GIS 中國距世界水平有多遠(yuǎn)

作為一種重要的社會信息資源，地理空間信息的共享與開放是一個十分重要的問題，它不只是為某一部門服務(wù)，而且是全社會各行業(yè)信息化的基礎(chǔ)。那么，究竟什么是地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)？帶著這樣的疑問，本刊記者走進了中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陳榮國研究員的辦公室，他將帶領(lǐng)我們?nèi)ソ庾x地理空間信息技術(shù)。

通過陳榮國的一番介紹，記者了解到，地球表面上的任何東西，不管有無生命，也不管有形無形，動態(tài)還是靜態(tài)，都會有空間位置，而管理和運用這些空間位置信息的系統(tǒng)就是地理信息系統(tǒng)。

地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用從專業(yè)上劃分，可以分為以下幾個方面：首先是專業(yè)GIS應(yīng)用，即各研究院在地學(xué)分析、科學(xué)探索等方面的應(yīng)用，多以單機或內(nèi)網(wǎng)模式出現(xiàn)；第二是政府應(yīng)用，目前在數(shù)字中國、數(shù)字城市和應(yīng)急響應(yīng)等領(lǐng)域應(yīng)用比較頻繁，而各信息之間的共享性和關(guān)聯(lián)性是政府應(yīng)用GIS的特點之一；第三是行業(yè)應(yīng)用，就是某一部門或行業(yè)的垂直應(yīng)用，常用于土地管理、城市規(guī)劃、商業(yè)選址、基礎(chǔ)設(shè)施管理、交通規(guī)劃等；最后是大眾最熟悉、也是GIS最淺層的公眾應(yīng)用，例如Google Earth、Google Map，偏向于互聯(lián)網(wǎng)、PDA或者導(dǎo)航上的應(yīng)用。

國際上最早的GIS應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，第一個地理信息系統(tǒng)是加拿大的CGIS系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初期，我國在行業(yè)領(lǐng)域開始了GIS研究，中國科學(xué)院在災(zāi)害監(jiān)測和資源管理等方面廣泛應(yīng)用GIS技術(shù)，國家測繪局將GIS用于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫的建立和管理。隨著社會不斷發(fā)展，GIS技術(shù)的強大優(yōu)勢在我國災(zāi)情監(jiān)測和防災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域得到了充分體現(xiàn)。2008年汶川地震期間，GIS技術(shù)、衛(wèi)星定位和遙感技術(shù)得到了空前應(yīng)用，給抗災(zāi)救災(zāi)工作提供了很多第一時間的信息。陳榮國回憶說：“2008年應(yīng)用GIS時還存在一點小瑕疵，技術(shù)還不是很成熟，但在青海玉樹地震期間，利用無人機和衛(wèi)星定位技術(shù)，我們已經(jīng)能夠得到即拍即得的監(jiān)測圖像和一手信息，我國的GIS技術(shù)在兩年時間里，實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。”

據(jù)了解，地理空間信息建設(shè)一直是國家“863”計劃支持的重點，“十一五”期間，空間數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)格GIS、三維GIS也成為重點支持的三個研究領(lǐng)域。“經(jīng)過科研工作者的共同努力，我國已經(jīng)成功研制了具有自主產(chǎn)權(quán)的高安全地理空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，網(wǎng)格GIS平臺和三維GIS平臺，這意味著今后我們可以擺脫GIS平臺軟件底層長期依賴國外數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的架構(gòu)模式，改變空間數(shù)據(jù)管理核心技術(shù)受制于人的被動局面，為實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)管理—分析—服務(wù)—可視化的全國產(chǎn)化GIS應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。”陳榮國激動地說。

談起我國GIS技術(shù)近幾年的發(fā)展?fàn)顩r，陳榮國來了興致，他欣慰地說：“我國GIS研究目前取得的成績還是非常不錯的，尤其是在軟件方面。國產(chǎn)GIS平臺的領(lǐng)頭羊之一超圖軟件已經(jīng)在創(chuàng)業(yè)板上市，另一個領(lǐng)頭羊中地數(shù)碼也在上市的籌備過程中。這幾年中國已經(jīng)趕上了很多，甚至有些方面已經(jīng)走在了國際的前沿。”但是，GIS軟件的運行還需要操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持，而國產(chǎn)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一直是限制我國GIS研究領(lǐng)域乃至整個IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，陳榮國稱：“雖然現(xiàn)在也有國產(chǎn)的操作系統(tǒng)，但市場份額還是太小，而國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫也存在同樣的問題，所以這一塊我們和國外還是有不小差距。”

