中國GIS發展之路

1月5日,美國出臺最新出口管制措施,專門針對AI軟件出口。按照曝光的規定內容,從美國出口某些類型地理空間圖像軟件的公司,必須得到政府許可,才能把軟件賣到海外(加拿大除外),這其中也包括了GIS(地理信息系統)軟件。GIS在美國從硬件蔓延到軟件的限制行動中首當其衝,表明了GIS技術的關鍵性、重要性。

真實的世界中,有山川河流、沙漠叢林,也有高樓大廈、鄉村田野。如何把這些信息變成數字信息,準確反映在電子終端中,是信息時代的基礎和關鍵。GIS 恰恰充當了這個“轉化者”的角色,實現了對現實世界的模擬顯示及輔助管理。

GIS 出現以前,空間位置信息的主要載體是地圖。古人“獻圖”有將圖中疆土和百姓奉上之意,意味著掌握地理信息就佔據了戰略主動。而GIS的出現,則在地圖提供信息的基礎上,具有了分析決策,並指導行動的作用。如今的GIS與互聯網、大數據、雲計算、人工智能等深度融合,可滿足新的經濟模式、新的生活方式下國家建設與公眾生活的各類需求。從建設國家自然資源和地理空間基礎信息庫,迅速定位和搜救神州返回艙,深地深海探測等國家級重大項目;到公共安全、衛生健康、環境保護、城市建設等國計民生的方方面面;再到各類點評軟件、導航APP、購票軟件、打車APP 等大眾化的便捷服務,GIS的應用服務越來越廣泛、越來越深入。

GIS 在我們的生活中無處不在,簡單如用手機來定位並導航路線、用點評軟件尋找附近美食、在公園景區制定遊覽路線圖等,專業如天氣預報中常見的天氣地圖、公共安全及應急系統中的指揮調度、疫情災害方面的專題地圖等。研究表明,人類活動80%的信息與地理位置有關。從這個角度,GIS的應用幾乎無所不在、無所不包。

那麼,面對上述禁令的限制,中國GIS 行業的咽喉,真的會被別人扼在手裡嗎?中國地理信息行業的發展會因此陷入困頓?

三十年激變,中國GIS 的一路狂奔

1967年,世界上第一個真正投入應用的地理信息系統CGIS 在加拿大渥太華研發成功。到20世紀70~80 年代,伴隨著微型計算機硬件的發展,GIS 的商業化應用快速增長起來。1982年,ESRI 公司發佈了全球首款商用意義的GIS 基礎平臺Arc/Info。

在我國,中國科學院院士陳述彭於1977 年率先提出了開展我國地理信息系統研究的建議。80年代中期以後,眾多院校和科研院所在GIS 研究方面做了大量工作,推動了GIS 技術和產品的迅速發展。1987 年,北京大學遙感所成功研發出中國第一套基於柵格數據處理的GIS 基礎軟件PURSIS,中國地質大學(武漢)研發成功中國第一套基於矢量數據處理的GIS基礎軟件MapCAD。隨後,MapGIS、CityStar、GeoStar、APSIS、WinGIS等國產GIS平臺在短短几年內紛紛湧現。

彼時GIS 的發展,呈現出“工程師主義”的鋒芒。中國GIS 行業的發展都由學界、科研界具有工程師氣質的一線專家直接推動,他們沒有侷限於單純的技術模仿或引入,而是下定決心、下大力氣開展技術的探索與創新。中國第一套GIS基礎軟件PURSIS 推廣時,北京大學遙感與地理信息系統博士任伏虎曾自己掏錢,在1987 年泰國曼谷召開的亞洲遙感會議上買了個展臺;主持研發中國第一套彩色地圖出版系統MapCAD 的吳信才教授回憶,當時研發經費是10 萬元,採購微機就用了5 萬元,並且那時的微型計算機運行內存僅640K,漢字輸入系統就佔據了250K,為此另行開發了漢字輸入系統,使得所佔內存縮減到幾十K;1992 年,剛剛博士畢業的龔健雅教授就主持國家“九五”攻關項目—— 面向對象GIS 基礎軟件研究,組織科研團隊協同攻關,研發出了吉奧之星(GeoStar)系統原型。

