葉嘉安：地理信息系統(tǒng)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

文｜本刊記者 黎林峰

葉嘉安院士認(rèn)為，由于大多數(shù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)與空間位置相關(guān)，因此地理信息系統(tǒng)在建設(shè)信息化中具有非常重要的地位和作用。首先，地理信息系統(tǒng)在諸多建設(shè)信息中處于框架性的地位，它為其他各種建設(shè)信息的提供了空間位置的基礎(chǔ)參照系統(tǒng)。有了這些基礎(chǔ)地理信息就可以確定建筑設(shè)施的空間位置以及判斷各實(shí)體間的相對(duì)位置關(guān)系，從而對(duì)不同來源的其他信息進(jìn)行疊加和分析，進(jìn)一步為決策過程提供理論依據(jù)。例如區(qū)域規(guī)劃決策輔助系統(tǒng)可以通過對(duì)土地利用類型、交通網(wǎng)絡(luò)等信息的疊加在統(tǒng)一的空間參照系中進(jìn)行土地適宜性分析。其次地理信息系統(tǒng)起到了集成各種建設(shè)信息的作用。可以通過空間位置信息來獲得、集成和存儲(chǔ)各種建設(shè)信息。例如房產(chǎn)信息系統(tǒng)可以獲得建筑物的房產(chǎn)均價(jià)，地籍信息系統(tǒng)可以查詢地塊權(quán)屬等等。地理信息系統(tǒng)能夠?yàn)檫@些在建設(shè)信息化過程中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)需求基于現(xiàn)有的理論和方法提供一套完整的解決方案。

葉嘉安院士表示，當(dāng)前地理信息系統(tǒng)在包括建設(shè)信息化在內(nèi)的各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用也有了新的發(fā)展。例如由傳統(tǒng)的二維地圖向三維空間甚至多維空間發(fā)展，由傳統(tǒng)的測(cè)繪和遙感數(shù)據(jù)收集方式向與大眾參與的大數(shù)據(jù)輔助收集方式相結(jié)合的方向發(fā)展，由傳統(tǒng)的由大尺度的室外地理環(huán)境向更精細(xì)的室內(nèi)環(huán)境發(fā)展。而在建筑信息化的應(yīng)用上，這些發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在近年來融合了建筑信息模型(Building Information Modeling)的地理信息系統(tǒng)。BIM模型對(duì)于建筑物設(shè)計(jì)、場(chǎng)景分析、建筑工程管理等建設(shè)信息化工程有著重要的變革意義。而基于BIM模型的室內(nèi)空間定位和導(dǎo)航也是未來地理信息系統(tǒng)從室外走向室內(nèi)一體化的重要發(fā)展方向之一。

葉嘉安院士認(rèn)為，當(dāng)前智慧城市建設(shè)對(duì)地理信息系統(tǒng)而言既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。從技術(shù)角度來看，包括地理信息系統(tǒng)在內(nèi)的通訊技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等可以為智慧城市的建設(shè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。早在智慧城市的概念提出之前，我國(guó)、美國(guó)、新加坡以及歐盟等各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都已經(jīng)開始了國(guó)家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施（National Spatial Data Infrastructure）的建設(shè)。為了編造新一輪信息化革命的領(lǐng)先地位，這些國(guó)家從國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略上來制定政策標(biāo)準(zhǔn)來引導(dǎo)和促進(jìn)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。而空間信息基礎(chǔ)設(shè)施為智慧城市建設(shè)提供了空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為集成其他建設(shè)信息提供了空間參照系統(tǒng)。與此同時(shí)，地理信息系統(tǒng)還可以為收集、存儲(chǔ)、分析和展示這些空間相關(guān)的信息提供相應(yīng)的理論和方法，為智慧城市建設(shè)提供服務(wù)和決策支持。因此智慧城市的建設(shè)需要地理信息系統(tǒng)提供一套成熟完備的解決方案。然而由于智慧城市建設(shè)中所涉及的信息具有海量異構(gòu)等大數(shù)據(jù)特征，也為現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)。

“為了能夠更加高效準(zhǔn)確地處理這些大數(shù)據(jù)，我們需要改進(jìn)現(xiàn)有的一些理論和方法以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)”葉嘉安院士說，“正是這樣一種相輔相成的關(guān)系，使智慧城市建設(shè)既給地理信息系統(tǒng)帶來新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也為地理信息系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。”