9月15日，由北京超圖軟件股份有限公司主辦的“2011’SuperMap GIS技術大會”在北京國際會議中心舉行。中國工程院院士李德毅先生應邀參加了本次會議，并做了題為的《云計算讓地理信息走向飛天之路》的報告，以下是文字實錄。

　　各位專家、各位同仁非常高興參加關于地理信息的研討會。我今天主要從計算機、空架和網(wǎng)絡講一點在云計算大環(huán)境下怎么樣讓地理信息走向飛天之路。

中國工程院院士李德毅（3sNews 配圖）

　　三年前，如果說云計算經(jīng)常聽到一些人跟我講這叫“概念炒作、新瓶裝舊酒”。三年后身邊云計算的痕跡已經(jīng)看的非常清楚，于是很多人都說我們就是搞云計算的，人人都在搞云計算。這就奇怪了，到底云計算是什么?在華為的新聞發(fā)布會上，曾經(jīng)聽到過云計算概念清楚、八仙過海、云里霧里。我一個好朋友給我短信告訴我能不能把最后四個字改成騰云駕霧，他的概念很好，但是還沒有到這個程度。

　　我今天從地理信息角度，講講云計算給地理信息產(chǎn)業(yè)帶來的機遇和挑戰(zhàn)。我來到這個世界上，我覺得用電就交電費就可以了，但是我們在過去三十年里，我們卻發(fā)現(xiàn)家家都買了計算機，人人都能當軟件工程師。我在部隊工作過，那時候人人都用地理信息系統(tǒng)，我認為這個時代云計算正在讓信息技術和信息服務實現(xiàn)社會化、專業(yè)化，包括地理信息服務在內(nèi)的全社會公共服務應該成為一個國家的公共基礎設施。這一點就是我說的概念清晰。無論是政府還是企業(yè)家、還是老百姓，在對云計算的概念上已經(jīng)清醒了，不需要再去討論云計算的定義是什么。

　　當前社會在轉(zhuǎn)型、企業(yè)也在轉(zhuǎn)型、軍隊也在轉(zhuǎn)型。轉(zhuǎn)什么型?就是新的技術精確的調(diào)控物質(zhì)和能量的時代。就是要精細化，精細化的目的是提高資源的利用率，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式。所以說技術角度來講，這個社會給我們搞IT行業(yè)的人帶來了機遇，讓我們通過信息技術充分調(diào)控這個地球上比較寶貴的能源。于是感知、認知和控制這三個事情變得尤為重要。導致了物聯(lián)網(wǎng)的興起，物聯(lián)網(wǎng)就是物與物聯(lián)網(wǎng)，智能手機使我們?nèi)巳寺?lián)網(wǎng)，人和物在什么地方都需要地理信息的支持。因此云計算正在讓地理信息系統(tǒng)走向飛天之路。

　　一、從圖靈計算到云計算

　　我們看看為什么會出現(xiàn)這樣的變化?地理計算環(huán)境的變化，我們用十幾年搞大型機，用十幾年搞小型機，然后用十幾年搞桌面互聯(lián)網(wǎng)、WEB2.0等等。我們現(xiàn)在覺得這些事情成熟了，于是我們開始搞移動互聯(lián)網(wǎng)。手機上有兩個重要的東西，一個就是導航定位，一個就是感知的照相機攝象頭。這兩個加上互聯(lián)網(wǎng)使社會發(fā)生了變化，這是計算環(huán)境的變化。再看看軟件工程，計算環(huán)境變化已經(jīng)過渡到網(wǎng)絡為中心，現(xiàn)在必須以網(wǎng)絡為中心，以網(wǎng)絡為基礎。

