百家争鸣百花齐放

气质、尐侽亽 · 发表于 2012-8-1 14:01

春秋战国时代，社会处于大变革时期，产生了各种思想流派，如儒、法、道、墨等，他们著书讲学，互相论战，出现了学术上的繁荣景象，后世称为百家争鸣。在科学领域，同样需要百家争鸣，才会促使科学理论与实践的发展。
2012高校GIS论坛，汇聚了地理信息领域的“百家”，他们或是在开发领域有突出成果，或是在应用领域有典型案例，或是在理论见解上独树一帜。在为期两天的会议中，“百家”就卫星、遥感、技术、应用、产业、服务及科技创新、教育教学、二次开发等众多议题展开讨论，各抒己见，碰撞出一个又一个火花，把本届论坛推向一波又一波高潮。
综合论坛
李朋德：资源三号及后续测绘建设与发展

国家测绘地理信息局副局长

随着移动互联网的发展，当前地理信息发展已经从政府驱动到产业驱动，应用也从传统的地图浏览逐步走向服务。未来，我国加快经济结构调整，建设创新型国家，各行各业对测绘地理信息的需求将更加急迫，更加多样化，地理信息服务产品将更加繁荣，测绘与地理信息产业大融合将实现跨越发展。
基础地理信息是国家重要的战略性信息资源，建立和更新基础地理信息数据库是国家测绘工作的基本任务。随着我国经济的高速发展，地理信息产业已经成为国民经济新的增长点，对获取基础地理信息所依靠的高分辨率遥感影像的需求就异常迫切；同时，卫星导航需求也与日俱增，建立自己的卫星导航系统的必要性正在突显。因此，必须加紧建设我国自主的测绘卫星体系，航天技术与现有的航空及地面数据获取手段相结合，实时获取各种地理空间信息。
资源三号卫星的研制、发展和应用，填补了我国民用测绘卫星的空白，对于增强我国独立获取地理空间信息的能力，解决我国基础地理信息资源战略性短缺，提升我国测绘服务保障水平，提高国土资源调查与监测能力，加强我国地理信息安全，推动测绘事业和地理信息产业发展，具有里程碑意义。
基础数据是地理信息产业发展的核心
GIS发展经历了几个阶段，如今，GIS有两大类服务，一个是基于地理区域的政府管理，另一个是基于位置进行的服务。一个给政府服务，一个给老百姓服务，不论是给政府服务还是给百姓服务，都需要平台，都需要数据。不论是机制数据，还是大家关注的信息，都需要在平台网络上进行有效的整合。
数据的获取，不仅要通过手机和测量手段，更要通过航天、航空以及地面移动摄像采集，获得最真实、最直接反映地球的影像数据，这是地理信息产业发展的基础，也是从事地理信息工作应该关注的一个核心问题。
资源三号卫星填补中国立体测图空白
对于测绘和地理信息来说，需要三维信息，而资源三号就可以获取立体影像。在构成的立体视野里，会出现高耸的山体、陡峭的河谷、矗立的灯塔，栩栩如生的公路、房屋、桥梁。通过立体观测，能够完成数字高程模型制作、立体测图等作业，生产现势性强、精度高的基础地理信息产品，结合资源三号卫星多光谱影像及各种专题信息，还可以生产各种融合影像产品、专题产品等，满足各行业部门的应用需求。
资源三号卫星共装载四台相机，其中包括一台2.5米分辨率的全色相机和两台4米分辨率的全色相机，按照正视、前视、后视方式排列，进行立体成像。卫星可对地球南北纬84度以内地区实现无缝影像覆盖，回归周期为59 天，重访周期为5天。卫星的设计工作寿命为4年。
