GIS助力 打造美好智慧城市
——記中山大學地理科學與規劃學院教授張新長

□ 王 輝

張新長在學術會議上發言

成立于1994年的國際歐亞科學院，是由世界著名自然科學家、工程技術專家和管理與社會科學家組成的國際科學團體。以“重視科技與經濟的融合；重視科學與技術的交叉優勢；重視人類與自然、社會的和諧發展；重視社會重大問題的戰略研究；重視國際，尤其是歐亞大陸資源的創新融合”為使命,總部設在莫斯科，在歐洲（法國）、歐亞（俄羅斯）和亞太地區（中國）建立了3個區域中心的國際歐亞科學院，已在15個國家建立了科學中心，并擁有來自46個國家和地區的600余名院士、通訊院士和榮譽委員，其中包括中國院士百余名。

2017年11月18日，國際歐亞科學院中國科學中心第二十次院士大會在北京舉行。根據國際歐亞科學院的章程，經國際歐亞科學院中國科學中心院士大會選舉推薦，并經國際歐亞科學院主席團會議審議，通過嚴格遴選，中山大學地理科學與規劃學院教授張新長在會上被授予國際歐亞科學院院士證書。此次入選，無疑是對張新長長期從事地理信息科學與技術領域的科學研究、技術發展和應用實踐工作的肯定。

辛勤耕耘 收獲頗豐

多年來，張新長一直堅守在地理信息科學與技術領域的研究與實踐中。目前他已主持包括國家自然科學基金項目(1項重點項目，5項面上項目)、廣東省自然科學基金重點項目和教育部高等學校博士學科點專項科研基金（博導類）等在內的科研項目70余項。曾獲得過國家科技進步獎二等獎1項，并先后獲得省部級以上及全國學會科學進步獎15項（其中特等獎1項，一等獎5項，二等獎8項，三等獎1項）。

截至2017年12月底，張新長已在國內外期刊上公開發表學術論文204篇，其中被SCI或EI收錄46篇；公開出版14部書籍，其中包括著作4部、教材10部，并有2部獲“十一五”國家級規劃教材，1部獲“十二五”國家級規劃教材；獲得省部級以上教學成果獎11項（其中特等獎1項，一等獎1項，二等獎5項及其他獎項等）。

由于貢獻突出，2011年張新長被評為全國“寶鋼優秀教師獎”，2014年獲第六屆“全國優秀科技工作者”稱號，2015年獲“夏堅白測繪事業創業創新貢獻獎”及“科學中國人（2016）年度人物”稱號。

獲授予國際歐亞科學院院士證書

多年來，通過開展的系統性工作和堅持不懈的努力，張新長在地理空間信息多源數據融合集成、智能化管理與數據庫自動更新等方面，已取得了一系列豐碩的創新成果，并已在城鄉統籌空間規劃等領域得到了大量的推廣應用，其主要的科技成就與學術貢獻不容小覷。

隨著空間數據獲取技術的發展和數據庫資源的不斷豐富，地理空間數據獲取手段呈現出三多（多平臺、多傳感器、多角度）和三高（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時相分辨率）的特點，如何更加有效地獲取數據并提取信息，并將這些不同來源和不同結構的數據有效融合與集成起來，實現數據庫的快速高效更新，是地理信息領域的研究熱點，也是亟待解決的難題之一。

在此情況下，張新長帶領團隊攻堅克難，在地理空間信息的信息整合、智能發現與數字化快速獲取方面，突破了從理論方法到技術應用的一系列難題，創立了一種多源異構地理空間信息融合集成的理論方法與模式，形成了地理空間信息整合、提取、更新、應用服務的一整套完全自主知識產權的技術體系及系列化成果，實現了多源異構數據的有效融合。

之后，面向地理空間信息系統建設和數字城市（智慧城市）服務平臺建設的重大要求，團隊又突破了海量空間數據的一體化整合、空間關聯更新等理論難題和核心技術，進一步創建了地理空間信息一體化整合與空間數據庫動態更新智能化處理平臺，由此實現了數據庫的自適應更新，為智能城市建設提供了高效準確的數據保障。

面對目前我國城鎮化過程中存在的各類規劃內容沖突，缺乏有效利用，土地的節約集約化利用程度低，城鄉規劃決策科學化水平偏低等重要問題和新型城鎮化規劃、監管、決策對地理信息服務的迫切需求，張新長更提出并構建了城鄉統籌空間規劃信息平臺與全生命周期管理模式，為城鄉一體化發展的新型城鎮化建設做出了重要貢獻。

作為我國數字城市最早的研究者之一，張新長見證了中國數字城市發展的一個個關鍵節點，對其未來的發展，張新長有自己的想法。他覺得，現在的數字城市建設還存在虛擬體和真實體二者之間不能很好地智能化關聯，真實的現實世界和虛擬世界脫節的情況，所以才有了物聯網、云平臺、大數據這些新技術的相繼問世，而這些技術就是為了將兩個世界有機地結合起來。其中，大數據的作用尤為重要，長期發展下去，不僅會改變科技發展、商業競爭的游戲規則，也許將來評價一個國家、一個地區是否強盛，將更多取決于對大數據的掌握情況。

