人類活動的信息80%與地理位置相關。地理信息系統(tǒng)就像是人的第三只眼睛,通過遙感航拍、全球定位,地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理還原,對包括地名、境界等人文要素所對應的空間位置和空間范圍,進行準確描述。伴隨國產地理信息產業(yè)的發(fā)展壯大,中國,正在睜開自己的第三只眼睛。
“測繪困難,從30年前就知道,70年代開展的第一次西部地區(qū)1:10萬地形圖測圖大會戰(zhàn)中,100多名測繪人員受傷致殘,42人獻出了寶貴的生命?!?國家測繪局西部測圖工程項目部主任、中國測繪科學研究院院長張繼賢語氣沉重地一句話、幾個簡單的數(shù)字描繪出來的悲壯場景卻讓記者為之心驚。
2005年5月正式啟動的西部1:5萬地形圖空白區(qū)測圖工程,又被稱作“困難地區(qū)1:5萬測繪工程”?!拔覀兘兴щy地區(qū),說的并不是這個地區(qū)的經濟困難,而是測繪條件困難”。
“測繪不是游覽,以前,測繪人員要想繪制出一張地形圖,需要把繪制地區(qū)的每個地點都走到,不論沼澤、高山還是湖泊,你才真的能體會到什么叫困難?!爆F(xiàn)在,針對西部的艱難環(huán)境,測繪工程采用了航天遙感、數(shù)字航空攝影、航空航天合成孔徑雷達、衛(wèi)星導航定位、地理信息系統(tǒng)、無控制點或稀少控制點測繪等現(xiàn)代地理空間信息技術的集成手段。
地理信息技術簡稱3S,是遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS的統(tǒng)稱,因這三個概念的相應英文中都分別含有一個“S”且應用層面相互滲透而得名。
GIS是一種采集、處理、存儲、管理、分析、輸出地理空間數(shù)據(jù)的計算機信息系統(tǒng),其核心是用計算機來表達、處理、存儲和分析地理信息。
在3S中,習慣將GIS比作大腦,RS、GPS比作兩只眼睛。從這個比喻里,也就可以大概看出GIS的作用及地位。
“我們希望到了今天,利用我國先進的地理信息技術,能夠安全順利地完成這項工程?!?
3S為生命護航
三江源地區(qū)位于我國的西部、青藏高原的腹地、青海省南部,為長江、黃河和瀾滄江的源頭匯水區(qū)。三江源區(qū)以山地地貌為主,河流密布,湖泊、沼澤眾多,雪山冰川廣布,是世界上海拔最高、面積最大、濕地類型最豐富的地區(qū),素有“江河源”、“亞洲水塔”之稱。國家西部1:5萬地形圖空白區(qū)測圖工程的第一個測圖區(qū)域,就選在三江源。
張繼賢從事測繪工作已經快20年了,在他的工作歷程中,經歷了也耳聞目睹了很多的生命無常?!暗谝淮挝鞑繙y繪戰(zhàn)中,就是因為科技手段不發(fā)達,才有了那么多的人員傷亡?!?