我国的卫星发展情况，从资源二号、遥感系列、北斗系列和风云系列，已经形成了比较完善的系列，目前正在走向以业务化运营为主的新的阶段。和地理信息密切相关的卫星导航领域，继美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略之后，中国北斗卫星导航系统2020年将覆盖全球，成为全球第四大卫星导航系统。
卫星的业务应用系统会将高分辨率的卫星影像转化为高质量的基础地理信息产品，使资源三号卫星效益得到充分发挥。这个系统是一个庞大的计算机软硬件集成系统，最终形成了业务支撑管理分系统、业务运管、地面几何检校、数据分发、国土资源应用示范等在内的几大分系统，从而构成了一个测绘卫星的应用系统。应用系统耗资2.8亿元，整个卫星工程是17亿元。最后，建立了内网、外网，形成了由上千个CPU、20台高性能计算机组成的计算平台。每天收到的数据量达到上TB，生产以后还将达到4TB，会逐渐成为我国空间数据基础设施的重要组成部分。
卫星服务策略紧随产业需求而变
在资源三号的服务策略方面，正常生产计划，是由测控提供，全球覆盖式，不侧摆；按需生产，按用户需求，不可以侧摆；应急生产编程，根据重大应急事件编程，需侧摆。国家测绘地理信息局卫星中心制定生产计划发给资源生产中心，他们再进一步编发到西安卫星测控中心，提前一天把指令发上去。标准产品和应急产品将统一自动化生产，深加工产品由地方各级党委和测绘企业完成。用户类型包括公益、应急、商业、公众、公共等国内国外用户，目前的政策是国内免费申请使用资源三号的数据。
国家测绘地理信息局更名以后，制定了新的战略“构建数字中国，监测地理国情，发展壮大产业，建设测绘强国”，这四句话代表了产业由生产型转向服务型，由事业单位到企业、市场的转型。我国要建立地理信息相关体系，建设产业体系、地球参照网及系列地形图和系列地情图。为此我们需要更多的卫星，更多的影像，从分辨率、高时效上都要有更高的要求。同时，还要形成星地一体化的自动化卫星数据处理应用体系，从而提高测绘卫星的投入产出比，逐步实现由企业投资卫星建设。
测绘地理信息产业大融合，向市场化转变
目前，我国航空事业发展还是完全靠政府投入，而且是半军事化半军用化，在市场化方面不足。一是我国卫星项目立项比较复杂，由中央军委、总装备部、总参谋部，再由财政部，到国家发改委，国防科工局，然后再到专业委、办、局。二是投入机制上，财政部门提供运营维护费，发改委提供基础设施费，分工较多，结果经常是卫星做好了，配套却没做好，地面应急设备不能马上到位。这些都需要创新改变管理机制。国家测绘地理信息局已与航天集团建立了项目协议，国家国防科技工业局负责航天项目，尤其在资本运作方面，本国企业愿意投入航天测绘方面的，希望后续能够完善机制，把他们加入进来，加快我国系列化的测绘系统。
最后，我国正在全面贯彻落实科学发展观，加快经济结构调整，建设创新型国家，各行各业对测绘地理信息的需求更加急迫，更加多样化，测绘地理信息发展所依赖的科技基础发展迅速，地理信息产业前景广阔，地理信息服务产品将更加繁荣，测绘与地理信息产业大融合将实现跨越发展，测绘地理信息前景无限。
徐冠华：全球变化与可持续发展

