現(xiàn)如今的地理空間信息系統(tǒng)領(lǐng)域可以用三個關(guān)鍵詞來描述：企業(yè)級、集成、大眾化。我故意使用“地理空間”一詞而不是更為常見的“地理”一詞是為了強調(diào)這樣一個事實：地理信息系統(tǒng)（GIS）已經(jīng)逐漸脫離地理學(xué)的范疇。

　　在Goodchild的一篇文章中，他認為地理信息系統(tǒng)就技術(shù)和應(yīng)用角度而言有可能超越傳統(tǒng)地理學(xué)的范圍。當(dāng)然，這并不是貶低地理科學(xué)在地理空間系統(tǒng)中的重要性。自然地理確實提供了地理信息系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，更重要的是，地理空間技術(shù)還為地理學(xué)提供了超越其自身局限和重新審視自己的機會。順便說一句，有很多人認為geospatial（地理空間）這個術(shù)語非常奇怪，在美國geographical（地理的）或geographic（地理學(xué)的）還是會被經(jīng)常使用。所以很難選擇Geography（地理學(xué)）同Geospatial（地理空間）哪個名詞在GIS中更具代表性，所以我更傾向于Geomatics（地理空間信息）這個詞。

　　企業(yè)級

　　地理空間信息系統(tǒng)的興起與一般信息系統(tǒng)密切相關(guān)。在大多數(shù)企業(yè)中，計算機的出現(xiàn)帶來了數(shù)據(jù)處理技術(shù)和電子數(shù)據(jù)處理（EDP）部門的建立。在被看作與信息管理系統(tǒng)部門一樣是企業(yè)的主要組成部分以前，電子數(shù)據(jù)處理部門一直是邊緣角色。桌面計算的出現(xiàn)使大量信息管理系統(tǒng)功能轉(zhuǎn)向個人計算機，但是數(shù)據(jù)同步性、安全性和避免冗余的要求又迫使其向客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。當(dāng)信息技術(shù)同企業(yè)越來越緊密地結(jié)合起來時，我們看到了許多應(yīng)用的出現(xiàn)，如辦公自動化、企業(yè)資源規(guī)劃、供應(yīng)鏈管理、后臺辦公運作和客戶關(guān)系管理等。太多的應(yīng)用使得一個企業(yè)內(nèi)部存在多個客戶機/服務(wù)器系統(tǒng)，而在企業(yè)范圍內(nèi)分布式數(shù)據(jù)處理模式的興起，使許多地理上分散的數(shù)據(jù)被集成在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。而因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)的出現(xiàn)恰恰提供了這樣一個網(wǎng)絡(luò)，可以作為企業(yè)的虛擬私有網(wǎng)絡(luò)或作為公共登錄的開放式網(wǎng)絡(luò)。

　　地理信息系統(tǒng)最初主要用在不同的數(shù)字制圖中心或GIS部門。最初的地理信息系統(tǒng)是基于主機的，其存儲是通過基于圖形終端的命令行來實現(xiàn)。在20世紀80年代中期，一個著名的GIS供應(yīng)商還曾表示對小型計算機系統(tǒng)比工作站產(chǎn)品更有信心。桌面GIS的出現(xiàn)使得地理信息系統(tǒng)開始快速發(fā)展，卻也暴露了數(shù)據(jù)難以同步的問題。企業(yè)級GIS就是其解決方案。

　　促進企業(yè)級GIS發(fā)展的另一個因素便是新用戶對空間信息的使用?？臻g信息對于安全服務(wù)部門、工程師和自然資源管理者來說都起到了越來越重要的作用，而且市場營銷、客戶關(guān)系管理、企業(yè)資源規(guī)劃、管理、衛(wèi)生、教育和公共安全等領(lǐng)域也已經(jīng)開始重視空間信息。因此，創(chuàng)建一個核心空間數(shù)據(jù)庫成為了很多用戶的共同需求。這也將是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的前景。這種核心數(shù)據(jù)庫正在成為傳統(tǒng)信息技術(shù)必不可缺少的組成部分，如企業(yè)資源規(guī)劃、客戶關(guān)系管理和電子政務(wù)等方面的應(yīng)用。企業(yè)級GIS是一個分布式系統(tǒng)，其中的主要的地理數(shù)據(jù)由一個組織或部門管理，每一個分支機構(gòu)都要向主體數(shù)據(jù)中加入自己特有的數(shù)據(jù)集。標準化和互操作性的重要性也是這類企業(yè)解決方案出現(xiàn)的原因。當(dāng)GIS成為企業(yè)解決方案必不可少的組成部分時，其用戶也將是來自于不同的領(lǐng)域，因此易用性是這種方案成功的關(guān)鍵。

