來(lái)自美國(guó)ESRI總部的高級(jí)科學(xué)顧問(wèn)陳子坦博士作了題為《GIS——與地理共舞》的專(zhuān)場(chǎng)報(bào)告，表達(dá)了GIS（地理信息系統(tǒng)）的技術(shù)發(fā)展取得了可喜的成績(jī)，現(xiàn)在已經(jīng)有能力、也更有必要和地理科學(xué)廣泛“熔”合，在大量的社會(huì)應(yīng)用中共“享”成長(zhǎng)發(fā)展。
會(huì)后，陳子坦博士在接受記者采訪時(shí)回顧了GIS的發(fā)展過(guò)程和目前達(dá)到的技術(shù)水平，GIS
完全可以并且已經(jīng)廣泛參與人類(lèi)社會(huì)關(guān)心的很多地理科學(xué)和社會(huì)應(yīng)用問(wèn)題。同時(shí)，它的進(jìn)一步發(fā)展，也需要它能普遍深入應(yīng)用于各行各業(yè)，著重于和廣大地理科學(xué)工
作者一起，為提高地學(xué)研究的方法和解決問(wèn)題的能力作出貢獻(xiàn)。
地理科學(xué)和空間認(rèn)知技術(shù)相互促進(jìn)彼此交“熔”
目前，GIS技術(shù)應(yīng)用涉及面非常寬泛，大到對(duì)全球問(wèn)題的關(guān)注，如全球變暖、環(huán)境污染、厄
爾尼諾現(xiàn)象等，遠(yuǎn)到太空如火星、月球，小到如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)各個(gè)地塊、公園中的每一棵樹(shù)，快速反應(yīng)到火警、交通事故等等不勝枚舉?！耙环矫鍳IS的功能越來(lái)越
強(qiáng)、系統(tǒng)越來(lái)越完善，另一方面，地球和人類(lèi)面臨的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)峻、復(fù)雜，例如人口增長(zhǎng)、資源與需求等矛盾。人類(lèi)社會(huì)的需求越來(lái)越迫切，要求越來(lái)越高，
GIS將會(huì)面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，也給GIS產(chǎn)業(yè)帶來(lái)越來(lái)越多的機(jī)遇?！标愖犹贡硎?。
他說(shuō)，“科學(xué)和技術(shù)一直互相促進(jìn)互相扶持?？茖W(xué)為技術(shù)的發(fā)展提供了知識(shí)和課題，技術(shù)又為
科學(xué)提供了研究工具也帶來(lái)新的問(wèn)題，就像一個(gè)人的兩只腳交替前進(jìn)。每一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)都為技術(shù)提供了發(fā)展動(dòng)力，每一項(xiàng)技術(shù)突破都會(huì)為相應(yīng)科學(xué)的發(fā)展提供新條
件。地理地球科學(xué)和相關(guān)空間科學(xué)在發(fā)展，技術(shù)手段也在持續(xù)進(jìn)步?；仡櫄v史，在人類(lèi)最初的懵懂期，人類(lèi)長(zhǎng)時(shí)期摸索探索地球，尋找適合生存的土地，開(kāi)墾灌溉，
積累了幾何、天文等知識(shí)，產(chǎn)生了定位、導(dǎo)航、航海、測(cè)繪、地圖等科技工具。它們極大地增強(qiáng)了人類(lèi)了解地球的能力，人類(lèi)逐步遷移到新大陸去生活。地圖記載了
人類(lèi)探索地球的步伐，地球的輪廓逐步清晰起來(lái)。在這一階段，人類(lèi)的總體活動(dòng)規(guī)模還較小，對(duì)地球只是單純的利用而已。經(jīng)過(guò)工業(yè)革命，人類(lèi)利用地球的規(guī)模急遽
擴(kuò)大，如開(kāi)墾農(nóng)田、砍伐森林、大規(guī)模移民、開(kāi)采地質(zhì)礦藏能源、水利工程、工業(yè)排放等等，這些都是盡量利用地球資源，沒(méi)有考慮到對(duì)地球系統(tǒng)的影響。隨著人類(lèi)
活動(dòng)規(guī)模迅速膨脹，人口增加和城市化進(jìn)程，土地資源、交通、跨洲際交通、大面積森林草原濕地的開(kāi)發(fā)、一次性能源的大量消耗、大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)等等全球性影響
逐步明顯增加。20世紀(jì)以來(lái)，大規(guī)模工業(yè)排放、環(huán)境污染、其他物種生存空間被破壞等現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，人類(lèi)活動(dòng)開(kāi)始顯現(xiàn)出全球性干擾的力度，資源和需求矛盾加
劇，使得地球生態(tài)系統(tǒng)不勝負(fù)荷，災(zāi)害的破壞加大加快，人類(lèi)可持續(xù)性發(fā)展開(kāi)始進(jìn)入世界級(jí)的政治經(jīng)濟(jì)議題。人類(lèi)認(rèn)識(shí)到，不僅要利用地球，還要管理和保護(hù)地球資
源，我們的子孫后代才能不斷持續(xù)發(fā)展?！?/div>