中国科学院院士

全球变化问题对中国以至于对整个人类的未来都具有极端重要性，了解这个问题，参与解决这个问题，特别是对我们国家来讲，走出一条中国应对全球变化挑战的道路极为重要。随着研究的深入，研究的技术手段得到了快速发展，建立了多手段地球变化监测和监测体系。遥感和GIS监测在全球变化研究中是不可或缺的重要组成部分。
全球变化和可持续发展的现实与挑战
当前，全球变化突出的表现为全球变暖问题。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2007年发布了第四次评估报告。报告指出，从1906年到2005年1000年间，地球表面增温0.74度，全球变暖是由人类活动中产生的二氧化碳导致的。自然环境的变化必然会影响到人类社会系统。IPCC第四次评估报告也指出，如果大气当中温室气体含量得不到有效控制，二十世纪末全球温度将增加1.1到6.4度，这将可能对食物、农林产品、人类健康等产生重要影响。这个看法还不甚一致，有人认为这是一种不可逆转的变化，将对于整个人类造成毁灭性的结果。
全球变化除了对人类生存条件造成影响外，人类要应对全球变化，也将对人类自身产生影响。国际社会为了减缓适应气候变化，减轻不利影响，近些年不断开展碳减排的国际谈判，发展低碳经济、清洁能源。与此同时，这些行动也都带来了政治和外交的博弈、经济和技术承载、能源和资源配置等一系列新的问题，这些问题都需要在社会发展过程中不断的调整和解决。可见，全球变化在改变了人类赖以生存的自然环境的同时，也对经济社会发展产生了深刻的影响。所以，如何应对全球变化，实现可持续发展，这是我们当前人类社会所面临的重大挑战。
国际全球变化研究历程与新趋势
二十世纪以来，在国际科学理事会等主导之下，国际社会先后建立了世界气候研究计划、国际生物圈计划、国际生物多样性计划，以及国际全球环境变化人文因素计划等一系列全球变化国际研究计划。全球变化研究不仅重视对自然现象的研究和对科学规律的探索，而且更注重把全球变化和人类的发展紧密结合。
经过30多年的发展，国际全球变化研究已经成为至今为止规模最大的，也是综合性最强的国际科研合作计划。概括30年所取得的进展，一是对地球系统运行的过程有了新的理解；二是认识到人类活动是全球变化的重要驱动力；三是全球变化研究技术水平有了显著的提高，建立了多手段地球变化监测和监测体系，遥感和GIS监测在全球变化研究中就是不可或缺的重要组成部分。
二十一世纪以后，国际全球变化的研究更加强调关注社会问题，其中一个重要举措是IGBP、WCRP、IHDP构成了地球系统科学联盟（ESSP），联合实施了以旨在提高可持续发展能力的四大联合计划，四个联合计划分别涉及和全球可持续发展密切相关的食物、碳、水和人类健康四个方面的问题。近年来，全球变化研究主要特征是进一步强调全球变化要和人类的可持续发展紧密结合。今年3月26—29日，ESSP在英国伦敦成功举办了“重负下的地球”国际大会。会议主题体现了当前国际全球变化和可持续发展研究最新的方向，也就是要满足全球的需求。包括食物、能源、水资源和其他生态系统服务的功能，要转变生活方式，探索全球气候变化背景下的发展道路，另外还要创新对地球系统的管理。
中国应对全球变化和可持续发展的行动
中国是全球变化国际四大研究计划的发起国之一，也是较早开展这方面研究的国家。在过去的30年里，中国科学家围绕多个领域开展了大量的全球变化研究工作，取得了很多重要的进展。如根据历史文献当中的记载和过去有关的研究结果所建立的中国东部地区过去2000年冬半年温度的变化序列。中国还积极参与了国际全球变化的合作研究，开展了减缓制定基础能力建设和国际合作等一系列的应对活动。
2010年，中国启动了全球变化研究的国家重大科学研究计划，提出了未来10到15年，中国在全球变化研究上将沿着事实、过程和机理，人类活动的影响，全球变化的影响和适应，观测和数据以及模式等五大方面发展。
中国应对全球变化和可持续发展的战略