順應大數據發展的大趨勢，張新長帶領團隊早已開展了相關的研究，目的就是將大數據中最有用的信息挖掘出來，然后通過進一步整合，模擬未來城市的發展趨勢。“如果這個做好了，其他的問題將會迎刃而解。但總體來說，道路是曲折的，前途是光明的。”張新長告訴記者。

一心求學 一心求變

在地理信息科學與技術領域摸爬滾打了將近40年的張新長，年輕時便十分好學。“文革”十年社會動蕩，都絲毫沒有動搖過他一心求學的信念。1978年，還是“知青”的張新長，作為國家恢復高考制度后的首屆考生，憑借優異的成績，考入當時的武漢測繪學院（現為武漢大學）地圖制圖專業學習。在大學里，張新長爭分奪秒，刻苦鉆研，為增加知識儲備，付出了很多的時間與精力。

在線開放課程建設與教學模式創新研究

本科畢業后，憑借優異的成績，他順利走上了工作崗位。5年時間里，他先后就職于新疆測繪局、湖北省測繪局，雖工作穩定，但他覺得這并不是自己想要的人生。為了更好地將自己的專長發揮出來，張新長決意辭去工作，繼續求學。于是他考取了武漢測繪科技大學（現為武漢大學）地圖制圖與地理信息工程碩士研究生，并相繼獲得了地圖制圖與地理信息系統工程專業的碩士和博士學位，為自己的學業生涯交付了一張完美的答卷，也為后來從事科學研究奠定了堅實的基礎。

1990年，博士畢業的張新長進入武漢測繪科技大學地圖制圖系任職，4年后調職中山大學，由此開啟了他在那里近30年的教學生涯。

20世紀90年代的中山大學地理學系GIS（地理信息系統）課程尚未開設，張新長憑著自己出色的專業素養以及熱情與堅持，主持創辦了中山大學GIS本科專業，填補了中山大學地理學科沒有該專業的空白。之后，張新長在地圖學與地理信息的研究方向上愈鉆愈深。

張新長告訴記者，在科研和教學上，他真正的起步其實開始于1998年從英國學習回國之后。1997年，作為高級訪問學者，張新長前往英國東倫敦大學學習GIS應用。

留英一年，張新長獲益匪淺。“出去后發現國外真是不一樣，一所二流的大學，學科教育居然發展得那么好。”張新長說。最令他吃驚的是，當時在英國買房可以先在網絡上進行區域分析，買家提出條件提交后，網絡可以幫買家進行空間分析，挑出一些符合條件的地段供買家選擇。“這就是現在尋常的疊置分析和緩沖分析，而那個時候英國早已做出來了。”驚嘆之余，張新長更多考慮的是如何將這些先進的技術學到手。

在英國的一年，通過不斷摸索，張新長已逐漸掌握了當時最流行的GIS軟件Arcinfo，并對自己從事的專業有了更深刻的認識。回國后，對于所從事的工作張新長覺得心中更有底氣了。

1990年代，中國的地理信息行業正處于起步階段，教學條件比較落后。盡管當時工資較低，張新長還是自掏腰包，湊了8000多元買了一臺電腦，用于教學、備課。“那時只能在黑板上給學生們講GIS硬件是怎么回事，講打印機是怎么回事，現在想想其實還蠻有意思，但在當時來說真的是太無奈了。”張新長回憶說。

喜歡做科研，喜歡講課，更希望將自己的思想、自己做的研究成果一代一代地傳下去，讓更多的人學習到，這是張新長非常樂于嘗試的事情。“如此，作為一個教育工作者，我才算盡職了啊！”他笑著說道。

與時俱進 玩轉MOOC

從教以來，張新長始終以嚴謹的治學之風，敏銳的科研眼光以及虛懷若谷的長者風范，感染著一屆又一屆的學生，這在無形之中也為他帶領的學術團隊注入了強大的凝聚力和創造力。

在本科生的教學上，他不僅重視學生理論知識的積累，更重視學生實際動手能力的訓練。為使學生將學到的理論知識與實際工作結合起來，在他的奔走努力下，學校已與廣州、佛山、增城等地的企事業單位和相關部門合作，建立了中山大學地理信息科學本科專業的實習基地。

在研究生的培養上，他的要求則更為嚴格。“五加二”“白加黑”地學習與工作在其團隊成員看來是再平常不過的事。兩周一次的例會，他會給碩士生和博士生安排好每周的具體任務，并把要求完成的實驗指標定下來。他說：“不嚴厲，學生不可能出成果。”他覺得一個合格的GIS畢業研究生，一定要做到三會，即：一會計算機編程；二會撰寫論文；三會“講故事”（做報告），還要會針對不同的對象區別表達。嚴師出高徒，張新長帶出的畢業生往往都成為了各單位競相爭搶的“香餑餑”。