　　看看軟件工程，1968年提出了一個新的概念，我們走過了70年代的過程，80年代的背景，尤其重要的是對地理信息系統(tǒng)面向?qū)ο蟮募夹g起到了不可替代的作用。我們現(xiàn)在用的拖拉拽都是因為面向?qū)ο笤O計的。后來我們面向領域、Oracle數(shù)據(jù)庫給我們做了帶頭作用，一個行業(yè)的示范作用?，F(xiàn)在我們突然發(fā)現(xiàn)一個新的單詞叫SOI，面向服務的價值，體系結(jié)構(gòu)，后來翻譯成叫框架，后來人們覺得SOI也不行，應該叫SOC，面向服務的技術。把軟件當作服務，把我們軟件工程師降格了，現(xiàn)在說軟件是服務，這就是云計算最核心的事情。它告訴我們一個真理，軟件工程不要再簡單的面向單機，簡單的面向一個云，一個中間件，面向?qū)嵺`，要轉(zhuǎn)為面向需求、面向網(wǎng)絡、面向服務。

　　對于一個60年代、70年代、80年代大學畢業(yè)的工程師，這個轉(zhuǎn)型是痛苦的，因為大學沒有教他。

　　我在英國讀博士的時候，咱們剛剛知道了鍵盤，人家發(fā)明了鼠標，當我們感覺鼠標良好的時候有人說數(shù)該淘汰了。后來我們發(fā)現(xiàn)了Touch，可以拖拉、放大縮小，非常好。我們現(xiàn)在看覺得鼠標該淘汰了，下一步我們手機的攝象頭，對著人民英雄紀念碑做一個改造，就變成一個場景，于是就告訴你一個信息，這叫做云導圖。拿云做解釋，現(xiàn)在我們都用智能手機，現(xiàn)在有一種手機短信可以變成聲音，聲音可以變成短信，基本都能接受這多好。所以人機交互方式告訴我們一個真理，從人引導計算的時代已經(jīng)變成計算引導人了。

　　我強調(diào)三個詞就是分享、交互和智能。今天云計算要認認真真的討論什么叫分享?什么叫交互?什么叫群體智能。我們再看看網(wǎng)絡工程師在過去20年之內(nèi)怎么架構(gòu)一個具體的網(wǎng)絡工程?

　　我們說搞CS模式，服務器的登場，尤其是高備服務器的登場很多東西可以不在客戶端做。隨著網(wǎng)絡服務器的增多，發(fā)現(xiàn)了另外一個問題，就是服務器的井噴。一個單位要搞信息服務器，要搞安全服務器等等，服務器在機房里非常耗電，沒人管。于是出現(xiàn)了服務器托管。我們現(xiàn)在的新聞聯(lián)播就是讓數(shù)據(jù)互聯(lián)，每一次新聞聯(lián)播半個小時，今天十個事件，明天八個事件，怎么辦呢?在北京搞服務器托管每個月要有20萬的用電，于是科學家們想這么多服務器托管，還不如搞一個虛擬化，現(xiàn)在出現(xiàn)了服務器虛擬化。能不能搞一個彈性的、資源可以調(diào)配的，可以自管理的呢?我是在總參我們最喜歡的是自有網(wǎng)絡，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)寄托在互聯(lián)網(wǎng)上面的信息就有這樣基本的能力。那么需要一個虛擬化的集群式的彈性服務的云計算中心。像亞馬遜、谷歌都在做這件事情。

　　初期的互聯(lián)網(wǎng)支持盡力而為的服務，核心簡單，邊緣豐富，云計算要求網(wǎng)絡及中心支持社會化、集約化、專業(yè)化的信息服務，讓網(wǎng)絡豐富、邊緣簡單、交互智能。這就是我們今年看到的云計算、智能手機，喬布斯的成功是順應這個方向所以成功。網(wǎng)絡是讓一個一個地理信息系統(tǒng)走向社會化、集約化、專業(yè)化的云計算中心。

　　我對云計算也有一個定義：云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的大眾參與的計算模式，其計算資源包括計算能力存儲能力、交互能力等，是動態(tài)、可伸縮，被虛擬化的。以服務的方式提供，再以方便的實現(xiàn)分享和交互，并形成群體智能。加速了從數(shù)據(jù)共享到信息共享到服務構(gòu)想，依托互聯(lián)網(wǎng)通過端設備、隨時隨地獲得個性化服務。買計算不買存儲，買帶寬不買交換機。