在西藏,有一種自然災害比洪水、地震常見,發(fā)作時同樣危害嚴重,它就是泥石流。
提到泥石流,就不能不提一個人,他是在1958年領導了祁連山冰川考察,接著又在蘭州創(chuàng)建了中科院蘭州冰川凍土研究所的冰川、地理學家施雅風。
施雅風從青藏邊緣第一次走進腹地西藏是在1963年,在他到達拉薩時,自治區(qū)公路局的總工程師找上門來,說川藏公路波密段,常有冰川爆發(fā),沖斷公路,你們能否去看一下,想一個整治的辦法。施雅風就在交通廳工程師楊宗輝的陪同下去了藏東的古鄉(xiāng),那里每年要發(fā)生幾十次冰川泥石流——此前西藏人并無“泥石流”概念,只說是冰川爆發(fā)。
第二年施雅風又組織由杜榕桓任隊長的考察隊前往古鄉(xiāng),在泥石流爆發(fā)現(xiàn)場作詳細考察,并特邀上??朴皬S拍攝了電影《泥石流》——銀幕上的泥石流滔滔而來,席卷山林,無堅不摧地推進,顯示了大自然冷酷的威力,震撼人心。那部電影播放在六十年代中期,在后來的世界電影節(jié)上,曾獲得了國際金獎。從此,不僅西藏人,全國和全世界都知道了——世界上除了洪水、地震、火山爆發(fā)等自然災害,在青藏高原的一些地區(qū),還有泥石流危害甚烈。
在70年代的首次測繪戰(zhàn)中,犧牲的42人,大部分就是被泥石流奪去了生命。
時間回到2006年,5月份發(fā)生的一件事情,讓張繼賢的心中略有了一絲安慰。
23日下午,先行進駐三江源的測繪小組在西部地區(qū)作業(yè)時,突遇泥石流,吉普車陷到了山峽中間,無法動彈。生命懸之一線,而泥石流還在加劇,時間就是生命。小組成員馬上與測繪科學院總部聯(lián)系,總部利用GPS定位和衛(wèi)星通訊確定了車輛的位置,聯(lián)系三江源政府,派出了救援隊伍。
1個小時后,小組成員被轉移到了安全地帶,沒有一名人員傷亡?!岸@個,不過是我們工作中一個小小的事件,這樣的事件數(shù)不勝數(shù),但是有了現(xiàn)代化的裝備,有了3S的加入,我們安心不少?!睆埨^賢的語氣中透露著一絲擔心、一絲安慰。
在安全保障系統(tǒng)之外,3S技術更多地是被應用在測繪工作中。針對常規(guī)測圖技術難以在西部無圖區(qū)實施的困難,綜合發(fā)揮衛(wèi)星遙感、導航定位和地理信息系統(tǒng)等技術的優(yōu)勢,加強科技創(chuàng)新、發(fā)展適用于西部特殊條件下的測圖技術,是這項工程的突出特點。
采用IMU/DGPS(高精度航空定位導航姿態(tài)測量系統(tǒng))輔助技術的航空攝影測量技術,實現(xiàn)西部測圖的稀少或無控制點的遙感影像測圖技術,極大地減少外業(yè)工作量,建立內外業(yè)一體化測圖的新生產模式。
為了解決西部云霧遮蓋地區(qū)無法進行航空攝影的問題,該項工程計劃采用機載和星載合成孔徑雷達遙感影像,發(fā)展SAR(合成孔徑雷達技術)和InSAR(合成孔徑雷達干涉測量技術)地形測量質量控制、高分辨率機載SAR影像處理、星載SAR影像立體、干涉測量技術。
該項工程將采用的另外一項的重要技術是地形圖地物要素的綜合判調技術,結合西部自然地理單元復雜多樣的地形地貌特征和人員可到達情況,建立地形圖地物要素的多源遙感影像解譯特征,發(fā)展和形成適用于西部困難地區(qū)測圖的光學遙感影像、雷達遙感影像和光學和雷達遙感影像融合的地形圖要素解譯和提取的影像測繪技術。
為了更好的完成西部測繪任務,從2003年8月至2005年5月,中國測繪科學研究院先后進行了IMU/DGPS輔助的航空攝影測量試驗,機載合成孔徑雷達測圖試驗和機載雙天線合成孔徑雷達地形干涉測量試驗。
