GIS的发展(from geographic information system to geographic information service，from static to dynamic )

作为一名GIS从业者，我们知道GIS会更多的是一门技术，昨天在群里聊天还有其他专业的人说你们GIS不是一个软件吗？虽然他不是GIS业界人士，但也可看出GIS的发展更多依赖于现有计算机技术、传感网技术以及其他各方面技术的发展。

当初专业分方向时，有四个大的方向：大地测量、工程测量、摄影测量与遥感、地理信息系统。当时***副总理在2011年做了关于地理信息产业的工作指示，要建设地理信息*国，做好地理国情监测，为国家重大事件决策提供技术支持。国家测绘局以及各地方测绘局也更名为测绘地理信息局，所以就毫不犹豫的选择了GIS。最近在准备研究生复试，老师说要多关注下GIS前沿技术以及发展趋势。前面的博文《关于GIS的五项思考》（http://blog.csdn.net/liushuo_whu/article/details/20485911）是选择Michael F. Goodchild的博文。下面的话大致摘自龚建雅院士的《GIS的发展：从系统到服务 从静态到动态》一文。

我们知道GIS可以解释为geographic information system（地理信息系统）、geographic information science（地理信息科学）、geographic information service（地理信息服务）。龚院士在本文中提到地理信息技术已从系统转向了服务。

   一、从系统到服务（system  to service）

从60年代到70年代再到本世纪初，地理信息系统都是以系统为主，包括我们的专业都叫做地理信息系统专业。这个说法是不科学的，当时是因为地理信息系统太*大了，我们只是做一个系统。但是实际上我们的专业都已经在分，在理科叫地理信息科学，但是地理信息又不是科学，所以我们就叫地理信息技术。我们武汉大学想把原来的地理信息科学叫作地理信息技术，实际上叫作地理信息科学和技术更好一些。

首先，我们已经发现地理信息技术从系统转向了服务，而且这个服务还扩展到所有与地理信息相关的领域，包括空间数据资源、处理软件资源、空间信息资源、地学知识资源、传感器资源、计算机资源等等一系列的服务。将来在整个计算机网络上，我们可以把传感器资源、数据资源都注册在上面，包括计算机资源、网络资源，用户可以在整个网络上得到数据、得到信息、得到知识。这个时候就形成了我们的发展。
这里涉及服务的技术有几个方面：数据服务、系统软件服务、传感网复制，以及地学知识服务。
一是数据服务。现在大家都能看得见，GIS一个标志性的服务就是地理信息公共服务平台。首先要有一个软件，即在线服务软件，同时要有一系列的服务标准，包括注册服务标准、目录服务标准、地图服务接口标准和地理要素服务标准、地理覆盖服务接口标准、地图瓦片服务接口标准。
把我们的应用系统跟数据服务系统分开来，这就需要一系列的技术和标准。我们现在整个国家都在设立地理信息公共服务平台，各个省、各个市也都在设立地理信息公共服务平台。天地图的设计跟谷歌有些是不一样的，我们把全国各个城市都连起来，这是一个分布式的设计。分布式的特点就是可以通过这些标准，可以自动地无缝连接，这是我们国家级的标准。通过这些标准，国家、省、市之间建立一个服务的模式。
同样，对影像也能够解决这些问题。也就是说，现在大家都已经在建设基于地理信息公共服务平台的系统，在做大量的开发。在天地图上也有大量的开发，包括国家的灾害应急系统、电力系统的灾害应急系统、地震网的实时的监测系统等等。现在由于有了数据平台，大大节省了各个部门建数据库的经费和时间。从直接基于我们的公共服务平台开发应用系统这点，大家就可以看到地理信息已从系统转向了服务，已经有了很多的优点。这也是我们一个发展优势。可以说，目前各个部门，企业也好，各个单位也好，都可以自己建立一个库，不管用什么软件，根据这几个标准，都可以调到地理信息公共服务平台的数据，开发应用系统。这就大大解放了我们的生产力，也大大避免了过去那种重复建设。