　　如果我們能夠存儲不同力度的地理空間信息，以前我們搞一個的圖1：10000就是比較大的了，現(xiàn)在老百姓要求的就是1：500，你們的地理空間存儲量到底多大?中國的地表需要多少這樣的地理信息?讓同一個端設備能夠享受到網(wǎng)絡上的不同設備，讓不同的端設備可以享受網(wǎng)絡上同一個服務，讓設備通過聯(lián)網(wǎng)服務定制實現(xiàn)個性化服務，不同的設備可以享受集群式的互服務。原來你是開發(fā)商，我是用戶，我們很清楚，你是用我的產(chǎn)品，現(xiàn)在是你是用戶我對你的開發(fā)有貢獻，你是開發(fā)者對我的使用也會有貢獻，這叫互補。

　　端產(chǎn)品擺脫了傳統(tǒng)的配制帶來的系統(tǒng)升級、開銷、更加簡潔、靈活、多樣、個性化。

　　端設備的連接有一個基礎，就是必須解決廣義的最后一公里，沒有寬帶哪有云計算?我們平時看電視、看視頻還沒有看一斷，WiFi覆蓋很小，所以斷了。所以我想告訴大家一個真理，搞云計算如果這個城市沒有寬帶支持是很難實現(xiàn)的。我們可以對未來的智能手機、智能端機做一個遐想，我們希望我們的手機關機和開機可以忽略不計，我們不想看到像計算機一樣，老板想看一個什么我們還沒有啟動，領導已經(jīng)走了。耗電還不需要太多，如果我們將來手機能夠通過人體的功能自充電，喬布斯的成功就是不換電池。我們大家知道越是關鍵時刻越是沒有電挺討厭的。還有一個就是將來利用太陽能發(fā)電，據(jù)說像劉翔這樣的運動員在奔跑過程中發(fā)一千瓦的電是絕對沒有問題的。我們希望端機更加人性化、個性化。我們希望能夠隨時變換為虛擬的搖控器，甚至能夠變成我們的身份證，拿手機上飛機不行嗎?拿手機買東西不行嗎?出海關不行嗎?我們都說云計算有一個安全問題，我想如果我們的智能手機能夠相當于你的身份證、信用卡那樣，安全級別已經(jīng)很不錯了。當然身份證、信用卡有假的，我想智能手機實現(xiàn)像智能卡這樣的功能并不是難事，而且不怕丟失，丟失認證如同信用卡和身份恩正一樣處理就可以。不怕更新，經(jīng)常更新、甚至先要更新。

　　如果這樣的手機是不要錢的，全社會都有那多好。

　　用戶將以更自然的交互方式呈現(xiàn)星化服務的強使需求，無需關心特定應用軟件的服務方式，如這個軟件是否被他人同時應用。一個地理信息數(shù)字系統(tǒng)的軟件能不能同時被不同的用戶分享呢?無需關心計算平臺的操作系統(tǒng)以及軟件環(huán)境問題，無需關心計算中心的地理位置。如果你能做到三個無需關心，那么就做到了軟件就是服務，平臺就是基礎。大家現(xiàn)在都在講SaaS、Paas講的不太好，因為應用軟件是服務，所以軟件是服務，因為軟件是服務，所以支撐軟件也就是平臺服務，因為平臺是服務，所以技術也就是服務。

　　云計算對用戶來說知道了將來不再購買系統(tǒng)，而是購買服務，不再付購置費而是付服務費。用戶理念的變化給軟件開發(fā)工程提出了巨大的挑戰(zhàn)。因為我們以前是賣系統(tǒng)、賣軟件，現(xiàn)在反了。于是你要提供一個精制的專業(yè)化、細致化的服務。所以就需要彈性配置、細分市場、融合資源。