中國GIS發展之路

地礦部“計算機輔助彩色地圖編輯出版系統”成果鑑定會,陳述彭院士、王鴻禎院士、王選院士、李廷棟院士出席

中國GIS 興起於微末,但引路人們對於工程和技術的信奉,對於自主創新的無私無畏,為之後中國GIS 的發展以至超越積蓄了薪火。

事實上,不但有引路人的創新精神,一段時間以來政策支持和主管部門的推動,對於GIS 產業的發展也具有十分重要的指引作用。

科技部對發展我國地理信息產業高度重視,把發展具有自主知識產權的GIS 軟件列入了“九五”重中之重科技攻關計劃,並積極組織自主GIS軟件測評活動,促進GIS 軟件的推廣和應用。

時任科技部部長、中國科學院徐冠華院士就非常肯定863 項目對於國產GIS 軟件的推動作用。2001 年863 計劃啟動“面向網絡海量空間信息大型GIS”科研項目,擇優企業進行支持,最終獲得支持企業中的中地數碼(MapGIS)和超圖軟件(Super-Map),也成為了之後二十年國產GIS 軟件“雙雄”。

當然,中國GIS 產業發展與自主創新,也離不開中國經濟發展帶來的豐富的市場應用需求。30 年來,隨著地理國情普查、不動產登記、空間規劃、智慧城市等項目的不斷推進,地理信息市場也得到不斷拓展。

1984~1997 年期間開展的第一次全國土地調查,是國產GIS 軟件開始全面市場應用的初探。2007 開始的“二調”工作,2017 年啟動的“三調”,GIS 軟件在這30 多年的歷練中不斷提升技術、優化產品、拓展服務,MapGIS、SuperMap、GeoStar等國產GIS軟件,逐步崛起,不斷成長。

一些重大的戰略性國家工程,也為國產GIS 的發展提供了機遇。2005 年,我國神舟六號飛船順利返航,安全著陸22 分鐘之後,搜救部隊直升飛機抵達著陸現場,找到返回艙。其所使用的系統正是基於MapGIS 開發的“載人航天任務主著落場搜救輔助決策系統”。從“神一”到“神七”,GIS 軟件一直為其提供返回搜救系統,為我國航天事業的發展立下汗馬功勞。

中國GIS 軟件企業在不斷提升的需求牽引、市場驅動下,不斷突破GIS 應用領域,深入應用行業核心,重新劃分市場格局,重塑產業賽道,不斷在市場浪潮中實現超越。隨著中國經濟的高速發展,無可比擬的巨量市場,快速推進的各行業領域信息化、數字化轉型,新一輪的技術驅動,我國地理信息產業將朝著更廣泛的領域及更強大的規模邁進。

禁令之下,中國GIS 企業可以轉危為機

我們重溫了GIS 產業的發展歷程,分析了30 年來,以GIS 軟件產業為代表的GIS 產業興起的條件和重要作用。可以發現,中國GIS 產業30 年的發展得益於全球化條件下的技術交流,但更多的是依靠中國地信行業,竭力打造自主產品、創造核心技術、拓展行業應用,實現了中國GIS 產業全方位的自主化,並逐步領跑GIS發展的新時代。

經過多年激烈的市場競爭的洗禮,中國GIS 行業的創新能力大幅增強,技術水平大幅提升。目前,中國GIS 軟件緊跟IT技術發展的趨勢,在雲GIS、三維GIS、大數據、BIM、虛擬現實/增強現實、室內GIS 等技術上已開始了一系列的探索和應用,眾多傳統行業也隨著地理信息技術的進步煥發新力量。2017 年,由中國地質調查局主持研發的一套面向社會公眾、地質調查技術人員、地學科研機構、政府部門等的“地質雲”綜合性地質信息服務系統,就利用了MapGIS 的“雲”能力,盤活地質大數據,提高了地質調查工作效率和管理水平,建立了智能地質調查工作的新模式。