二是软件服务。目前，我们都是一个系统打包，下一步的发展是我们希望通过网上提供服务。谁要开发一个系统就在网上找相应的系统来运行，这是下一步的发展。这就是一个软件服务的基本的框架。我们已经提供了数据服务平台，如果同时能够提供各种软件的平台，就能够达到我们的应用。还有一个发展，就是把这些服务放到云平台上去。软件云平台有两种，一种是私有云，一种是商业云，私有云是一个企业或一个部门建一个云服务平台，我们实验室开发的OpenRS就是这样一个系统。将来的用户可以不买数据，也可以不买软件，而只是买一个服务，得到一个所需要的结果。包括我们的遥感、地理信息系统各种服务，都可能在网上直接提供。还有一种就是商业云，国际上的几大商业公司，包括微软、谷歌、甲骨文等，都在提供云计算的服务，他们也把这些注册在云平台上面。

三是传感网服务。除了数据服务和软件服务之外，这个是我们马上面对的。传感网的发展非常快。对我们领域来说，我们有卫星、航空、无人机，这些就是传感器，如何把这个传感器和地面结合起来，这是我们的优势。传感网涉及的工作很多，包括观测系统。各种传感网要有协同观测，要研究如何聚焦服务。这个需要观测互联网、服务互联网和模型互联网。比如，地面传感网可以把各种传感器装上去，可以装到野外，没有电的地方也可以传出来。现在有了水下传感网，可以把水下的水值参数传到地面上来。传感网也是我们这个领域需要认真重视的问题，而且我们这个领域在国际上也已经做了大量工作。我们实验室刚做了一个实验，可以把卫星传感器的信息接进来，也可以把地面传感网的信息接进来。而且我们可以根据统一的规范标准，把全球其他地方的传感器搜索出来。

二、从静态到动态

地理信息系统在静态这块已经相当成熟，但是我们对实时的处理、管理还有很多问题。国家科技部在五年计划里列了一个实时的软件平台，让我们具体负责。需要用到传感网数据获取，动态数据、管理时空、数据分析和智能服务，这些都要有传统的GIS。这个实时的数据都不是原来的GIS管理。现在还能不能用传统的GIS管理？这是我们应该考虑的一个问题。现在传感数据的实时接入与融合，动态数据存储管理与更新等等这些问题都是我们需要考虑的。
我们这一次实时GIS平台的设计，一开始就是基于WEB的服务来做的，现在的数据管理系统我们没有用传统的管理系统，用的是非关系数据库，实时的数据是一个流媒体数据，管理来说相对简单一些，包括我们的规范、调度服务、数据获取、消息通知这一系列的服务。如何把传感器的信息，截流到我们实时的GIS系统里去，我们要一个实时的二维的可视化系统。我们不能把老本行丢了，要跟原来的能够融合，所以系统要求在天地图上面来开发，所有实时的信息在天地图来显示，包括时空统计的分析。我们对一个传感器，新来的信息，包括智慧城市里面得到的各种信息，进行时空分析，这个时候得到的结果，也是在二维系统里面的分析，是实时的三维系统。
同时，因为要实时的数据，就还要一个实时的分析系统。原来做GIS有不少空间分析，现在空间分析就更重要了，因为大量的数据都是实时过来，而且要实时反映。传感网的数据量是大数据量，而且对整个时空过程的分析非常重要。比如，有一个矿山应用的实例，这是北京大学做的。我们在这里看到，他们在在陕西运城的一个矿上装了很多的传感网，信息就能直接进来。如甲烷浓度的信息，虽然变化很小，但是当发现变化时马上就能显示出来。对于巷道来说，风力、风速是非常重要的，这些也都是实时的监测的信息。现在我在手机上就可以得到这些信息。
总之，地理信息技术已经从系统向地理信息服务发展，从静态地理信息向动态时空地理信息发展，物联网、传感网、地理国情监测、智慧城市、智慧地球都需要实时接入，我们必须往下一步走。有线网和无线网络以及互联网技术为各种传感器接入奠定了技术基础。实时GIS作为一种新的GIS平台，可以在物联网、传感网、地理国情监测、智慧城市当中发挥重要的作用，未来的地理信息系统是基于网络、基于实时的，可以连接传感网一直到客户用户端的服务，包括移动端的服务系统。