　　包括地理信息系統(tǒng)在內(nèi)的軟件，作為獨立產(chǎn)品針對用戶需求，采用自上向下逐步求精的方法，進行面向系統(tǒng)的軟件設計與面向底層技術實現(xiàn)的代碼開發(fā)與測試，讓用戶安裝并擁有軟件系統(tǒng)，這樣的時代正在成為歷史。

　　云計算的軟件開發(fā)是基于服務的軟件開發(fā)，更加強調(diào)標準接口和具有自治能力的計算組件的重用和綁定。從以前編碼為主轉(zhuǎn)化為側(cè)重建模及模型轉(zhuǎn)換的開發(fā)過程，從相對封閉的、面向固定系統(tǒng)的軟件開發(fā)與產(chǎn)品買賣方式，轉(zhuǎn)化為依托網(wǎng)絡開放資源、面項服務的聚合及租賃方式。軟件開發(fā)、軟件注冊和檢索、以及軟件租賃形成三分離的格局。

　　云計算在中國

　　當前我們正在經(jīng)過了云計算快速發(fā)展的階段，走到了云計算應用階段，我們期望云開霧散、騰云駕霧時代早日到來，我希望地理信息服務成為示范。

　　傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)能不能做到三個無需關心呢?我們問問我們的產(chǎn)品，問問我們的服務對象，我們現(xiàn)在做到了嗎?如果這樣的地理信息服務中心在上有一個地理信息服務中心，它工作時間365天，每天24小時基本不間斷，可靠率達到96.9%，空間無縫、城鄉(xiāng)跨接、數(shù)據(jù)常新、精度多樣、相對精度米級、亞米級、分米級，這很難。而且還要做到錯誤要快速解決。要做到這些地理信息更為重要。

　　移動互聯(lián)網(wǎng)的地理信息服務更為迫切

　　移動互聯(lián)網(wǎng)的帶寬迅速增長，當產(chǎn)業(yè)界討論未來的時候，我想告訴你我一個自己的預感，移動互聯(lián)網(wǎng)地理信息會來的更快。

　　二、地理信息服務中心的架構(gòu)

　　我們花了很長時間做了搜索引擎，我到現(xiàn)在超圖給了我很多雜志，好像還沒有一個功能能把地理信息架構(gòu)寫的稍微細一點。我們先說廣義的，先講郵件服務。我們的郵件都是通過網(wǎng)絡管理、郵件服務中心的架構(gòu)客戶關系管理中心、計算能力多租賃中心。搜索服務中心，要想搞一個地理信息服務架構(gòu)可以參考網(wǎng)絡上這些云計算的一些形態(tài)就可以找到地理信息架構(gòu)的形態(tài)。

　　像我們現(xiàn)在的WEBMAIL，搜索引擎和淘寶網(wǎng)基本展示了云計算中心。還可以看看維基百科，它提供了一個知識交流平臺。電子郵件服務中心架構(gòu)有很多交互服務，大致由三個部分組成，前端交互、郵件存儲、郵件處理。在前端交互做郵箱用戶的認證、付費用戶的計費管理、IP地址的數(shù)據(jù)庫連接。郵件處理里面包括將垃圾郵件清除，原來我們把處理器叫CPU，現(xiàn)在更細的是體現(xiàn)在網(wǎng)絡。同樣的道理看Google搜索引擎也是如此。因此地理信息服務中心架構(gòu)可以分成兩部分：

　　一部分是承載部分，它是關鍵技術：

　　彈性(搜索)計算：自動調(diào)整資源配置如服務器數(shù)目、內(nèi)存和硬盤容量等。和資源交互方式。

　　第二個重要的技術是動態(tài)重組，要優(yōu)化配置。

　　業(yè)務部分，很重要的是操作這塊就是要劃一個用戶社區(qū)。社區(qū)這個詞我本人希望叫社群，或者叫虛擬社群。就是哪些社區(qū)對什么樣的地理信息需要最多，你就重點服務他。一個網(wǎng)絡化環(huán)境下虛擬化提供服務。