中国要应对全球变化的挑战，应当特别关注以下几个方面的问题。
第一，要妥善处理应对全球变化的挑战和人类可持续发展之间的关系。人类社会可持续发展不仅仅要求人和自然的和谐，还需要人类社会自身的和谐，国际应对全球变暖，就是为了解决人为导致的人和自然的不和谐，但是解决全球变化问题不能以牺牲社会发展，特别是不能以国际社会不均衡的发展为代价。IPCC的报告指出，二十世纪后半叶全球增暖很可能是人为排放二氧化碳造成的，主要是源于化学能源使用和土地利用，这些都是人类经济发展过程当中的产物，二十世纪世界各国人均二氧化碳累计排放和GDP数值呈较高的正相关关系，任何国家从不发达到发达的过程中，都不可避免的经历过人均能耗和二氧化碳排放快速增长的时期。
以IPCC的预估结果为基础，以稳定的目标进行设计，按照2050年大气当中二氧化碳的目标浓度是450BPM的假设，从今天开始到2050年全球人均每年仅仅能够排放0.82吨碳，折算成二氧化碳为2.99吨。这种排放仅仅是处在温饱的发展水平，这对世界上所有欠发达国家是不公平的，也不可能实现人类社会的和谐，人类社会可持续发展的目标将不能实现。
1992年联合国气候变化框架公约明确的提出发达国家应当为人类活动造成的全球变暖负主要责任，同时为国际社会采取缓和和适应气候变化的行动，确定了共同带有区别的责任原则。今年已经是《京都议定书》确定的第一承诺期的最后一年，但国际社会减排的成效不彰，仅仅少数发达国家开始了实质性的减排行动。实现人类社会的可持续发展，必须要维持区域间和国家间发展的平衡，在当前应对全球变化挑战的过程当中，国际社会应当遵循共同带有区别的责任原则，统筹兼顾人与自然和人类社会自身的和谐，给出科学的切实可行的，特别是对发展中国家切实可行的减排和适应方案。
第二，减缓和适应并重。减排温室气体是当前国际社会减缓全球变暖行动的主要关注点和着力点，包括使用新能源，提高能源效率等等。但同时大量的研究表明，增加陆地和海洋的碳对减缓也尤其重要，因为它可以用环境改善的功能来解决排放问题。经研究1990年到2007年因为热带森林被毁灭而释放的碳每年约29亿吨，人类积极的植树造林有效保护了森林系统。近年来中国持续的植树造林和森林保护措施，每年固碳300万吨，为减轻全球变暖做出了重要贡献。同时，对净化空气、调节气候、防风固沙都有积极作用。当然适应和减缓一样，也是人类应对全球变化的重要措施，两者相辅相成。采取有针对的适应战略，是世界各国重要而紧迫的任务，对发展中国家也尤为如此。
第三，是国际学术界公认的对减少全球变暖科学认识的不确定性。涉及几个方面，一是过去两千年气候变化的事实，对二十世纪变暖的贡献和未来气候变化趋势的判断。二是关于温室效应的机理，也就是气温对二氧化碳浓度的敏感性问题。三是气候模式的模拟能力，作为气候变化研究的主要工具，我们所采取的一系列应对措施都依赖于对气候变化的模拟结果。所以它在很大程度上决定了未来预估情景的可靠性。四是不确定性，是关于两个预值的问题，决定着人类所面临的危机的程度。与之对应的是温室气体浓度的上限和人类碳排放工作的上限，也就是涉及人类应对气候变化的紧迫性，刚才谈到1.1到6.4度，这个区间很大，失之毫厘，谬以千里。所以未来的国际社会应当更好的开展多因子、多学科、全球性的联合研究，尽早的形成对全球变化的确定性认识。
总体上来讲，对上述三个问题的认识和基于认识提出的全球变化的解决方案，对于应对全球变化，实现可持续发展是十分重要的，对于发展中国家尤其重要。

李德仁：地理信息技术及其产业化

中国科学院院士、中国工程院院士

只要人类存在，研究自然和人类活动就是一个周而复始永无止境的过程。要解决环境、灾害、资源等各种问题，都需要地理信息学，国家建设、国防建设、国家安全也需要地理信息学，在走过了制海权、制空权，到现在的制天权，制信息权的阶段，地理信息学更是我们打赢信息化作战的关键。
因此，地理信息产业化发展具有广阔的前景，同时技术、市场、资本和管理缺一不可，目前已经取得了显著成绩，未来会为国民社会经济发展带来更大的效益。
地理信息学的崛起和发展