參加了巴西的OrbiSAR機載雙天線合成孔徑雷達系統(tǒng)在意大利某地區(qū)的雷達地形測量試驗,與加拿大RadarSat International公司合作開展了利用衛(wèi)星合成孔徑雷達數(shù)據(jù)進行立體測圖的試驗;與法國地理院(IGN)和SPOTImage公司合作重點進行了稀少控制點的高分辨率衛(wèi)星遙感影像(SPOT 5)測圖試驗研究。試驗區(qū)總面積達10余萬平方公里,高差3000米。同時積極開展了航空航天光學、雷達遙感影像測圖的技術集成和軟件研制。四處奔波的測繪組成員們,心里都是同一句話,“精確再精確”。
政府大型應用在即
我國其他省市的1:5萬地形圖庫80年代末就已經建好,現(xiàn)正進行更新。西部地區(qū),卻始終是空缺狀態(tài)。在我國西部南疆沙漠、青藏高原和橫斷山脈地區(qū),由于氣候、環(huán)境、交通等條件和以往測繪技術裝備水平的限制,這片地形圖空白區(qū)只有70年代的1:10萬地形圖。這些圖件信息陳舊,數(shù)據(jù)需要更新。
前些年也曾有這樣的教訓,國家對西部某工程項目投資100多億元,由于缺乏基礎測繪圖件而進展緩慢。有些工程臨時應急測圖,投入了數(shù)倍的人力和財力,結果還只是取得沿線星星點點的成果,只能應付局部需求,沒有按國家統(tǒng)一標準測制,其成果不能滿足其它部門后續(xù)的工作需求。
隨著西部大開發(fā)和國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,西部基礎設施建設規(guī)劃、設計和施工,資源調查與開發(fā),生態(tài)建設和環(huán)境保護,維護邊界安全以及西部科學文化的進步,都愈加迫切地需要1:5萬地形圖資料才能開展工作。
為了支持國家經濟建設,這就是中國測繪科學院急切地開展西部地區(qū)1:5萬測繪工作的主要原因。
同樣的原因,與我國第一次全國土地調查時隔20年之后,2006年8月14日,國土資源部公布《地籍管理“十一五”發(fā)展規(guī)劃綱要》,即將開展第二次全國土地調查,建立國家級和全國31個省級、331個市級、2800多個縣級土地利用現(xiàn)狀調查數(shù)據(jù)庫。
20年前的那次土地普查,動用了20萬人力,歷時10年才告完成。而這一次,中國土地勘測規(guī)劃院副院長謝俊奇表示,地理信息技術將成為最主要的調查手段,全部工作要求在3年內完成,而且要“覆蓋全國,不留任何空白”。
這一訊息的出現(xiàn)將這兩年開始火熱的地理信息技術又推向了一個備受關注的頂峰。在新華社發(fā)出這條消息之前,各家產商已經通過自己的消息渠道秘密探聽到了這個動向,傾巢而出,匯聚京城。
目前,第二次全國土地調查行動已經報國務院審核,就等待正式的批復。但據(jù)內部人士可靠消息,在九月下旬,正式的批復就會發(fā)下來,接下來的,會是一系列的工作安排會議及招標活動。
而國家的采購法的第十條也明確指出,政府采購應當采購本國貨物、工程和服務,除一些特殊情況外。關乎國防安全的土地調查,是對國產GIS產業(yè)的一次考察。
群雄生
全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室成立于1980年,它隸屬于中國科學院遙感應用研究所。這也是我國開展地理信息系統(tǒng)方面工作的標志。
伴隨著老一代科學家陳述彭等對地理信息技術的研究,我國地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力、空間分析功能、人機交互、地圖輸入、編輯和輸出技術均有較大發(fā)展,使地理信息系統(tǒng)逐漸走向成熟。在這期間,推出了圖形工作站,微型PC機性能價格比大為提高,加上計算機網絡的建立,使地理信息的傳輸效率得到極大提高。
在中地公司的董事長吳信才的辦公室里掛著一張地質圖,這張圖是耗費地質工作人員們十年的時間才完成的。清晰流暢的線條讓你很難看出這張圖是手繪而成。在80年代,基本上所有的地質圖都是手繪的。正是這張圖,促使吳信才去開展對電子成圖的研究。