　　第二個是服務的挖掘和服務的聚合。我們現(xiàn)在需要按照用戶的需求，要做到服務挖掘。這里有一個很周期的就是粒計算和可變粒計算。我們希望放大的不僅是地圖的尺寸、顯示度，而是要做到精細。如果你做一個可變比例尺的放大縮小就很好。

　　我在清華大學做研究的時候做了一個軟件，我做了一個圖片、做了一個文本、做了一個聲音。比如一個文本，找什么叫云計算，他告訴你只有一個點，不是像現(xiàn)在這樣的一大堆什么都來了。你需要宏觀的細致的拿手指放在那兒他會告訴你相關的，你還是看宏觀，還可以再放大縮小?？赡芤粋€科技工作者和政府官員回答什么叫云計算不同，但是整體上不會矛盾，基本一致。我們正在做這個事情。

　　地理信息服務中心架構(gòu)的演化

　　地理信息服務中心的架構(gòu)是一個演化的過程，不在于拼服務器集群的規(guī)模，地理信息服務可以從交通行業(yè)入手，因為大家知道交通是民生最為關注的問題。政府在云計算上有時候不當?shù)淖鳛楸炔蛔鳛檫€糟糕。經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣開源的軟件，分享、互動和群體智能成為軟件開發(fā)的常態(tài)。

　　我是搞軟件的，我寫了一個很好的地理信息軟件，給我一個同行發(fā)過去，我不是放到一個公共池里的，我給我一個好朋友，因為他也搞這行，他會感興趣，我拿到以后說很好，但是還有什么什么毛病，于是給我恢復了，所以在分享的同時必然有交互。如果交互的是一個社區(qū)，那么就形成一個社群的交互，這樣以來就形成了一個新的地理信息服務，這是開發(fā)的重點。軟件開發(fā)不能關起門來搞封閉式的開發(fā)，要開放式的。軟件產(chǎn)品強調(diào)的是貼近用戶需求，軟件要在線更新，要即能交互又能提供群體智能。網(wǎng)絡時代使軟件的碎片化。

　　云計算讓黃連成為一個能夠分享信息溝通文化、乃至形成群體智能的開放的社交網(wǎng)絡。人與人之間的關聯(lián)、人心的關聯(lián)、集體社群的力量，這些才是偉大的創(chuàng)造的力量。

　　我們想一想假如在中國的國土上有若干個不同分布的網(wǎng)絡信息、地理信息服務中西，那么全國各地的老百姓可以用他們的端機訪問各種信息服務。我們要學習Google，如果我們能做到這件事情可以想像我們現(xiàn)在的汽車駕駛，我們買一個信息系統(tǒng)半年以后還要去更新，多費勁。如果實現(xiàn)地理信息云服務，我可以隨時享受到所需要的信息。如果我拿一個照相機照下天安門人民英雄紀念碑，它就給我介紹紀念碑的相關情況，這就很好。如果我們的云計算讓所有的車輛上路，如果汽車發(fā)生了事故，車上有多少人、還有多少食品都應該是知道的。甚至哪兒個地方有什么人打架了都可以看到，我們現(xiàn)在北京有80萬個攝象頭，一個駕駛員出去、回來至少被照7次以上，這個信息都是浪費了。如果想一下我們的飛機都可以聯(lián)網(wǎng)，那么飛機在發(fā)生事故幾分鐘前我們都能力做到。

　　三、地理信息服務交叉應用

　　衡量一個地理信息服務中心的個基本指標：

　　1、電力耗費及其彈性使用情況。云計算應該是綠色的，那么多臺服務器能夠動態(tài)調(diào)節(jié)，能排列計算嗎?

　　2、帶寬支持及其使用情況。比如帶寬能支持多少?服務多少用戶?你說幾百個G，那么這幾百個G怎么分配，聲音多少?影像多少?文字多少?