在20世紀(jì)，電子技術(shù)、航空航天技術(shù)的發(fā)展，帶來(lái)了遙感、GPS、GIS等新技術(shù)。它們
強(qiáng)大快速的數(shù)據(jù)獲取、管理、處理和表現(xiàn)能力從誕生就顯示出強(qiáng)大的生命力。地理科學(xué)工作者有了前所未有的條件和工具管理海量的地理信息，驗(yàn)證他們多年積累的
設(shè)想或假設(shè)，逼真地模擬復(fù)雜的自然現(xiàn)象，建立社會(huì)實(shí)用的應(yīng)用和決策模型。
同時(shí)，這些技術(shù)手段也已經(jīng)用于探測(cè)宇宙的活動(dòng)中，如火星和月球，我們希望能找到人類(lèi)的新家。而在了解新家的過(guò)程中，在新技術(shù)的幫助下，可能并不需要人類(lèi)摸索地球本身那么長(zhǎng)時(shí)間。
GIS已經(jīng)走過(guò)了幾十年的過(guò)程。令人欣慰的是，GIS系統(tǒng)和技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入社會(huì)實(shí)用階段。
它集成了測(cè)繪、地圖、地理空間分析技術(shù)，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為工具，在短短幾十年里，顯示出它在管理大量多樣化地理空間信息和綜合輔助決策的能力。尤
其是在涉及協(xié)調(diào)人類(lèi)社會(huì)和自然的關(guān)系方面，包括環(huán)境保護(hù)、自然和社會(huì)資源的管理、災(zāi)害和突發(fā)事件的處理等等方面，GIS表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合特長(zhǎng)。
陳子坦博士認(rèn)為：“我們要努力利用GIS這些新技術(shù)作為地理科學(xué)的手段，不僅利用地球，更要愛(ài)護(hù)地球。我們的前景在于地球環(huán)境的綜合管理，最終達(dá)到愛(ài)護(hù)地球、保護(hù)人類(lèi)共同的家園的目的。”
GIS的成果為社會(huì)共“享”
陳子坦博士介紹，隨著GIS技術(shù)的逐步成熟和推廣應(yīng)用，GIS技術(shù)在美國(guó)呈現(xiàn)出三大發(fā)展趨勢(shì)：大量建立地理科學(xué)和應(yīng)用模型；專(zhuān)業(yè)的通用數(shù)據(jù)模型蓬勃發(fā)展；GIS產(chǎn)業(yè)多層次全方位發(fā)展。這些體現(xiàn)出了GIS發(fā)展成果為全社會(huì)共享的新進(jìn)展。
他說(shuō)，“在成熟的GIS模塊技術(shù)的基礎(chǔ)上，新地理分析模型正如雨后春筍般出現(xiàn)?！?/div>
為什么這些新地理模型能迅速發(fā)展？過(guò)去一些地理科學(xué)工作者積累了大量的科研成果，形成了
很多理論假設(shè)和模型。但是，有的因?yàn)槊鎸?duì)種類(lèi)繁多的浩瀚數(shù)據(jù)難以下手，有的苦于尋找合適的結(jié)果表達(dá)方式，有的難以在極為專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)環(huán)境下作分析研究，種
種困難使不少理論成果難以充分為社會(huì)服務(wù)。
而現(xiàn)代的GIS技術(shù)，不但在計(jì)算機(jī)和大型網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)了海量空間數(shù)據(jù)的采集、管理、存儲(chǔ)和
顯示的功能，而且把這些基本功能分別模塊化，能夠非常方便地調(diào)用。此外，它可以構(gòu)成流程，把處理過(guò)程記錄下來(lái)后，通過(guò)這些成熟的功能，只要再輸入本專(zhuān)業(yè)的
個(gè)性數(shù)據(jù)，就能為不同的個(gè)體服務(wù)，不再要求人們對(duì)GIS專(zhuān)業(yè)技術(shù)本身有太多了解。這就為廣大的地理工作者提供了一個(gè)技術(shù)平臺(tái)搭建他們的分析模型。通過(guò)
GIS技術(shù)與地理科學(xué)研究的結(jié)合，很多和地理相關(guān)的科研部門(mén)正在利用GIS把他們多年來(lái)積累的地理科學(xué)模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)數(shù)字模型，同時(shí)在GIS技術(shù)平臺(tái)上
衍生出大量的新功能、新模型，可以有效地解決世界上大量的地理問(wèn)題。
在GIS平臺(tái)上建立新地理模型一般通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：把GIS功能模塊嵌入地理科學(xué)模
型；或把相對(duì)獨(dú)立的地理功能外掛到GIS中作為延伸。這使過(guò)去很多地理科學(xué)工作者長(zhǎng)期積累的科學(xué)分析模型開(kāi)始有了一個(gè)比較滿意、比較有力的表達(dá)方式；他們
