对GIS的五项思考

偏执的太偏执、 2022-08-25 11:53 186阅读 0赞

作者：Michael F. Goodchild  
美国加州大学圣巴巴拉分校地理学教授

预测未来是有风险的，而对GIS未来的预测更是困难重重，所以对如下的分析也应该抱着批评的态度。但是我认为对GIS进行梳理还是有益的，这将激励那些GIS从业者进行思索和探讨。

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**美国加州大学圣巴巴拉分校三维可视化校园的一部分，三维的建筑物叠加在更加传统的二维GIS地面层上 （基思克拉克提供图片）**

**13%的技术**

GIS一直是个户外的工作，在户外GPS信号强，用经纬度定位准确可靠，空间分辨率小于1米。因此， GIS技术最早应用在林业、资源管理、土地利用规划这些领域也就毫不奇怪了。但美国人平均只有百分之十三的时间花在户外，而基于GIS技术的服务帮助我们找到餐馆和酒店，但几乎不提供在复杂室内的导航服务，比如在购物中心、医院、矿山、或机场。

目前，有两项主要的困难妨碍GIS技术走进室内。几年前，我参加了一项由美国国防部高级研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）赞助的研究工作，探讨建立全三维GIS的可能性。调查表明地球上有几十亿座建筑，如果把这些建筑物的表面和内部都建立数据库（CityGML 3级及以上），我们估计这个数据库将会庞大到3PB（3000TB或者3,000,000GB），以目前的技术水平，这个数据量我们将无法处理。如果强行用超前（then-available）的技术配置这个数据库，那么将花费美国未来10年GDP的10%。换句话说，就是在这个周期内要有10%的劳动力要为这一项目服务，这数字还不包括数据更新。所以，我们需要更快速，廉价，精确采集三维几何形状和属性的技术。

此外，我们需要更有效的室内定位的方法。目前正在开发的一些技术：Wi\-Fi，利用已知位置的发射器；无线射频识别（RFID），使用固定检测网络；超声波或激光成像相匹配几何特征等等。但是现在，我们不知道其中有哪个或者哪些最终会成功。不过，我们知道，GIS走入室内，以及室内和室外的整合解决方案将拥有巨大的市场潜力。

**万物无处可藏**

现在可以有无数的方法让我看到我房子的位置。从国家网格参考的网格定位11SKU3614611561到地名定位"Mike Goodchild's House"，任何从正规坐标的地理信息系统到非正规的人类日常用语（街道地址，兴趣点，地名）现在都很容易被解析，并且从网络服务看起来可以搞定所有一切。我认为，对同一特定位置不同表达方式间的交互解析，是过去十年地理空间技术的伟大成就之一。随着全球定位系统，射频识别，最新的数据库技术的发展，可以想象，我们有可能随时了解某一事物在所有时间段的位置。其实，这在太多太多的领域中已经成为现实：舰队上的每一架飞机；有些国家中农场中的每个动物；每一架商业航班；每一部移动电话；每刷一次信用卡。

虽然这项应用的好处显而易见，但是随时随地的了解每个人的具体位置也会带来很多问题。手机用户可以将手机关机，但是人脸识别软件，再加上在主要城市中无处不在的摄像头网络，使人们有可能在不知情的情况下被追踪，并且一旦对此有质疑也别无选择。然而，考虑在紧急情况下的可能性：如果每一个在汶川的居民在2008年5月地震之前就被定位，那将更容易寻找可能的幸存者。

**物联网**

知道某个物体的当前位置，并且也可以知道这个物体曾经的位置，这将会产生许许多多令人关注的极具潜力的应用，目前英国已经开发出一个名叫Tales of Things的项目，通过二维码来标识对象（QR code，这是一个随机的黑白正方形图案，我们可以在包装，登机牌或者邮件中看到）。当这个二维码被智能手机中的某个应用扫描之后，连同这个物体当前地理位置和其他有用信息都将进入在线数据库中，最终可以获得该物体空间地理位置的历史信息。当然二维码技术虽然已经得到了广泛的应用，但是智能手机使更多新奇有趣的应用成为可能。二维码纹身就是一个不错的主意。

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**智能手机将可以读取二维码纹身 （图片克伦Doehner提供）**

**实时GIS**

绘制地图需要时间和其他成本，因此地图非常重要的一点就是尽可能长期有效。在传统上，这意味着地图只能表达地球上持久存在的地物特征：道路，河流，山川和街道。但是在过去的二十年里，GPS和地图软件的普及已经改变了这种情况，从而有可能对任何事物进行制图。

新地理学（Neogeography）就是这一发展的结果：使个人地图成为可能，只表达在某一时间段内个人兴趣的地图。GPS导航系统，通过传感器，可以显示全国实时道路系统的拥堵状况，空管人员可以看到飞机交通实时图；应急管理人员可以看到实时的应急响应情况；公共卫生调查人员可以实时监控全国的传染病暴发情况。

所有这些可能性，将使得GIS从相对从容不迫的处理分析静态数据状态，到可以动态的处理实时监控数据和决策。在未来，GIS将涉及更多的实时情况的监测和评估，因此需要更多新的工具，描绘不断变化中的信息。决策将会用合理的方式制定，既考虑到现有信息的有效性又考虑到未来发展的不确定性。

**世界的多角度观点**

上个世纪90年代，GIS遭到了社会学家的很多批评，因为它隐含的假设是真实世界的一切都可以被系统的测量和表现——因此，地理是绝对真实的客观反映，而非个人或者相对。

往往GIS只提供了单个点的描述，而政府需要反映个人或者团体的多重观点。最近加拿大《每时事》杂志的Maclean撰文报告了一系列国际性事件，涉及谷歌地图在遇到有争议的国境线或者地名时遇到的问题。例如在喜马拉雅山地区，google.com显示的与印度用户通过google.in看到的完全不同，而也不同于中国用户使用的google.cn。这两个国家法律规定，在本地服务器上显示的地图必须遵守该国的政策。因此，google.in显示克什米尔是印度的一部分，而google.com表明它是印度和巴基斯坦之间有争议的领土。

地图是动机和信仰的反映，这点对GIS这一科学理念来说多少有些尴尬。原则上，给一个地方命名并不是绝对的，而是个人或集团为某个地方提供的名称属性。在英语中，分隔英格兰和法国的是英吉利海峡，而在法语中这一水体被叫做拉芒什海峡。在未来，一个问题的多重观点是否将会被统一管理？还是GIS将陷入观点冲突的混乱中？

**GIS的多重未来**

我希望这些简短评论可以让大家产生讨论的兴趣。这五项是否同样重要？是否有其他方法使未来的GIS将变得与今天大为不同？ 一个不可避免的事实是：GIS的世界一直充满惊喜，而且我们也完全有理由相信GIS将会有一个令人兴奋未来。

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