BIM與三維GIS 融合、大數據應用等,都是當前GIS 基礎平臺技術及行業應用的主流。其中,藉助GIS 提供的專業空間查詢分析能力及宏觀地理環境基礎,可進一步提升空間的開發能力和應用價值,在空間規劃、建築設計、基礎設施管理、電站及高鐵安全監測等領域實現廣泛應用。同時,大數據技術加速地理信息數據存儲、高性能處理、空間可視化表達、空間分析與挖掘等技術創新,在自然資源、交通等行業也實現了眾多應用服務。此外,萬物互聯時代,基於GIS、BIM、IoT等可以構造一體化的城市數據體系,進而形成物質城市與數字城市全面融合和協同管理的“數字孿生城市”,他將真正實現用數字化來驅動城市發展,併為經濟、社會發展提供新的價值理念和實現路徑。

從美國禁令針對的領域來看,主要還是針對GIS 與人工智能的結合,這也是GIS 領域最新的技術趨勢之一。從國內市場來看,整體上,全行業在智能GIS上還處於探索階段,但作為趨勢明確和佈局緊迫的前沿技術,一直是中國GIS 企業竭力搶灘的最前沿陣地。且國內廠商,無論是超圖軟件的SupermapGIS10i,還是中地數碼的MapGIS10.3,都已在影像智能識別、智能決策等方面得到不斷的完善與進步。

從這個角度來說,美國的禁令,將鞭策中國GIS 企業在技術上不斷創新研發,逐漸加強並取得AI 前沿技術優勢,推動國產GIS 不斷前行,並在更廣泛的行業中支持實現中國的信息化、數字化變革。

美國的限制手段波及中國GIS 軟件,必然是對包括中國在內的全球GIS 智能化的發展的阻礙,但長遠來看,中國GIS 行業將進一步鞏固自主創新能力,在新的征程開啟之時,奮力躍上全球GIS產業的金字塔尖。

中國GIS 走過了高歌猛進的30 年,穿越漫長崎嶇的賽道,國產品牌從追趕者一步步躍升至領跑者,今日的中國市場已有足夠的自信與國外產品共同成長,也擁有自主創新,服務中國需要的產業的擔當和自信。

中國GIS發展之路

2019年,中國地理信息產業大會在珠海舉辦,大會發布的中國地理信息產業發展報告(2019)顯示,我國地理信息

未來之路,中國GIS產業的新進擊

今天,事實證明,中國GIS 的創新探索之路,更多的不是去思考如何被動的發展,而是在思考中國GIS 如何實現主動的超越。

中國GIS 迫切需要創造超越的條件。

首先是要提升產業水平。GIS 產業發展到現在,技術和市場已經發生了根本性的變化。技術門檻還是相當高的,建模技術、存儲技術、分析能力、渲染技術等多種深度基礎技術,需要更加強大的產品化能力;GIS 廣闊的應用空間,要求在滿足不同行業、不同場景中多樣化的業務需求下,提供更加專業、規範的服務,提升服務水平。

同時,無論是GIS 基礎平臺,還是面向行業的二次開發商、行業服務商,以及創業團隊、GIS愛好者等,產業鏈各部分齊頭並進,共同發展,也是中國GIS 產業水平提升的關鍵。

當前,我們已基本實現在國內市場,國產GIS品牌對於國外產品市場佔有率的超越,但這並不是終點,只有在GIS 產業化各個環節的能力與規範上實現對國外品牌的超越,才能實現真正的超越。

第二,要提升GIS 企業的創新能力。雖然中國GIS 行業的發展起步較晚,客觀環境導致以往國產GIS 企業對創新的持續投入和先進技術的吸收上,要弱於主要的國外GIS 平臺廠商,但是在激烈的市場競爭中,中國GIS 企業還是要繼續加強研發投入,提升創新能力,這才是未來發展的根本途徑。