　　GIS設(shè)計者發(fā)現(xiàn)Web已經(jīng)成為了理想的媒介網(wǎng)絡(luò)，同時開放式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的互操作性強，而且易用性較好。于是網(wǎng)絡(luò)GIS充分利用萬維網(wǎng)的發(fā)展，創(chuàng)造了新的開放式的解決方案。Web 1.0為地圖出版提供了一個簡單的解決方案；Web 2.0使一定的互操作成為可能，因為它不僅提供數(shù)據(jù)，而且還能通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。 GML、WMS、WFS、CSW等ISO和OGC標準為空間數(shù)據(jù)互操作提供了框架結(jié)構(gòu)。為了保持單個系統(tǒng)在一定程度上的獨立性，除去SOAP或REST協(xié)議以外，這項技術(shù)的發(fā)展趨勢將沿著面向框架的粗放式服務(wù)發(fā)展,以提供系統(tǒng)間的通信。這樣的系統(tǒng)將會避免由于外界變化對單個系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。其中最重要的處于不斷發(fā)展中的應(yīng)用技術(shù)就是Mashup（聚合應(yīng)用）。Mashup可以自行提供應(yīng)用軟件開發(fā)，其它內(nèi)容的提供者可以通過使用SOAP協(xié)議和REST協(xié)議或者其它網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的API提供數(shù)據(jù)。在Mashup應(yīng)用系統(tǒng)中，大部分的互操作發(fā)生在計算機的異構(gòu)之間。而現(xiàn)在，人們期待Web 3.0可以通過研究語義Web來解決這些問題。

　　集成

　　網(wǎng)絡(luò)GIS代表了集成技術(shù)的一個方面，許多其他技術(shù)也正在成為地理空間世界中的重要因素。在設(shè)備層面，手機或掌上電腦可以提供全球定位系統(tǒng)的導(dǎo)航功能；在數(shù)據(jù)層面，Mashups應(yīng)用程序可以集成地圖和高分辨率影像。像GPS和GLONASS這樣的導(dǎo)航系統(tǒng)不僅對于測量非常重要，而且已經(jīng)成為交通、個人導(dǎo)航、資產(chǎn)跟蹤和熱點定位等基于位置服務(wù)的重要內(nèi)容。配有GPS的相機可以隨位置和時間的變化標記影像，并能夠在地圖上用時空關(guān)系表示他們。許多新的服務(wù)正在出現(xiàn)，它們能夠幫助新用戶創(chuàng)建Mashup。

　　地理空間數(shù)據(jù)和服務(wù)將可以在不同的平臺間實現(xiàn)無縫操作，從臺式機到移動電話，用戶都實現(xiàn)無縫操作。移動設(shè)備也能夠快速地從工作站獲得數(shù)據(jù)。例如，電力公司使用WiFi在住宅區(qū)測量用電量，其結(jié)果不僅可以直接查詢，還可以用裝有數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的移動車載設(shè)備來下載。這就避免了人工去挨家挨戶地讀取儀表。

　　大眾化

　　空間要素已經(jīng)成為普通人日常生活中的一個重要因素。汽車或者個人導(dǎo)航、感興趣點定位等都是其中一些相關(guān)的應(yīng)用。企業(yè)級GIS和集成已經(jīng)帶來了多種服務(wù)，而使用這些空間信息的能力也逐漸被更多的人所掌握。空間技術(shù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用的大眾化促進了新的地理信息用戶的產(chǎn)生。這些新的地理用戶可以通過使用諸如谷歌地球和微軟虛擬地球這樣的服務(wù)，用簡單的工具實現(xiàn)可視化，并將有關(guān)其周圍環(huán)境的地理信息添加到一個數(shù)據(jù)庫中。

　　還有一個重要的概念是“crowd-sourcing（群眾外包）”，它鼓勵個人利用公共平臺上傳地理數(shù)據(jù)。這些上傳數(shù)據(jù)經(jīng)核查后將納入數(shù)據(jù)庫中。一個經(jīng)典的實例就是谷歌公司的地圖制作，現(xiàn)在許多國家的谷歌地圖都是用這種方法完成的。這種方式可以吸引更多的人參與到地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)中。