1985年,為改善地質圖件手工制圖局面,中國地質大學組織考察團去日本學習,吳信才教授隨團同行,帶回了MV-10000小型機。此款小型機分別由日本和美國兩個國家制造,設備間不能兼容。吳信才狠下決心,重新編制軟件來指揮整個系統(tǒng)。日夜苦熬,4年后的春天,MAPCAD計算機彩色地圖編輯系統(tǒng)研發(fā)成功,填補了國內彩色地圖計算機編制的空白,吳信才的頭上,也多了幾絲白發(fā)。
在國外,1986年,美國ESRI公司為基于PC 的GIS站設計了PC ARC/INFO。ESRI成功地向GIS軟件開發(fā)公司轉型。觸角開始延伸至亞洲。
“圈地”運動
90年代起,地理信息系統(tǒng)步入快速發(fā)展階段。
從這時起,GIS市場開始了十年之久的“圈地”運動。
1992年,對于吳信才與劉永夫妻二人來說,有著非同尋常的意義。這一年,武漢華地圖形公司成立了,從事軟件研發(fā)、技術創(chuàng)新。這是吳信才與劉永的第一家公司,吳信才人董事長,劉永任總裁,公司的成員也就是最初吳信才率領的課題組成員,共5人。這時候的劉軍,還沒有想到如何去開拓市場,成立公司也更多地是因為不斷的有需求上門。
兩年后,武漢麥普計算機公司成立,主要從事將課題組研發(fā)的成果轉化成產品。1995年,吳信才率領著自己的弟子研制開發(fā)出微機地理信息系統(tǒng)(MAPGIS)。這套系統(tǒng),是吳信才最為寵愛的第三個兒子。
無法忽視的是,距1963年,加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系統(tǒng)這一術語,并建立了世界上第一個GIS--加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS),國外的GIS產業(yè)發(fā)展已比我國超前了30年。
就在MAPGIS頻獲獎項的時候,一些對GIS同樣有著深入研究,并看好GIS發(fā)展的專家也在緊鑼密鼓的籌備著自己的GIS公司。
依托著中國科學院強大的科研實力,1997年,中國科學院地理科學與資源研究所成立了北京超圖地理信息技術有限公司,鐘而順任董事長兼總裁,同期推出了自主研發(fā)的Supermap Gis平臺軟件。正式進軍GIS市場。同時,杰奧等多家GIS公司也都紛紛展開自己的翅膀,出現(xiàn)在GIS市場的上空。
當劉永發(fā)現(xiàn)眾多GIS公司群雄而起,領悟到發(fā)展公司是需要主動占領市場的時候,1998年,在華地圖形和麥普計算機公司基礎上,將兩家公司合并創(chuàng)建武漢中地信息工程有限公司、湖北省地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)與應用工程中心,主動迎擊。同年中地推出了MAPGIS網絡版。
ESRI當然不會落后,為了鞏固它在中國市場的霸主地位,也陸續(xù)在中國推出了他的一系列GIS產品。國內GIS市場,依然是國外產品占據(jù)著領先優(yōu)勢。
隨著業(yè)績的節(jié)節(jié)攀升,公司規(guī)模壯大后,中地依托武漢總部,陸續(xù)在深圳、北京創(chuàng)辦了中地分公司。作為老師出身的中地總裁劉永,骨子里有著一股渾厚的書卷氣,即使在公司管理上,依然表現(xiàn)得很濃厚,抱著疑人不用,用人不疑的想法,劉永任用了一批能干而且聰明的助手管理北京分公司。但是,北京、深圳分公司卻連連出現(xiàn)內部問題,嚴重阻礙了中地的外擴計劃。
2000年,在中地數(shù)碼北京失利之時,鐘而順深深扎根大本營,牢牢抓住北京市場,超圖悄然崛起,逐漸吞噬了諸多市場份額,并籌備成立了日本分公司,在日本的GIS市場引發(fā)了一場風云之戰(zhàn)。
面對市場的瞬息萬變,劉永痛定思痛,決定親自坐鎮(zhèn)北京,而她的一句話,也說明了一切,“做GIS的,不站在北京看市場,不抓住北京的市場,如何得天下?”
