無(wú)論GIS平臺(tái)軟件廠商，GIS增值開(kāi)發(fā)商，還是最終用戶，了解這些技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)都是有重要意義的。了解并把握好這些技術(shù)方向，GIS平臺(tái)軟件廠商才可以在未來(lái)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)格局中處于有利地位，GIS增值開(kāi)發(fā)商可以提前準(zhǔn)備技術(shù)和市場(chǎng)資源，爭(zhēng)取未來(lái)更大發(fā)展空間。

　　從1995年開(kāi)始，Gartner開(kāi)始用光環(huán)曲線來(lái)分析各種IT新技術(shù)的生命周期，光環(huán)曲線非常直觀和實(shí)用，已被世界上相當(dāng)一部分IT專家廣泛接受。近年來(lái)，GIS技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，但還沒(méi)有機(jī)構(gòu)給出各種GIS技術(shù)在光環(huán)曲線中的不同位置。我們拋磚引玉，總結(jié)分析GIS技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況后，曾于2009年9月繪制了GIS平臺(tái)軟件技術(shù)的光環(huán)曲線(圖1)。時(shí)隔兩年，我們繪制了2012年1月的GIS平臺(tái)軟件技術(shù)光環(huán)曲線(圖2)。鑒于GIS應(yīng)用技術(shù)紛繁復(fù)雜，本文僅探討GIS平臺(tái)軟件技術(shù)發(fā)展情況。

圖1 2009年9月GIS平臺(tái)軟件技術(shù)光環(huán)曲線

圖2 2012年1月 GIS平臺(tái)軟件技術(shù)光環(huán)曲線

　　在過(guò)去的兩年多時(shí)間里，GIS平臺(tái)軟件技術(shù)都得到了不同程度的發(fā)展，它們?cè)诠猸h(huán)曲線上的位置也發(fā)生了相應(yīng)的變化。比較兩組光環(huán)曲線，不難看出以下五個(gè)特點(diǎn)：

　　空間數(shù)據(jù)庫(kù)擔(dān)綱主角，組件式GIS成為中流砥柱

　　組件式GIS和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)誕生于十多年前，已在GIS相關(guān)領(lǐng)域得到了深入應(yīng)用，體系和技術(shù)已發(fā)展得比較成熟，兩年來(lái)在光環(huán)曲線上的位置變化不大。

　　早期的GIS軟件采用普通文件(Flat File)存儲(chǔ)和管理空間數(shù)據(jù)，后來(lái)過(guò)渡到用普通文件管理圖形數(shù)據(jù)、用數(shù)據(jù)庫(kù)管理屬性數(shù)據(jù)的混合模式，解決了前者的屬性數(shù)據(jù)管理能力相對(duì)欠缺問(wèn)題。而空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)解決了存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化圖形數(shù)據(jù)的難題，最終實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲(chǔ)和管理。幾年前，空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)就已經(jīng)成為GIS應(yīng)用數(shù)據(jù)管理的主流模式。

　　十年前，組件式GIS的出現(xiàn)給GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)方式帶來(lái)了革命性的突破。組件式GIS摒棄了傳統(tǒng)GIS的專用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，采用所見(jiàn)即所得的通用軟件開(kāi)發(fā)工具，具備高度伸縮性(既可用于大型GIS應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，也可在裁減后用于小型應(yīng)用系統(tǒng))，并具有與其他信息技術(shù)無(wú)縫集成的特點(diǎn)，真正讓GIS融入了IT大潮。

　　憑借獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，組件式GIS影響了過(guò)去十年的GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)方式，在GIS軟件技術(shù)發(fā)展歷程中書(shū)寫(xiě)了濃墨重彩的一筆。盡管B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用已經(jīng)很大范圍替代了C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，但在僅存的C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)中，絕大多數(shù)是基于組件式GIS 技術(shù)，更為重要的是，組件式GIS還是Service GIS、Web GIS和桌面GIS的技術(shù)核心和基礎(chǔ)。因此，盡管直接銷售組件式GIS平臺(tái)的訂單越來(lái)越少，但并不能影響組件式GIS在GIS 軟件技術(shù)中的地位。