同時,企業僅僅具有技術和產品的創新是不夠的,還要形成先進的生產模式。目前,國內GIS行業內生態模式自主創新的代表—— 司馬雲(smaryun),就是一個線上軟件生產服務生態圈,覆蓋了軟件需求、開發、測試、交易、服務、集成的全生命週期,創新了軟件生產、交易、運營模式,進而衍生出面向更多場景的產品與技術,實現企業技術、產品創新的良性循環,實現全球人力、智力、物力全共享。

第三,要著力提升國產化能力。一方面要構築深厚的產業基礎,在軟硬件設施、技術研發人才、市場拓展能力上逐漸壯大;另一方面尤其是國產GIS 平臺廠商,一定要著力構築生態,不斷優化和繁榮基於基礎平臺,與集成商、二次開發商、用戶之間的生態體系。同時,從芯片到操作系統,中國GIS 行業在地理信息服務能力自主的同時,也在幫助構建和完善ICT 領域全方位的自主能力。目前,眾多GIS 企業積極與龍芯、華為、中興、浪潮、深度等中國ICT 企業合作,共同推進在芯片、服務器、操作系統等關鍵領域、關鍵技術的自主創新攻關,推進國產軟硬件生態建設。

第四,培養適合產業、企業需要的人才。目前我國共有170 多所高校開設了GIS 本科專業,但是由於不同院校的師資力量和教學條件差異較大,培養的GIS 人才質量也參差不齊。像美國有很多高校商業轉化的案例,在中國GIS領域卻少有成功的大學生創業典範。當然有商業轉化機制不足的情況,但也能反映出,我們在人才培養上,缺乏市場青睞並適應市場開拓創新的人才。

另外,在GIS 技術不斷融合、應用不斷擴展的當下,我們需要越來越多的跨領域、跨行業人才,從移動互聯網到通信再到金融,甚至製造業領域,面向各行業領域的人才是GIS 市場向各行業領域延伸的基礎,也是GIS 面向下個時代搶佔灘頭的關鍵。

值得欣慰的是,國產GIS 軟件企業多數起家於高校、科研院所,所以有著比較深的“育人”情節。這些年,相關企業也在舉辦高校GIS 論壇、GIS 水平考試、高校GIS 技能大賽等方面不斷嘗試與探索,取得了顯著的成績。中地數碼就利用其背靠的國家地理信息系統工程技術研究中心、國家地理信息產業技術創新戰略聯盟的眾多企業、高校、科研院所的資源,創辦了“ 新中地教育”,率先試水GIS 職業教育,為行業培養具有GIS 技能、管理能力、市場眼光的學員,力圖打造全面發展的行業人才。

第五,中國GIS 要走出去。“中國GIS 市場足夠大”已不再是中國GIS 企業止步國門的藉口了。想要在世界GIS 行業佔據主導地位,國際化拓展必不可少。國產GIS 軟件與國外軟件在中國市場上的角逐,已經證明了它的技術能力與產品性能,可以在國際化步伐中佔有一席之地。所以,在“ 一帶一路”等國家戰略契機下,中國GIS企業應當主動在海外尋求機會和發展空間,加大國際市場開拓力度,逐步塑造國際品牌。

過去兩年,中國IT 行業似乎不約而同站到了一起,無數人關心國產芯片何時量產裝機,操作系統國產備胎何時轉正,國產基礎軟件何時重現榮光,各行業信息化能否有國產化保證。而作為其中重要一環的GIS 行業,經歷30 年積澱,將會在新的機遇與挑戰中,提升全產業鏈的產品能力、技術水平,加強對各行業的信息化、數字化支撐,推進並加速中國ICT 產業的國產化進程。中國GIS 必將在不斷的自主創新中實現全面超越!


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