　　地理信息科學(xué)

　　所有這些發(fā)展都需要突破傳統(tǒng)地理學(xué)的局限。例如，人口研究將數(shù)據(jù)看作是靜態(tài)的數(shù)字，但是在一天之中人口密度可能是會明顯變化的。如果忽略了這些變化，就會引起不恰當(dāng)?shù)馁Y源規(guī)劃。

　　研究這些問題需要新的計算方法和算法。比如地圖代數(shù)中有一種新的柵格處理算法，統(tǒng)計學(xué)還能夠在數(shù)字地圖和結(jié)果顯示方面獲得應(yīng)用。一個全新的領(lǐng)域--地理空間信息科學(xué)，已經(jīng)在發(fā)展中逐漸解決這些問題了。如果從這些方面看地理學(xué)，將會出現(xiàn)很多新的研究領(lǐng)域。其中包括：

• 地理范疇的概念
• 地理現(xiàn)象的表達
• 定性的空間推理
• 計算幾何
• 在地理數(shù)據(jù)庫中索引、檢索、查詢
• 空間統(tǒng)計
• 地理現(xiàn)象的認知模式
• 地理信息和技術(shù)對人類的影響
• 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)質(zhì)量
• 時空模型、時空分析
• 地理信息的社會影響

　　工具集

　　目前，GIS軟件已經(jīng)開始向服務(wù)器方向邁進，地理空間專業(yè)人員已經(jīng)擁有大量工具來配置這些系統(tǒng)。例如，ESRI公司ArcGIS Server完全符合兼容標準并可以與其它系統(tǒng)進行交互操作。集成了SAP后，SQL數(shù)據(jù)庫也可以像Oracle, PostGres和DB2一樣被ArcGIS兼容了。

　　無論是ESRI、Bentley還是Autodesk，地理信息系統(tǒng)的所有服務(wù)器產(chǎn)品都需要遵循OGC標準。Autodesk公司有一款名為Autodesk Map的產(chǎn)品，它有一個開源的版本，這個開源的版本有助于開發(fā)者使用其各個模塊。開源被認為是一個越來越流行的趨勢，同時許多Mashups應(yīng)用軟件正在走進人們的視線。許多開源的GIS軟件既可以在Linux系統(tǒng)中運行，也可以在 Windows系統(tǒng)中使用，這對那些不懂Linux系統(tǒng)的人是很有吸引力的。

　　許多軟件同時包含了GIS和圖像處理的功能，這種集成可以在諸如ERDAS, ERMapper等遙感圖像處理軟件中看到。這樣的集成體現(xiàn)了高分辨率影像在地理信息系統(tǒng)中重要作用。這些影像能提供最新的地理空間信息，比如在災(zāi)害活動期間，它將是救援隊可以得到的唯一真實的信息。谷歌地圖和微軟虛擬地球在很大程度上依賴于影像。谷歌地圖提供的高分辨率的影像功能使非專業(yè)的用戶也能辨別和添加信息。

　　航空數(shù)字攝影已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)攝影技術(shù)。雖然衛(wèi)星立體影像也可以獲取，但是研究表明航空影像更具有優(yōu)勢。攝影測量的流程越來越緊密地與數(shù)據(jù)自身的采集結(jié)合在一起，這也加快了數(shù)據(jù)從采集到應(yīng)用的進程。

　　那么，接下來呢？

　　我不會輕易預(yù)測什么，但我認為地理信息系統(tǒng)將會被嵌入到世界的方方面面。高科技專業(yè)應(yīng)用和大眾化的社會應(yīng)用都會有快速的發(fā)展，因為GIS能為各個行業(yè)提供建設(shè)性的方案，就像微軟公司的3D圖片瀏覽器做到的那樣。

　　我們將會發(fā)現(xiàn)很多新的--許多我們甚至做夢也無法想到的應(yīng)用軟件。引入時間和空間的概念后，所有的物體都存在于地理空間框架中的某個位置上。正如Franz Leberl所說的那樣，人們需要將計算思維添加到我們的日常生活中。（譯/seventhcode）

　　（本文作者為GIS Development名譽主編）

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