　　Web GIS行將沒(méi)落，Service GIS規(guī)模應(yīng)用

　　Web GIS誕生于十年前，它的快速發(fā)展帶動(dòng)了B/S結(jié)構(gòu)的GIS應(yīng)用系統(tǒng)快速成長(zhǎng)，但在很多系統(tǒng)中，還是很難替代C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用。傳統(tǒng)Web GIS本身是一個(gè)不夠完善的體系架構(gòu)，終究是GIS軟件的過(guò)渡形態(tài)。SOA思想被引入后，Service GIS作為體系架構(gòu)更加成熟的軟件形態(tài)迅速發(fā)展起來(lái)。

　　廣義的Web GIS指面向Web的GIS產(chǎn)品和技術(shù)，可以包括Service GIS在內(nèi);這里所提為狹義的Web GIS，特指如同SuperMap IS、ArcIMS、MapXtreme等這樣架構(gòu)的GIS平臺(tái)軟件產(chǎn)品形態(tài)。Service GIS則指如SuperMap iServer和ArcGIS Server這類架構(gòu)的GIS平臺(tái)軟件形態(tài)。

　　Service GIS是基于SOA思想重新構(gòu)架的一種面向Web服務(wù)的GIS技術(shù)體系，從表面上看是對(duì)Web GIS的技術(shù)升級(jí)，但實(shí)質(zhì)上是對(duì)組件式GIS的架構(gòu)升級(jí)，用Web服務(wù)的方式封裝提供了組件式GIS的全部功能。隨著越來(lái)越多的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)采用SOA思想，Service GIS不僅大量替代Web GIS，還在不少項(xiàng)目中替代組件式GIS，成為越來(lái)越重要的GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)。2009年尚處于復(fù)蘇期的Service GIS，現(xiàn)在正在進(jìn)入成熟期。

　　基于Service GIS的應(yīng)用開(kāi)發(fā)正在成為主流的GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)方式，基于服務(wù)式GIS的地理信息共享模式也正大行其道，目前國(guó)家有關(guān)部門(mén)正在推廣的數(shù)字城市地理空間框架和地理信息公共服務(wù)平臺(tái)均屬于此類應(yīng)用，超圖軟件基于Service GIS平臺(tái)SuperMap iServer Java承建了重慶市、福建省、湖南省、西安市、大連市、石家莊市、柳州市、泉州市和遂寧市等省市級(jí)數(shù)字城市框架或公共服務(wù)平臺(tái)。此外，還正在為環(huán)保和水利等行業(yè)承建數(shù)字行業(yè)共享平臺(tái)。

　　二維GIS成熟應(yīng)用，三維GIS蓄勢(shì)待發(fā)

　　二維GIS和三維GIS是從計(jì)算機(jī)對(duì)真實(shí)世界表達(dá)方式的角度劃分的兩種GIS技術(shù)，但在光環(huán)曲線中兩者卻處于相去甚遠(yuǎn)的位置。歷經(jīng)了四十余年的發(fā)展，二維GIS技術(shù)早已進(jìn)入了成熟期，三維GIS距離成熟應(yīng)用的路還較遠(yuǎn)。

　　Gartner認(rèn)為，有些技術(shù)的發(fā)展可能存在不止一個(gè)過(guò)熱期的波峰，三維GIS無(wú)疑就是這樣的例子。在2000年后，三維GIS一度被熱炒，但最終因?yàn)楣δ芎?jiǎn)單不能解決更多實(shí)際問(wèn)題而被多數(shù)用戶冷落。Google于2005年推出了Google Earth，其良好的用戶體驗(yàn)和令人眼前一亮的全球三維模式再度激發(fā)了大家對(duì)三維GIS的熱情，把三維GIS再度推到光環(huán)曲線的過(guò)熱期頂點(diǎn)。

　　國(guó)內(nèi)不少公司基于開(kāi)源的全球三維可視化項(xiàng)目成果，各自開(kāi)發(fā)了全球三維可視化軟件，構(gòu)建了大量應(yīng)用系統(tǒng)。但不久發(fā)現(xiàn)，承載著用戶很高期望的三維項(xiàng)目沒(méi)有看起來(lái)那么中用，部分應(yīng)用單位開(kāi)始感到三維還是個(gè)花瓶和面子工程，于是對(duì)三維GIS的期望有所下降，三維GIS從2009年開(kāi)始進(jìn)入低谷期，2012年初，已經(jīng)處于低谷期的底部。