除了嚴厲，張新長還非常注重對學生良好心態的培養。他認為，做事情一定要有一個平和的心態，凡事只要盡心盡力去做了，就無愧于心了。但在這個瞬息萬變的時代，變化往往比計劃還要快，如何能夠真正做到時刻保持平和的心態，并不是一件容易的事。對此，張新長有自己調節的方法，他經常對學生說：“‘忍一時風平浪靜，退一步海闊天空’，要與人為善，不要斤斤計較；另外，更不要糾結于眼前的得失，眼光要放長遠，與時俱進，跟上時代的步伐。”

隨著移動互聯網的迅速發展，教育也面臨著新的挑戰。在這樣的大背景下，張新長想要做的就是用實際行動，為推動中國地理信息教育事業的發展貢獻屬于自己的一份力量。

在GIS專業已有近40年積累的張新長，一直以來都懷抱著這樣一個想法。他覺得，如果GIS課程只講給中山大學的學生聽，范圍有點太小了，應該想辦法把多年的教學與研究成果奉獻給全國高校的GIS學子。于是，在幾十載的教學生涯中，張新長一直在尋找著一種新型的授課方式。

2014年11月，張新長參加了在武漢舉行的第五屆高校GIS論壇，并發表了題為“國家精品視頻公開課‘數字城市’建設與MOOC思考”的演講，當即引起了不小的轟動。演講過后，有人問他：“張教授怎么也趕時髦玩這個東西啊？”他笑著說：“我就喜歡玩這個，這個事情很有意義，它對于促進中國高等教育公平性和普及性太重要了。”

最早于2011年興起于美國的MOOC（massive online open courses），是一種新型的大規模在線網絡課程模式，這種新授課模式的出現讓張新長興奮不已。

張新長任教的中山大學作為華南的知名學府，在這種新授課模式興起不久以后便緊跟潮流，抓準時機，在華南地區率先將MOOC引了進來。

懷著傳播知識的滿腔熱情，在學校教務處的大力支持下，張新長以獨特的視角，首先開設了中山大學MOOC試點課程《地理信息系統概論》，由此他也成為了中山大學MOOC的開創者。一直以來想要啟迪更多學生的樸實愿望，在張新長那里實現了。

其實在開設MOOC之前，張新長早已在創新授課模式上做了一些嘗試。他的另一門課程《數字城市》已被“國家精品視頻公開課”收錄。憑借淺顯易懂、輕松活潑的教學語言和新穎的教學方式，這門專業課程已在國家級視頻公開課的992門課程中獲得了總排名第5的高人氣排名，評論量也高居榜首。截至目前，該課程點贊數已超過34萬人次，寫評論超過3.5萬人次。作為中山大學第一批進入“國家精品視頻公開課”的課程，它同時也是目前在全國測繪地理信息領域僅有的兩門“國家精品視頻公開課程”之一。

參加2017歐亞經濟論壇科技分會

與精品視頻公開課程面對國內普通大眾開放這一模式不同，MOOC面對的是所有大學生，張新長開設的MOOC《地理信息系統概論》面對的就是全國高校GIS專業的學生。

“有一段時間我除了開會、寫論文、指導碩士和博士研究生以外，心思全放在MOOC上了。”張新長說。為了上好MOOC，張新長花費了頗多精力。教學視頻由二三十人的團隊精心制作，課堂上說的每句話都經過精心設計，每一個概念都經過認真核實，每節課都按照知識點來作為索引，完全按照公開出版的要求來精心錄制。“制作一節課的工作量比我上10次課的工作量還要大。”盡管過程辛苦，但張新長仍然樂此不彼。現在，《地理信息系統概論》作為國家級精品在線開放課程及我國測繪地理信息領域第一門中國大學MOOC課程，已于2016年9月1日正式開課，并于2017年12月獲得了國家首批精品在線開放課程稱號。

張新長說：“人生就該是這樣的，自己喜歡做一件事，最后把這件事做好了奉獻出來，讓大家一起共享。如此，自己付出的努力也值了。以MOOC這種形式總結已經教了近30年的《地理信息系統概論》這門課程，就當是為我自己的GIS教學生涯畫個句號吧！”

從求知若渴的少年到鬢發染霜的學者，從普通技術人員到科技領軍人才，科研夢想作為一條主線一直貫穿于張新長的生命旅程中。“吾生有涯，而知無涯”，在浩如煙海的知識海洋里，張新長始終保持著一顆開放、熱切的求知之心。每天堅持早起看書，關注GIS的最新理論動態，了解GIS的最新技術，始終走在GIS的前沿，是張新長對自己的要求。

“仁者不憂，智者不惑，勇者不懼”，對于未來面臨的挑戰，張新長顯得從容不迫。因為，始終與自己賽跑的張新長，從未停下過繼續探尋的腳步。