地理信息学的崛起和发展，应该是最近二十年来的一个突出成果。2004年美国劳动部把地理信息技术与纳米技术和生物技术确定为当今社会发展三个最重要的技术。地理信息学所研究的空间及传感器的研制发射，信息的传输以及空间环境模型和空间环境监测，是理论上的，在这个基础上再做遥感数据处理，集成空间探测数据的结果，做成用户需要的产品。
人类只要存在就需要研究我们的环境，解决环境、灾害、资源这些问题，这都需要地理信息学；国家建设、国防建设及国家安全也都需要；国家经济社会的发展，国家信息基础设施的建设，需要我们空间信息技术来设计；国家社会信息化需要空间信息服务体系来为国土资源规划与管理，城市发展，精准农业，智能化交通等提供服务，从而形成新的信息产业链，作为国家新的经济增长点，保证社会可持续发展。
2005年，政府间地球观测组织（GEO）成立，主要负责协调全球综合地球观测系统的各项活动，应对社会可持续发展产生影响的九大问题，能源管理、水资源以及气候预测，农业的可持续发展、生态学等等。七年来，GEO发展迅速，已成为全球综合地球观测领域规模最大的政府间国际组织，将进一步推动地理信息学的发展。
中国地理信息学取得的成就
总结过去二十年中国地理信息学所取得的成就和进步，大概有五个方面。第一，实现了从二维到三维的多尺度地理信息建模；第二，实现了对地球多分辨率和多时态的观测和分析；第三，实现了基于图形和基于天地空一体化实景影像的可视化和可量测；第四，实现了基于Web Service做空间信息网络共享智能服务；第五，通过兴趣点实现与非空间信息的关联以服务全民。
二维到三维的跨越，比如我给我的老家做的数字三维泰州；再以Geoglobe软件举例，它可以实现数字地球，在屏幕上浏览所要的所有全球的矢量数据。如把大家带到武汉，我们可以找到武汉大学测绘校区，我们可以任意的看到我们想要看到的目标。这是一种三维的全球数据的集成，分布在不同的信息系统上，但是我们可以通过负操作和联网数据库来实现。
地上到地下三维一体化的项目，如武汉市地上、地下三维一体化，这个系统可以使地下“透明”，大家可以同时浏览地上和地下，了解地下实时情况，而且可以进行分析和利用。
地理信息还可以保护文化遗产。以著名的敦化莫高窟为例，我们把真实的历史记录故事和真三维图像结合在一起，对整个莫高窟实现数字建模，并且从色彩复原角度，经过了千年的化学及其他作用到现在的颜色，要研究当年的色彩是什么样子的，能显示不同年代的真实的敦煌莫高窟。
我们的移动测量系统，可以到地震灾区做测量，提供影像的地震灾区三维GIS。灾区救援，时间就是生命，系统要求的就是快速，快速到什么程度？比如灾区出现了堰塞湖，我们得到了地矿扫描仪的地形，晚上就要加工成图，构成堰塞湖的真三维，第二天清早把这些数据送到温总理的办公室以供决策。汶川地震时，我们还把移动测量系统和手机式测量系统带到现场做了测量任务，建立了灾区三维地理信息系统，用以地貌修复和民政部的赔付依据。去年日本311地震，我们也做到了灾前和灾后的影像提取对比。
基于图形和天地空一体化实景影像的可视化和可量测，最好的例子是数字城市建设。数字城市有矢量数据，有城市的模型，有街景的图像，这三者通过GPS观点可以互动，用户可以按照需要进行测量，辅助观测周围环境，再做规划。我们最近又做了一个新的系统，这个系统上面装有净化扫描仪、全景照相仪，整个精度达到3米，相对精度5厘米，扫描速度每小时80公里。同时采集了激光点源和全景影像，用软件套在一起。完全是我们自主研发的。
地理信息学已经从简单的二维走向了共享和智能服务。智能服务是一个什么概念？它是一个空间信息服务网。资源可以为注册服务，地学知识可以服务，传感器也可以服务，所以把各种资源，计算资源、网络资源、存储资源、云计算等连接在一起进行服务，我们的目标是有一个好的服务质量和可视化环境，来满足用户的需求。举个例子，以手机做智慧管理，当你发现一处垃圾，用手机拍照后传上去，我们马上收集信息再上传到监管中心，一分钟后指挥中心通知职能部门，然后去现场清理垃圾，处理后再拍一张照片上传，这两张照片的时间差就是政府处理问题的时间，这是直接为老百姓服务的，把数据、软件知识连在一起，注册、查询、数据集成，信息处理也可以在网上做。
地理信息产业化发展
李克强副总理去年5月在测绘创新基地座谈会上讲，地理信息技术应用广泛，市场潜力巨大，地理信息产业不仅可以直接产生较大的经济效益，还可以带动智能交通、手机通信、现代物流、网络服务等现代服务业的发展，不仅可以有利于扩大居民消费，而且有利于调整和优化经济结构。他表态，要积极发展地理信息，要加强政府引导，抓紧研究制定产业发展的规划，完善财政、税收、政府采购、市场准入等方面的政策措施，要创造有利条件，营造良好环境。李克强副总理已经讲了，而且要我们完善投融资机制，不断扩大投入规模。2011年，地理信息产业产值达到1500亿。2015年将达到5000亿，2020年超过10000亿。我们需要做商业模式的创新，产业员工的发展和应用，用户的发展。数据布局，卫星和传感器，平台和数据处理等领域，数据融合、数据管理，支撑运营，下游各行各业大众应用等等。如何发展，四个要素：技术、市场、资本、管理，缺一不可。以后我们能够达到一个按需服务的水平，能够提供正确的数据信息和知识，在规定的时间和地点给需要的人，实现四个Right的服务。
汤国安：GIS的美学审视