　　三維GIS如何才能觸底反彈，走出低谷期呢?顯然不是靠更完美的三維可視化效果，而需要靠逐漸成熟的二三維一體化GIS技術(shù)。這里所說(shuō)的二三維一體化GIS不是通過(guò)二次開(kāi)發(fā)把三維可視化軟件和二維GIS軟件集成在一起，而是二維和三維在軟件內(nèi)核層面就一體化的GIS技術(shù)體系。這個(gè)產(chǎn)品不太可能由虛擬現(xiàn)實(shí)軟件擴(kuò)展二維GIS功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，更不可能由二維GIS廠商增強(qiáng)三維可視化技術(shù)而成。國(guó)際國(guó)內(nèi)的主流二維GIS平臺(tái)廠商都在加大三維的研發(fā)投入，并已經(jīng)先后發(fā)布了一系列產(chǎn)品。

　　盡管二三維一體化GIS的三維可視化效果還沒(méi)達(dá)到最好的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件水平，但這兩年來(lái)進(jìn)步非常明顯，結(jié)合其強(qiáng)大的二維GIS功能，已經(jīng)具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。假以時(shí)日，二三維一體化GIS的可視化效果會(huì)越來(lái)越完善，而眾多的三維可視化軟件的生存空間則會(huì)越來(lái)越小。當(dāng)單純的三維可視化軟件在市場(chǎng)上已經(jīng)所剩無(wú)幾時(shí)，三維GIS就會(huì)真正進(jìn)入成熟期。

　　超圖軟件于2009年年底發(fā)布的SuperMap GIS 6R(2010)系列平臺(tái)軟件，奠定了二維與三維一體化的GIS技術(shù)框架。2011年年底發(fā)布的SuperMap GIS 6R(2012)，不僅三維可視化技術(shù)大幅提升，在三維GIS區(qū)別于虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的諸多方面也頗有進(jìn)展：首先是基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的三維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，其次是三維線性地物符號(hào)化，用同一套數(shù)據(jù)兼顧了三維可視化和空間分析。SuperMap GIS 6R(2012)已經(jīng)能為面向管理的三維GIS應(yīng)用提供技術(shù)支撐，并在2011年成功應(yīng)用于數(shù)字柳州、數(shù)字洞頭等項(xiàng)目。

　　在接下來(lái)的幾年里，超圖軟件會(huì)持續(xù)增加三維GIS研發(fā)投入，SuperMap GIS的三維可視化效果還將持續(xù)進(jìn)步，而三維分析功能也將逐步增強(qiáng)，為進(jìn)一步推動(dòng)三維GIS邁向成熟應(yīng)用階段而努力。

　　云計(jì)算彩霞滿天，GIS云冉冉升起

　　2009年，云計(jì)算處于概念炒作期的頂峰，當(dāng)時(shí)GIS云計(jì)算還處于萌芽階段，兩年以后的今天，GIS云計(jì)算已經(jīng)進(jìn)入熱炒的過(guò)熱期頂峰，各GIS企業(yè)已紛紛傳播著自己的云計(jì)算GIS技術(shù)。

　　云計(jì)算更多是一種應(yīng)用交付的模式，開(kāi)發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)不是部署到每個(gè)用戶的計(jì)算機(jī)，而是集中部署在計(jì)算中心，用戶在線訪問(wèn)使用。從這個(gè)角度而言，不基于任何商業(yè)云計(jì)算平臺(tái)，不基于任何云GIS技術(shù)，自行開(kāi)發(fā)一套圖片服務(wù)器也是可以架構(gòu)GIS云計(jì)算的。盡管如此，但一些GIS關(guān)鍵技術(shù)得以突破后，可更好適應(yīng)這一商業(yè)模式，也能更好地發(fā)揮云計(jì)算的價(jià)值。比如GIS服務(wù)器對(duì)虛擬化的支持，可以充分發(fā)揮云計(jì)算平臺(tái)的優(yōu)勢(shì);GIS服務(wù)器對(duì)真64位計(jì)算的支持，可以提升對(duì)高端服務(wù)器大內(nèi)存等硬件資源的使用率，從而提高效率;GIS服務(wù)器的集群能力的提升，可以提供強(qiáng)大的并發(fā)訪問(wèn)能力和更高的系統(tǒng)可用性;端GIS尤其是移動(dòng)端GIS軟件技術(shù)的進(jìn)步，讓云有更好的用戶體驗(yàn)等等。