不必再重復(fù)開(kāi)發(fā)GIS中已經(jīng)存在和成熟的大量功能，可以更快、更好地建立地理科學(xué)分析模型，并且有可能在調(diào)用大量真實(shí)數(shù)據(jù)的模擬條件下，進(jìn)一步調(diào)整、修
正、驗(yàn)證和完善地理科學(xué)分析模型,形成可以實(shí)用化的決策工具系統(tǒng)。
陳子坦博士表示，“正因?yàn)镚IS的成熟幫助廣大地學(xué)工作者突破了建立地理分析模型產(chǎn)業(yè)化的某些瓶頸，我們已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)建立地理分析模型快速增長(zhǎng)的時(shí)期?！?/div>
地理科學(xué)模型和GIS集成融合的計(jì)算機(jī)數(shù)字模型作為應(yīng)用基礎(chǔ)，開(kāi)始適用于社會(huì)各行各業(yè)。
陳子坦博士指給記者看幾個(gè)最近的GIS應(yīng)用模型實(shí)例，包括氣候和環(huán)境的發(fā)布、地質(zhì)資源的管理、土地管理、管道設(shè)施、交通調(diào)度、商業(yè)布局、衛(wèi)生防疫等方面的
應(yīng)用模型。記者特別對(duì)南加利福尼亞的“大氣層可視化”場(chǎng)景感興趣，它是用一種四維表達(dá)方式表示大氣層上面的臭氧層、水蒸汽、一氧化碳等含量的變化情況。底
下平面是三維表示，但剖面線現(xiàn)在掃過(guò)來(lái)是此刻的時(shí)間，掃過(guò)去顯示下一刻時(shí)間。它表達(dá)了三維數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化。
陳子坦博士還向記者詳細(xì)解釋了GIS在新聞媒介的作用，“媒體要向公眾發(fā)布消息，所以很
多國(guó)外政府部門(mén)有一個(gè)合適的途徑，能充分向媒體提供正確、真實(shí)的信息，如2004年的美國(guó)大選，美國(guó)的CBSNews在電視臺(tái)直播中就采用了GIS技術(shù)，
通過(guò)快速創(chuàng)建各地選票情況的地圖，為大選迅速、真實(shí)的新聞報(bào)道提供極大方便。而且在媒介運(yùn)營(yíng)中，涉及廣告投放位置、發(fā)行分析、渠道網(wǎng)絡(luò)管理等問(wèn)題都能用上
GIS技術(shù)?！斑@些分析模型和應(yīng)用模型的建立，無(wú)疑受益于GIS技術(shù)本身的成熟。”陳子坦博士強(qiáng)調(diào)指出。
他說(shuō)，“第二個(gè)值得重視的動(dòng)向是大批行業(yè)出現(xiàn)了自己的GIS通用數(shù)據(jù)模型?！?/div>
據(jù)ESRI統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)有30多個(gè)行業(yè)發(fā)布了它們的通用數(shù)據(jù)模型，涉及地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、建筑、
大氣層、基本地圖、生物多樣性、人口調(diào)查、國(guó)防、能源等領(lǐng)域，每一個(gè)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)都由該行業(yè)專(zhuān)家和行業(yè)相關(guān)單位協(xié)商產(chǎn)生。很多行業(yè)為此形成了常設(shè)的專(zhuān)業(yè)
委員會(huì)管理他們的數(shù)據(jù)模型，建立了專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站發(fā)布有關(guān)內(nèi)容；某些行業(yè)的通用數(shù)據(jù)模型已經(jīng)不斷更新完善，例如電訊部門(mén)的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)到了第七版，水利的通
用數(shù)據(jù)模型已經(jīng)成功使用了十多年。
行業(yè)的通用數(shù)據(jù)模型一般建議本行業(yè)的GIS系統(tǒng)應(yīng)該包括：基本數(shù)據(jù)；各自的空間表達(dá)方式；最基本的屬性；主要的空間數(shù)據(jù)關(guān)系；基本的地圖圖層劃分；源數(shù)據(jù)的要素；數(shù)據(jù)采集的規(guī)程和條令；一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的使用狀況。
這些行業(yè)通用數(shù)據(jù)模型一推出就受到了各自行業(yè)的廣泛歡迎?！盀榱朔奖闶褂茫l(fā)布的每一個(gè)
行業(yè)通用數(shù)據(jù)模型還包括一個(gè)可供下載直接輸入使用的已經(jīng)在地理數(shù)據(jù)庫(kù)（geodatabase）上實(shí)現(xiàn)的這個(gè)通用數(shù)據(jù)模型架構(gòu)
（schematemplate）和各種詳細(xì)的設(shè)計(jì)文本和使用說(shuō)明，再加上一個(gè)成功的實(shí)例和一個(gè)小型樣板數(shù)據(jù)庫(kù)，這為同行業(yè)建立GIS應(yīng)用項(xiàng)目可以說(shuō)是雪