據(jù)悉，GIS的數(shù)據(jù)管理依賴于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS），因此DBMS就是GIS的基礎(chǔ)，GIS的安全性、可用性和規(guī)模性都得取決于DBMS。如果基礎(chǔ)工作沒有做好，就會使后續(xù)的很多工作存在局限。更為重要的是，高精度的地理空間信息屬于國家機密信息，有些甚至是絕密信息，因此更加要強調(diào)其高安全性。由于歐美對中國高安全級的DBMS采取禁售措施，導(dǎo)致我國90%以上的地理空間數(shù)據(jù)均存儲在國外研發(fā)的非安全數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，給國家地理空間信息埋下了重大的安全隱患。“十一五”期間，科技部啟動了“863”計劃重點項目“高可信地理空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及其重大應(yīng)用”。中國科學(xué)院地理資源所作為項目牽頭單位，聯(lián)合了國內(nèi)數(shù)據(jù)庫、信息安全領(lǐng)域的頂級研究機構(gòu)——國防科技大學(xué)、中科院軟件所等單位，本著“利用全球創(chuàng)新資源，提升自主創(chuàng)新能力”的指導(dǎo)思想，開展聯(lián)合攻關(guān)。項目組經(jīng)過4年的努力，突破了規(guī)模可伸縮空間數(shù)據(jù)庫模型、高性能空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)核、分布式空間數(shù)據(jù)管理、高安全數(shù)據(jù)庫機制等一批核心關(guān)鍵技術(shù)，成功研發(fā)了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高安全空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（BeyonDB），并在此基礎(chǔ)上建成了國家級基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化運行應(yīng)用系統(tǒng)。

陳榮國坦言：“這項研究對我國GIS技術(shù)的跨越式發(fā)展意義重大。一直以來，我國使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)大多來自O(shè)racle等外國公司，用這些DBMS管理我國的地理空間信息，很可能威脅我國的國民經(jīng)濟發(fā)展和國防科技建設(shè)，因此，唯有用我們自己研發(fā)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理自己的信息，才能將主動權(quán)掌握在自己手中，避免不必要的后果產(chǎn)生。”

在了解了安全性對地理空間信息的重要性之后，我們不免擔(dān)心，如今互聯(lián)網(wǎng)上類似于Google Earth這樣的地圖軟件盛行，豈不是很可能泄露一些機密？陳榮國也表示，國內(nèi)外相關(guān)人士曾對美國谷歌公司發(fā)行的這款軟件提出過抗議，至今也不清楚這款軟件的背后用意何在。但是，就像陳榮國說的那樣，Google Earth只能展示拍到的畫面，好比看圖的人知道圖上有一座橋，對于這座橋的承重量以及其他各方面的性質(zhì)卻一概不知。這樣的軟件大多以瀏覽、查詢功能為主，偏民用性質(zhì)的居多，還不能像GIS那樣，將各類空間信息進行綜合分析得出新結(jié)論。為了保障我國空間地理信息的安全，在國家測繪局發(fā)布的公眾版地圖上，已經(jīng)抹去了比較密級的目標(biāo)，或者地圖上標(biāo)注的位置也不精確，肉眼一般很難看出來，從而防止泄密事件的發(fā)生。

作為一名技術(shù)研究者，陳榮國比較關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展情況，并且他對于創(chuàng)新的理解也比較特別。陳榮國心中的技術(shù)創(chuàng)新包含三個方面，分別是原始創(chuàng)新、改進創(chuàng)新和集成創(chuàng)新。“所謂的原始創(chuàng)新是指在以前沒有的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造新的東西出來；而改進創(chuàng)新是指在別人已經(jīng)有的基礎(chǔ)上再加以改進和完善，使產(chǎn)品更加實用；集成創(chuàng)新就是將幾個東西放在一起比較、分析，然后集成做出新的東西，用于新的用途。”陳榮國解釋道，“在科研績效考核方面，無論是教育系統(tǒng)還是研究機構(gòu)都將SCI作為重要的考核依據(jù)，對于那些創(chuàng)新概念層次的信息可以發(fā)表文章與國內(nèi)外同行進行探討，但對涉及核心技術(shù)和商業(yè)秘密的信息還是應(yīng)該提高保密意識，防止商業(yè)和技術(shù)秘密泄露。”

采訪快結(jié)束的時候，陳榮國強調(diào)說：“創(chuàng)新對于任何一個國家和民族的發(fā)展來說都非常重要，但現(xiàn)在有個別人認(rèn)為他的創(chuàng)造成果應(yīng)該屬于個人。在我看來，無論你的創(chuàng)新成果對人類社會影響有多大，首先還是應(yīng)該將國家利益置于首位，畢竟國家利益始終高于一切個人利益。”