南京师范大学教授

美的基本类别有自然美和社会美，地理信息科学作为新的学科出现后，它有没有美学价值，是值得我们探索的。对于学科美进行认识与凝练，是发展的必然，有利于把握GIS学科发展的脉搏与方向，有利于对GIS学科特征的认识，也有利于修整GIS技术与产品的瑕疵，更有利于提升GIS研究与学习的兴趣。
从美学角度看GIS
当代美学家认为美应当包括美的本质、审美性质与审美对象，三个层面的内容，美的基本类别有自然美——自然事物与自然界中的美，和社会美——社会事物的美。法国科学家认为，真正的科学家不是有用才研究自然，他们研究自然是因为他们从中得到了快乐，而他们从中得到快乐，是因为它美，如果自然不美，就不值得去探索，生命也就不值得存在。我们学数学的时候，会因为一个几何证明而愉悦，我们从中感受到数学的简洁、和谐和奇异，带给我们美的享受。
GIS的出现给传统的地理学带来了革命性的变化，也带给我们有助于传统科学的新潮美。有人认为GIS的出现，使地图受到了冷落，其实一点也不奇怪，年轻人都有追求新潮东西的特点，不追求反而是奇怪的。当我们追求新事物后，反过头来又会发现传统地图学的美，所以这两年大家又开始关注地图学了，这就好比西装穿多了穿旗袍也是好看的。GIS学科的发展，既融合了它所涉及学科的美的特点，又形成了自身特有的美。对这些美进行认识与凝练，是必要的，也是学科发展的必然。
GIS的美学特点
融合之美：GIS的融合之美在于有效吸收，测绘科学的精密、计算机科学的前沿、管理科学的效率等特点，都被融于GIS之中，并在此基础上，通过对多学科的兼容并蓄，形成自身的和谐之美，发展之美和巅峰之美，就相当于一个中国人和外国人血缘很远，他们结婚以后，得到的却是一个非常健康的小宝宝，我们GIS就是这样一个健康的小宝宝。
结构之美：无论是数据结构、功能结构等各种各样的结构都存在美学特征，GIS的结构之美，不但是数据结构之美，其实也源于我们对自然空间本身的美的认识。当我们在10的29次方距离远看到的宇宙如同像素点一样，我们一步步向前走，25、23、22次方，我们看到了银河系，21、20、19、18、17、16，看到了太阳系，到12、11、10，看到了地月系，9、8、7、6、5、4到万米高空，3、2、1到十米高空，零，继续走负1，负2，负3，负4，负5，负6……，又回到了刚刚的过程，如同像素点一般茫茫如也的世界。从哲学层面来讲这是一个再循环，相当于爱因斯坦的向上无限和向下无限才符合规律的理论，如果只有一层才是奇怪的。我们的GIS研究是在这个大地理里可以描述的层面，这个层面本身也是有自然之美的。
变换之美：所有的矢量数据和栅格数据，看似不同，但其实矛盾对象双方在一定情况下可以转化与融合。中科院院士董建华教授，他早期的研究工作就是让矢栅和一体化“结婚”了，很有趣。
展示之美：多种现代媒体展示手段在GIS中集成应用，使GIS对地理对象的展示出现了缤纷的界面美，绚丽的动感美，逼真的三维美。在许多用户眼中，GIS的系统产品以及其他附属产品表达方式越来越多了，如有SOA，还有3D的表达。
统一之美：对科学问题的归纳与提炼，是科学家对问题深化研究的高级阶段，其中在众多纷乱的科学与技术命题中，经过抽象与分析达到了理论和方法上的统一，这个过程本身就充满了创造美。举个例子，2006年ITC选拔优秀学生，出了一道题，学生快速得出圆柱投影，教授让他写出来，他就写了一个圆柱投影，教授说要写三个，只写一个就只能给你一分，学生说这三个投影都是所谓的圆柱投影，只是落到了地图表面上的特例，如果我的圆柱投影是一个零，一个是无限大，这三个投影就达到了统一，教授特别惊讶，当时就给了学生满分。我们在学习过程中也要学会把不同的知识点进行有效的融合和提炼，体会融合统一之美。
简洁之美：对自然和科学的提炼，在一个新的高度上展示，这是科学研究的基本方法。GIS数据、理论、技术与方法，也经过充分的提炼，使人感觉到简洁之美。如同一个人在走路，通过几个点，以及点的动态变化，我们就能模拟出人的形态，因此具有非常高的参考价值。我们GIS研究也一样，提出了地貌检测的检测方法，就可以得出地貌的特征，得到好的结果。
如何让GIS更美
要让GIS更美，就要对GIS学科发展和科学研究进一步主动深入研究其美学特征。如GIS系统开发，要将GIS系统真正开拓为美的平台；GIS教学和学习，要对GIS传播和接受美的特征，包括研究美的概念模型，美学和其他学科的联系加强研究；我们的GIS教师，不但要将课堂变成传播知识的平台，更要通过高超的教学艺术，使之成为传播GIS美的殿堂；我们也要把GIS的美从传统领域向非传统领域拓展，如有些学者研究方言GIS，中国美女GIS等等，都是美的。