同時,中地研發(fā)出了新一代的MAPGIS,并放在網上免費下載,對于中地的下一步市場份額的收復,劉永充滿了信心。
此時已值2006年,超圖在市場上已經占據(jù)了30%的市場份額。鐘耳順也把總裁的位子交到了他的弟子宋關福手上,開始了超圖向第二代過渡的階段。對于超圖的“產學研”的發(fā)展方向,鐘而順始終滿懷信心。
這一場戰(zhàn)爭,直接促進了地理信息系統(tǒng)從初步發(fā)展時期的研究實驗、局部實用走向實用化和生產化。隨著各家廠商從分地自戰(zhàn),轉而進軍北京,在地理信息系統(tǒng)的區(qū)域工作重心上,出現(xiàn)了“進城”的趨向,地理信息系統(tǒng)在經濟相對發(fā)達、技術力量比較雄厚、用戶需求更為急迫的地區(qū)和城市首先實用化。
伴隨基礎通用軟件的研制與建立,地理信息系統(tǒng)逐漸走向規(guī)范化與標準化,基于地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)產品研制與生產、經營地理信息系統(tǒng)業(yè)務的公司逐漸增多。
隨著中科院超圖用戶大會、中國地理信息系統(tǒng)第四屆海峽兩岸研討會、中地數(shù)碼用戶大會的陸續(xù)召開,國內市場的市場格局已經初步顯現(xiàn)。擁有核心技術的國產GIS廠商基本由中地、超圖、杰奧三家三分天下,而中地與超圖也牢牢占據(jù)著市場分額排行榜的前兩位。
目前,國內有著1500多家從事GIS方面的廠商,但是在百花齊放的下面,少有幾家是超過百人規(guī)模的GIS廠商。GIS的高技術門檻,數(shù)據(jù)信息的收集處理等問題依然困擾著所有的GIS從業(yè)者。
在采訪中,超圖總裁宋關福也不無遺憾的提到,雖然我們有了市場份額,在單子數(shù)上國產軟件已經掌握了絕對的領先地位,但是,在單子金額總數(shù)上,國產GIS仍然走在后面。國產的GIS軟件在價位上是遠遠低于國外軟件的。
面對即將到來的第二次全國土地調查,國土資源部單衛(wèi)東認為,第二次土地調查的開展確實是給國產GIS提供了一個發(fā)展的機會,但是各廠家如何把握這次機遇,是把眼光簡單的鎖在單子上,還是利用這個發(fā)展契機開展國產技術的研發(fā),從更長遠的角度去占領GIS市場,就要看誰更有眼光了,更有行動力了。
標準之痛
中國的地理信息系統(tǒng)經過十年的發(fā)展已經初具規(guī)模,但有一個詞,始終繞不開,那就是——標準。
翻開林林總總的各樣刊物,眾多帶有標準字樣的標題比比皆是,數(shù)字電視標準、手機電視標準、RFID標準……似乎,談到任何領域的產業(yè)發(fā)展,都離不開對標準的探討。誰心里都明白,標準就代表了利益,標準之爭就是利益的爭奪,誰成為標準,誰就掌握了發(fā)話權。GIS的發(fā)展,同樣無法回避的就是標準之爭。
有人說,GIS是中國軟件業(yè)的希望。因為有自己的核心技術,所以我們一定要牢牢地抓住這個行業(yè)的標準制定。
從GIS的發(fā)展初期,就在探討GIS的標準,十年過去了,標準依然沒有定論。
國家基礎地理信息中心的總工程師李莉,另外的一個身份就是國家地理信息標準化技術委員會秘書長。她的工作歷程,歷經了GIS標準的每一個發(fā)展階段。
從事標準工作十多年來,李莉發(fā)現(xiàn),我國地理信息標準研制缺乏科學的體系指導,導致已有標準之間缺乏應有的一致性。由于缺乏相對成熟的地理信息標準體系作指導,標準間的關系不明確,嚴重影響了標準的立項、制修訂以及執(zhí)行。
李莉記得,在1995年曾經出臺的過一個《國家地理信息格式轉換標準》,但是也只有文本格式,并沒有得到真正的應用。
