度强行连续,我认为不行。公安户籍的数据放到1999年,结果大片的小区根本没有,已经拆迁了,所以这些都已经产生了应用部门很多的问题和矛盾。怎么样能够把整个数据变成一套数据,自动综合的技术,这是国际上百年难题,一直努力大家想把从500、2000自动综合成一万,综合成百万,难度很高,一直都很难。前不久我们和张院士在武汉大学给武汉大学评价他的一个自动综合的软件系统,自动综合的程度25%,给了一个国际领先的水平,当时我没有多说,我们现在整个的这套自动化的水平可以达到95%,而且综合出来的结果和人工综合的结果完全符合度达到95%。

  我有2000的地方后面也不要了,我有5000的地方我想要下面的数据,自动综合过来就行,第一次真正变成连续的图,提供给大家,让各个部门,让老百姓把数据放在同一张图上,而不是多张图。

  第二坐标集成不够。我们一听集成就是想把各种的政府部门的公安、环保、卫生这些信息通过坐标,刚才住建部的专家说坐标系不统一。有的根本没有坐标,公安的户籍数据有的就是一个地名地址,这个地名地址可能是小区的4号楼5门,有的是这样输的,有的是4-5-702,这样的东西你要是不规范,怎么放到地图上。另外还有专家讲到这是我们带坐标的可以统一坐标系,放到我们的图上。不带坐标的我们通过一种手段可以放到图上,第三不定点不定时获取的流媒体的数据,这些数据不但不带坐标,位置基因是隐含在数据当中,这些数据怎么样上到图上,组重要的核心把这些数据统一有序的建立起来我们建立了五域空间普模型,能够把刚才三类数据还有现在社交媒体的流媒体的数据把你的基因自动通过匹配的技术拿出来,最后放到刚才的一张图上,把整个空间大数据虚化了,后面才谈挖掘、分析,连有序的整理都做不到,根本谈不上挖掘和分析。这个技术已经得到突破了。西城区是20多万地名地址,不管是来自刚才这三类数据一共是不到一分50秒完全放到这一张图上。

  第三把我们过去数据的服务扩充到计算存储和咱们的接口等等,单个S的服务、数据的服务变成4S的服务。

  第四把计算和存储建一个一体化模型,三维的二维的很快显示出来,统计查询分析这些能力都在后端计算,能够支持移动的办公系统,移动的专题应用系统的建立,这叫计算存储一体化的模型必不可少。

  刚才说定位、切换、查询、叠加都能够真正实现计算和存储完全在云端做,客户端就是来享受这样一个计算的结果。

  第五就是保密安全的技术。前面大家也提问了,1999年国家保密局和测绘局委托我研究保密处技术,我们保密处的技术出来以后得到了国家发明二等奖,推动整个导航领域的发展,不管是百度地图,国内国外的地图,最终涉及到中国这部分都是经过了保密处理的处理,咱们的导航系统加了保密插件,既保证国家安全又不影响老百姓的使用。发展到今天情况不一样了,我们现在是云和端之间不断,过去是软件、硬件数据绑定在一台机器上,现在我云和端分开了,中间还经过无线通讯,这个保密处的技术怎么办,星期一上午开始正式起动要研究这一块的东西,下一步为我们未来下一步智慧城市移动的空间位置的服务能够提供这种保密安全的支撑,从根本上解决问题,通过技术的手段解决。

  我刚才说这些技术原来是一体化的时候,导航、网络基本上用到了技术,归纳起来社会能不能一张图,答案是肯定的。让整个智能综合实现95%的自动化,这个实现起来速度效率非常高。第二把各种三类的数据完全可以放在这张图上,通过五域空间谱模型,把各种来的数据能够在空间上有序化起来,这一块已经能做到。时空信息云服务平台基本上建起来了,济宁已经建成了,真正能够把过去的单S服务变成4S服务,移动的API把二三维全部扔到云带做。云环境下保密安全现在和广州的一个大专家正在合作,也有进展,但是进展我觉得比较缓慢,保密安全技术还是有点遗憾。

  我自己的结束语,我想数字时代我们测绘给数字城市的建设提供统一的空间基础,把各类各行业的成果计算机网络希望环境下集成起来,通过数字化在线咱们现实的世界,为数字世界提供强有力的在线空间支撑,这是我们和过去不同的。智慧城市时代我们现在叫时空信息平台,也叫时空信息框架,作为统一的空间基础,同时还作为虚化的基础,各种大数据信息能够通过空间位置进行虚化的基础,把历史的现在的实时的乃至未来的信息在物联网和云计算的环境下集成整合服务。过去我们是瞬间现实世界展现,现在是连续现实世界展现。

  前几天我和刘院士去潍坊他说他看到一款车,前档玻璃完全把真实的东西放在几个挡风玻璃上,我看到的左右几乎和看到的现实世界一样,过去我们移动互联时代使我们沉浸在现实世界,实现了数字世界和现实世界二元世界有机融合,这是最大的变化,我们为智慧城市将来在这个阶段提供强有力的,任何时间,任何地点任何人都能够享受这个沉浸这个空间的二元世界融合的支撑。最后我想比较一下的话在网络时代我们提供在线服务,是一个质的变化,到了数字城市这十年。下一步进入移动互联以后,我们这一块能给各个部门提供泛在沉浸,任何人、任何时候,任何地点可以得到地理信信息,非常逼真的,有三维,有街景,更接近真是的地理信息,又有实时定位的技术,又有将来穿戴式的设备,让我们人和咱们虚拟的世界完全真实世界和数字世界融合在一起,我们提供的可能是这样一个东西,在这样的基础上各个专业部门可能更能做出一些智能化的服务,我们这个部门提供的我想就是一个泛在沉浸,会支撑这些部门更好地走向智能化。

[责任编辑:杨璐]
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