史照良：当前测绘地理信息发展的热点问题

江苏省测绘局副局长

GIS既有技术性，也有艺术性，但同时，它也有草根性，草根在哪里？当前测绘地理信息的热点问题是草根性的最好体现，包括数字城市建设、地理国情监测、天地图建设等等，都直接或间接的达到了预期效果，实现了一定的经济效益和社会效益，且正在一步步向为国家和百姓提供更多的服务而前进。
数字城市建设全面推进
数字城市框架，主要是一库、一平台和五个应用，一库是基础数据库，平台一个是政府网的平台，还有一个是公共网的平台，公共网的平台就是我们的天地图。五个应用根据每个城市的典型性而不同，主要是示范应用。
2006年，江苏省在徐州、泰州建设数字城市的试点工作，起到了良好的效果。现在江苏全省13个市，在今年5月份之前有12个城市将完成数字城市的评审和启动工作。特别是数字徐州的建设，把荒地变宝地，使原来的塌陷地变成了现在的可供应用地。腾出的三万亩耕地指标，按照目前江苏的土地价值至少在300亿，这都是数字城市建设带来的贡献。

加强地理国情监测工作　
地理国情是指从地理角度描述的涉及国家命脉的体系，是以地球表面自然、人物和空间的变化以及他们之间的相互关系和基本内容为基础做出的宏观的整体的综合性描述。地理国情监测是利用我们现在测绘技术手段，综合各个时期的结果进行分析。
　从测绘与地理信息角度来看，地理包括人文地理、自然地理和经济地理。人文地理是指各种人文现象的地理分布、扩散和变化，以及人类社会活动的地域结构的形成和发展规律。自然地理研究的是自然地理环境的组成、结构、功能、动态及其空间分异规律。经济地理是研究产业结构与产业布局演变规律的科学，是指研究经济活动区位、空间组织及其与地理环境的相互关系。总之，普查和监测测绘地理信息是我们业务拓展与延伸的基础，是科学规划、决策的基础，是独立客观监督的依据。
以江苏省地面沉降监测为例。江苏地区普遍海拔较低，地面沉降给其带来的影响是不可低估的。九十年代苏州工业园区开发的时候，开发区地面沉降每年至少5厘米，本身海拔才2米多，过个几十年就要沉到海平面以下了，很多投资商都很担心企业安全性。所以我们开展了地面监测，根据监测结果制定政策，合理规划。九十年代末，江苏省人大通过了一个法案，禁止苏南地区开采地下水，现在苏南地区地面沉降大概在一公分以内，已经控制的非常好了。
“十二五”期间，按照地理国情监测专项总体部署，2012年1月将全面启动全国地理国情监测工作，至2015年12月完成。其中，2012年至2013年完成地理国情普查工作，2014年至2015年完成典型地理国情监测工作。
天地图对国家安全意义重大
据初步统计，公众版国家地理信息公共服务平台“天地图”目前已在全国1000多个领域得到广泛应用。教育部、全国组织机构代码服务中心、民政部国家减灾中心、中国证监会、武汉江夏区政府、黑龙江位置服务中心等纷纷通过天地图开发了增值服务。截至目前，已有来自216个国家和地区2.6亿多人次访问“天地图”。地图数据内容也不断丰富，“天地图”的国内信息量和现势性已具有绝对优势，国外信息明显增加。作为国家的一号工程，政府的公益平台，产业化的技术平台、服务平台，国家安全的保障平台，天地图将保证数据的鲜活性，使用的便利性，为大家带来更多的方便。

柯长青：创新驱动，科教结合与持续性

南京大学教授

GIS是计算机科学、数学、环境科学、空间科学、测绘遥感学等等众多学科交叉的一门学科，它可以做城市规划、电子地图、灾害预测……，而GIS人才培养需要结合它本身的特点来进行，同时在新形势下创新方法，积极实践，推动发展高素质GIS人才培养机制。