中送炭了。對(duì)于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)公司，它們的效率也會(huì)明顯提高?！标愖犹共┦拷忉屨f(shuō)。
他強(qiáng)調(diào)，“行業(yè)通用數(shù)據(jù)模型不僅帶來(lái)很大的社會(huì)效益，而且使不同的公司做的項(xiàng)目和系統(tǒng)容易有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這為在一個(gè)行業(yè)內(nèi)推廣更高層次的應(yīng)用打下了很好的基礎(chǔ)?！?/div>
第三個(gè)GIS發(fā)展的趨勢(shì)，陳子坦博士認(rèn)為，“是GIS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在開(kāi)始呈現(xiàn)多層次全方位發(fā)展
態(tài)勢(shì)，它不再局限于探討GIS技術(shù)本身，不再全力以赴只在計(jì)算機(jī)軟件工程上投入資源，而是要把大量精力集中到怎樣應(yīng)用上，發(fā)展到了一種與社會(huì)與地理科學(xué)
‘熔·享’的階段，GIS只是作為一種系統(tǒng)平臺(tái)和使用工具對(duì)待。其明顯標(biāo)志是一大批新興公司成長(zhǎng)起來(lái)，它們正在相關(guān)領(lǐng)域，如統(tǒng)一行業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、建立專(zhuān)業(yè)分
析模型、建立數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、和大企業(yè)IT系統(tǒng)整合、融入大型民用系統(tǒng)等各種事情上分工合作，共同實(shí)現(xiàn)GIS的社會(huì)效益。同等重要的是，GIS行業(yè)也將從社會(huì)
應(yīng)用中得到信息反饋，不斷完善自身功能?！?/div>
陳子坦博士對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用作了非常形象的比喻，“就如平常我們用文字處理軟件包，例
如用WORD軟件寫(xiě)文章。在開(kāi)始階段大家都在開(kāi)發(fā)軟件，思考怎樣輸入文字，能否嵌入圖片，能否實(shí)現(xiàn)粘貼、移動(dòng)，字體、排版等等功能，現(xiàn)在這些功能都實(shí)現(xiàn)
后，大量的作家、媒體、文字工作者等非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)始使用。軟件包雖然在功能上總還有待改進(jìn)的地方，但它的基本功能已經(jīng)達(dá)到了成熟應(yīng)用的階段，不可否
認(rèn)的事實(shí)是用它寫(xiě)文章非常方便，與過(guò)去的手寫(xiě)相比是一大飛躍?，F(xiàn)在人們關(guān)心的不再是軟件包的技術(shù)細(xì)節(jié)，不會(huì)去關(guān)注WORD界面的功能怎樣實(shí)現(xiàn)、使用了什么
程序語(yǔ)言等計(jì)算機(jī)技術(shù)問(wèn)題，而是重點(diǎn)考慮我要怎樣表達(dá)我的思想，主要的精力花在考慮文章的內(nèi)容和形式。軟件包技術(shù)再發(fā)展，也不可能代替一個(gè)作者的文學(xué)創(chuàng)
作。WORD只是實(shí)現(xiàn)文學(xué)作品的一種工具。類(lèi)比GIS的發(fā)展規(guī)律，我們也看到了這個(gè)趨勢(shì)，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，我們將會(huì)看得更加清楚。GIS不會(huì)只是被考慮為計(jì)
算機(jī)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)，而是更多地被考慮為人類(lèi)管理地球資源、保護(hù)地球環(huán)境的工具。”
最后陳子坦博士尤為高興地對(duì)記者表示，“GIS已經(jīng)發(fā)展到了開(kāi)始為社會(huì)服務(wù)的階段。與此
相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用模型都大批出現(xiàn)，而且在這些方面有很多增長(zhǎng)點(diǎn)，這些社會(huì)效應(yīng)反饋回來(lái)同時(shí)又促進(jìn)了行業(yè)發(fā)展。GIS工作者不再是以往只在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)
域埋頭苦干的GIS程序員，他們以后更大的精力和時(shí)間會(huì)關(guān)心如何發(fā)揮GIS的社會(huì)效益和與其他科學(xué)的融合，將進(jìn)入更加令人振奮的時(shí)期?！?/div>
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