　　因此，云GIS平臺(tái)軟件技術(shù)不像組件式GIS或Service GIS那樣是一種GIS的軟件形態(tài)，而是體現(xiàn)在多種產(chǎn)品形態(tài)中的一群關(guān)鍵技術(shù)。云GIS解決方案也是由貫穿了這些關(guān)鍵技術(shù)的多種GIS軟件形態(tài)集合起來(lái)，再加上云服務(wù)的計(jì)算模式和商業(yè)模式構(gòu)建的。

　　未來(lái)，云計(jì)算的應(yīng)用模式是：云+端的組合。在政務(wù)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上有很多的云，它們可提供各種各樣的能力和服務(wù)，并可通過(guò)多租戶架構(gòu)和統(tǒng)一服務(wù)協(xié)議支持多種多樣的端;應(yīng)用方面就是端，端可以是臺(tái)式電腦、電視機(jī)、筆記本電腦、平板電腦甚至智能手機(jī)，因?yàn)樵朴?jì)算更多是服務(wù)器計(jì)算，對(duì)端的計(jì)算和存儲(chǔ)能力要求較低，而且以后的應(yīng)用當(dāng)中，端的便攜性越來(lái)越重要，會(huì)有越來(lái)越多的GIS應(yīng)用使用便攜終端。因此，Service GIS和移動(dòng)GIS，將在GIS云計(jì)算中有特別重要的作用。

　　顯然還需要一段時(shí)間，GIS云計(jì)算才能大規(guī)模成熟應(yīng)用。對(duì)一些應(yīng)用單位而言，若立即就上“云”，可能條件還不具備;但若置之不理，當(dāng)云真的不能回避時(shí)，一些系統(tǒng)可能會(huì)需要推倒重來(lái)，造成巨大浪費(fèi)。因此，為云做準(zhǔn)備(Cloud-Ready)正當(dāng)其時(shí)，在架構(gòu)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮到未來(lái)是否能順利、方便地遷移到“云”。為云做準(zhǔn)備，要從兩個(gè)方面考慮：一是應(yīng)用架構(gòu)，二是GIS平臺(tái)軟件選型。

　　應(yīng)用架構(gòu)方面，首先要采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)思想，讓后端的功能服務(wù)化，其次是前端應(yīng)用Web化，使用富客戶端或瘦客戶端，盡量少采用胖客戶端。

　　GIS平臺(tái)軟件選型方面，鑒于云計(jì)算是服務(wù)器計(jì)算，因此服務(wù)器GIS平臺(tái)選型非常重要，必須選擇支持虛擬化的Service GIS，最好選擇擁有跨平臺(tái)能力、具備二三維一體化技術(shù)以及真正64位計(jì)算的GIS服務(wù)器軟件。

　　2011年年底，超圖軟件發(fā)布了云使能的GIS平臺(tái)軟件SuperMap GIS 6R(2012)，其中包括支持真64位計(jì)算的Service GIS平臺(tái)SuperMap iServer 6R(2012)和多種端軟件，為搭建各類云平臺(tái)提供強(qiáng)有力的工具。與此同時(shí)，超圖軟件還發(fā)布了GIS公有云服務(wù)門(mén)戶SuperMap Cloud。

　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)升溫，移動(dòng)GIS峰回路轉(zhuǎn)

　　移動(dòng)GIS早在十年前就已出現(xiàn)，也曾熱過(guò)一陣子，但終究沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用起來(lái)。究其原因，主要有二：一是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不足以支撐在線GIS應(yīng)用，移動(dòng)GIS多為離線應(yīng)用，發(fā)展嚴(yán)重受限;二是移動(dòng)終端種類不夠豐富，此前手機(jī)的處理能力不夠，PDA作為移動(dòng)終端的主要設(shè)備普及不夠。