此外,李莉認為還有一個問題就是GIS標準化工作與GIS市場需求之間存在著“兩張皮”現(xiàn)象,一方面是涉及GIS的相關標準不斷地被制定出來,從1980年我國制定標識地理政區(qū)的GB2260《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》算起,到2003年為止,我國先后研制了60多項適用于GIS領域的國家或行業(yè)標準,各種圍繞GIS標準化的研究項目相繼完成。
與此形成對比的另一方面則是GIS的開發(fā)者和使用者們普遍感覺GIS標準很不夠用,這說明標準的研究和制定只結合了部門業(yè)務,卻未能同GIS市場標準化需求有機地結合起來,GIS標準化人員與GIS企業(yè)之間溝通不足,造成標準與GIS工程實踐的脫節(jié)。
李莉在送審的《地理信息標準化“十一五”規(guī)劃》中提出來,跨部門管理的標準立項和研制缺乏統(tǒng)一指導和協(xié)調,存在重復交叉、關系失調、制定順序不合理等問題;在各行業(yè)為應對各自的急需立項編制的一批地理信息標準中,相當一部分過于零散或質量不高。
當人們過多地把眼光放到市場上的時候,對最基礎的東西可能就缺少了必須的關注。標準也是如此。在每個標準所代表的公司都在爭奪標準的話語權的時候,有誰更多地思考過對基礎層面東西的研究?
李莉大膽的提出設想,我們是不能放棄國產的GIS標準。但更應認清標準的本質是什么,是否可以在最基層的部分,通用的科學標準部分采用國外已經很成熟的標準,因為我們即使自己研發(fā),基本的科學是不會改變的,萬變不離其宗。對于基礎科學之上的產品標準研發(fā),一定要牢牢抓住。這一部分,是決定著市場份額的標準。





總裁劉永(右二)

記者手記:
無人知曉與遍地開花
“GIS是什么?GPS好像聽說過”。這并不是從一個普通民眾嘴里說出來的,而是一位IT記者的迷惑,或者說一群IT記者的迷惑。
當我向劉紀遠所長詢問我國遙感衛(wèi)星的級數(shù)時,他很訝異我對于“級數(shù)”這個詞語的了解,其實,我也僅僅是從以前的采訪過程中了解到這個詞語。
在一次專訪中,除了一位來自測繪方面的專業(yè)刊物的記者,在場的記者對GIS的了解實在少之又少。鐘耳順教授先用20分鐘給在場的記者進行了GIS普及教育,才開始問答。
相別于大眾對GIS的知之甚少,GIS的應用早已遍地開花。飛機導航、汽車導航、定位、網上位置搜索,這還不包括電子政務工作中,對管線、人口分布、交通流量等各方面的數(shù)據(jù)管理和分析,支持這些工作運轉的都是GIS平臺。
從開始準備這篇文章到上版,歷經了20天的時間,這期間,歷經兩次地理信息技術界的大會,面對眾多晦澀的資料,我心中一度有著放棄的想法,去尋找另一個選題。但是,開發(fā)新領域,報道熱門領域的想法使我堅持了下來。也很慶幸自己堅持了下來,才直面了一個領域的成長。
一直以來,GIS都有著很高的技術門檻,從事GIS研發(fā)的人都是從一個痛苦的過程中歷練而來。一轉念間,就會有很多堅持不住地人從這個領域消失。
但是,當我看到劉永疲憊卻依然堅定的眼神,看到鐘耳順笑談連計劃生育也在利用GIS平臺構架整個規(guī)劃時欣慰的表情,我覺得他們收獲了。因為他們看到了GIS的應用普及,能夠看到自己研發(fā)的技術被廣為應用,他們心愿足矣。
其實,在遍地應用與無人知曉的中間,最該做點什么的就是我們媒體。當一樣東西已經存在很久,應用很廣的時候,大眾卻對其無甚了解,是我們媒體的失職。所以,我再次慶幸,我能夠把這篇文章帶給大家,是我對我工作的一次補救。(責編:Jason)
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