　　3、地理信息的服務能力。就地理信息本身服務能力而言，包括覆蓋范圍、精細度怎么樣。

　　4、地理信息交叉服務能力及其使用情況。什么叫交叉服務?比如濱江路3點到4點什么地方吃飯有位置?我發(fā)出去，你給我一個答案，包括時間、餐飲、位置，這就是交叉服務。

　　5、用戶的注冊數(shù)量及其在線支付情況。你說搞云計算，如果沒有在線支付的權(quán)利那還是賣一個產(chǎn)品。

　　我最近到上海盛大公司，他們的互動娛樂做的很好，盛大的支付能力整體支付的比數(shù)總是已經(jīng)超過了淘寶。所以搞一個地理信息服務中心，你說你是國內(nèi)老大、老二，那么你的支付是怎么支付的?金融行業(yè)認可嗎?淘寶為了支付寶曾經(jīng)發(fā)生很大的糾紛，后來國家還是同意馬云。所以這里涉及到政府的支持，地理信息服務一個服務掙一毛錢很小的，但是數(shù)量很客觀，而且這種服務是隨時隨地產(chǎn)生的。

　　我們最近真正定制一些政策來引導傳統(tǒng)的云計算的發(fā)展。

　　地位系統(tǒng)：

　　云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡導航服務中心是基于衛(wèi)星定位技術，并集成通信、地理信息，慣性導航等手段而發(fā)展起來的一種組合導航服務中心。

　　人們需要的是比如我離天安門廣場有多遠?為什么不拿人民英雄紀念碑做地標呢?所以我們需要定位導航。我們還可以利用GPC+3GNet，還可以GPS+3GNet而+WiFi，我們還可以利用GPS+IMU技術。通過這樣形成一個很好的導航系統(tǒng)，加上GIS系統(tǒng)就構(gòu)成一個復合導航。

　　我在想Google在搜索引擎上賺了那么多錢，為什么還搞自主駕駛定位，他們的定位放在右側(cè)車輪子上。我現(xiàn)在在天津做一個項目，經(jīng)常跑北京和天津，導航就是一個問題。我們希望有基于云計算地理信息服務系統(tǒng)作為我的網(wǎng)絡導航。如果GPS和GIS復合導航而且能夠符合個性化，那么就會形成一個基于位置的個性化服務。我建議今天大家聽了我的報告之后，什么都可以忘記，這四個字母不要忘記iLBS，基于位置服務的個性化，我認為這個很有前景。

　　我國地理信息服務中心的戰(zhàn)略布局

　　要考慮在哪些地方設立一些國家級、公共的、精細的、可信的電子地圖空間數(shù)據(jù)中心。其布局可能個和行政區(qū)域劃分無關。一般來說這種數(shù)據(jù)中心應該建立在氣溫比較低、離發(fā)電廠比較近、帶寬比較好的地方?，F(xiàn)在東北有一個龍圖、曾經(jīng)的紅云也在搞云服務，我覺得國家、政府部門應該做一個戰(zhàn)略規(guī)劃。全國的地理空間數(shù)據(jù)中心需要一個、兩個、還是四個?肯定不是一百個，應該少一點。用帶寬換土地，用帶寬換電力。光纖傳輸百公里建設成本為210萬元，而電能傳輸比這低的多，我們可以在電力相對豐富、低溫、低地價的地區(qū)，建設國家級地理信息空間數(shù)據(jù)中心，利用寬帶通信網(wǎng)絡的華東、華南傳輸數(shù)據(jù)。

　　地理信息是整合各類自然資源、經(jīng)濟社會人文信息的基礎?？梢詮呐c地理信息相相關的交通、娛樂、教育、旅游、休閑商業(yè)等民生服務先做起。如果我們考慮到真實空間，考慮到虛擬現(xiàn)實，那么基于虛擬現(xiàn)實的真實地理空間在未來增值無限。