　　盡管在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)GIS差不多被視為“食之無(wú)肉、棄之有味”的雞肋，但移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速升溫即將為移動(dòng)GIS帶來(lái)新的春天。

　　3G寬帶移動(dòng)通信發(fā)展迅速，直接導(dǎo)致移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)升溫。目前三大運(yùn)營(yíng)商的3G用戶保有量已經(jīng)突破1.2億，且保持月新增3G用戶超過(guò)月新增移動(dòng)用戶50%的水準(zhǔn)，3G移動(dòng)通信業(yè)務(wù)正在快速成長(zhǎng)，從而帶動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)全面升溫，各大通信運(yùn)營(yíng)商和IT企業(yè)都在布局移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。

　　另外，WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋更為密集，也助推了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。據(jù)報(bào)道，北京2011年年底開(kāi)通西單、王府井、奧運(yùn)中心區(qū)、三大火車(chē)站、金融街、燕莎、中關(guān)村大街等地區(qū)的公益性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，每天可享受3小時(shí)免費(fèi)無(wú)線上網(wǎng)。有北京帶頭，相信會(huì)有更多城市也陸續(xù)建立公益性WIFI接入。

　　寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，讓基于移動(dòng)終端的在線應(yīng)用更加方便。此外，GIS云計(jì)算的應(yīng)用推廣同樣也給移動(dòng)GIS發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇，云計(jì)算是中心計(jì)算模式，會(huì)大幅度降低對(duì)端的計(jì)算能力要求。此前移動(dòng)GIS僅僅能滿足簡(jiǎn)單應(yīng)用的需要，在云計(jì)算時(shí)代，移動(dòng)GIS在強(qiáng)大的云服務(wù)支持下，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需要。移動(dòng)GIS不僅可以應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域，更可以面向個(gè)人應(yīng)用，具有十分巨大的發(fā)展前景。

　　超圖軟件已經(jīng)于2011年年底發(fā)布了基于HTML5和Flex Air的面向Web的移動(dòng)GIS客戶端軟件，支持手機(jī)、平板電腦，當(dāng)然也支持PC。2012年，超圖軟件還將發(fā)布面向iPad等平板電腦的專業(yè)級(jí)移動(dòng)GIS軟件。

　　除了進(jìn)入成熟應(yīng)用的技術(shù)外，未來(lái)幾年GIS平臺(tái)軟件技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展體現(xiàn)在三個(gè)技術(shù)方向，即：二三維一體化GIS、云GIS和移動(dòng)GIS。鑒于不同技術(shù)所處階段不同，三大技術(shù)方向當(dāng)前面臨的任務(wù)也不盡相同：二三維一體化GIS技術(shù)重在通過(guò)建立成功案例推廣應(yīng)用，以及二三維一體化GIS技術(shù)中三維可視化效果的進(jìn)一步提升;云GIS技術(shù)還處于過(guò)熱期，當(dāng)前重點(diǎn)在于如何落地;移動(dòng)GIS則還需繼續(xù)完善產(chǎn)品線，既要有支持在線應(yīng)用的輕量級(jí)的端，也要有能支持離線應(yīng)用的專業(yè)級(jí)的端。在未來(lái)幾年內(nèi)，移動(dòng)GIS和云GIS將會(huì)互相促進(jìn)，相得益彰。

　　鏈接：

　　光環(huán)曲線——又稱炒作周期，或稱技術(shù)成熟度模型，Gartner從1995年開(kāi)始用光環(huán)曲線來(lái)標(biāo)識(shí)各種信息技術(shù)所處的發(fā)展階段。光環(huán)曲線是從成熟度(Maturity)和期望(Expectation)兩個(gè)維度進(jìn)行分析并進(jìn)行圖形表示的一種方法。在光環(huán)曲線中，以技術(shù)應(yīng)用成熟度為橫軸，期望為縱軸，新技術(shù)的發(fā)展分為五個(gè)階段，即：萌芽期、過(guò)熱期、低谷期、復(fù)蘇期和成熟期。Gartner定期發(fā)布主要信息技術(shù)的光環(huán)曲線，為業(yè)內(nèi)相關(guān)從業(yè)者提供決策參考。