从GIS的学科特点来进行人才培养
GIS是在计算机硬件和软件的支持下，运用系统工程和信息科学理论，通过科学采集、存储、管理和空间顺序，以提供对规划、决策和研究所需信息的计算机应用技术系统。GIS的学科源头是地理学，又称为GIS之父；地图学是地理学的信息载体，又称为GIS地图。从学科上来说，GIS横跨了计算机科学、数学、环境科学、空间科学、测绘遥感学等等，它有多学科交叉的特征。交叉的最终体现，一个是计算机科学，一个是工程科学，有理工交叉的特点。从GIS的民用特征来说，涉及面就更广了，像能源环境、大气等等都涉及GIS。一个是工程学科特征，一个是工具学科特征。
GIS的人才素质培养，也要把其学科特征作为基础，一是要做基础研究，二是要重视应用开发，三是行业应用。我们的GIS人才培养，要从操作型一直到复合型，从低端一直到高端来作为培养面。基于学科特征，比如说有厚基础、宽口径和复合型这样的人才培养特征，厚基础、宽口径和复合型就需要其他的技术本领，还有道德品质这个层面等等，所以这些都是在GIS人才培养的时候，需要重点关注的方面。从知识结构上来说，一是要强化数理基础和空间基础，二是要拓展领域，再一个是专业知识还有专业技能。按照这种知识结构，最后得出技术人才培养，相应所需要具备的一些技能和应用领域，比如说人才培养是从基础人才到高等级人才，这样一个金字塔的结构。
紧跟社会需求，创新驱动培养机制
人才培养是和社会需求直接相关的。如现在云计算、物联网等等高新技术的发展，都需要贯穿到教学中去，融入到GIS人才培养里，创新驱动，促进GIS人才培养。
南京大学的地理信息专业创办于20世纪50年代，在教学和人才培养过程中也经历了一系列学科技术的创新驱动。课程上，八十年代黄教授的《地理信息系统概论》具有很高的知名度，专业基本课程相应的也根据技术进步情况，做了相应的更新，还有GIS设计与实践等等国家精品课程。教材建设上，从十五、十一五到十二五，也都有详细的规划。
在教学方式上，提出了体验式的教学方法及一系列新的教学方法。如在中国数字科技管理学院建的一个GIS系统，主要是通过GIS空间分析和基本知识来做选择。以在居住区选择超市为例，通过这个体验区可以体现GIS的最佳选址功能，激发大家的兴趣。
同时在GIS人才培养过程中，将我们的科学研究成果紧密结合在教学过程中，好比GIS案例素材库。比如在国家发改委的一个项目中做的江宁的可持续发展结构，其中利用了非常丰富的遥感GIS，项目内容全部应用到教学案例中。
另外通过GIS实践课的改革，通过一些国际交流，请知名学者进行讲座，广泛的开展师生的学术交流活动等等，通过不同的方式来培养GIS的高素质人才。2009年，我们和国家遥感中心及空间局进行了合作，请学生到相关机构参观。也邀请很多知名学者与学生进行学术交流，扩大学生的知识面，像李朋德院士等都来做过报告。
通过科研活动，也可以提高学生的素质。一个项目基本上有几十个导师参与，同时有更多的学生参加，本科生从大三开始就进入到科研项目中，提前介入研究性的学习工作。本科生参与的GIS系统开发，像浦口土地的规划管理系统、常州市宗地地价评估信息系统等，对他们来说都是非常好的锻炼，二次开发技能也得到了提升。学生还根据一些设备，建设三维数字校园，做的也非常好。同时也鼓励学生积极参与国内外相应的GIS开发大赛。
GIS人才培养，与时俱进的过程
GIS人才培养精英的过程，是与时俱进的过程。地理信息从起步到人机交互阶段，从早期版本的GIS软件，到后来的GIS操作。2000年以后，移动GIS出现，2005年海量数据管理、空间共享。通过不断发展，GIS技术经历了地理信息技术、地理信息软件、地理信息科学、地理信息服务、地理信息云这些阶段。目前，教学人才培养也要把云计算和物联网新技术传授给学生，所以说我们的人才培养和教育也是随着地理信息发展阶段而变化的。不同阶段，技术特点不同，教学过程中要相应的调整特征体系。在地理信息阶段，增加了一些计算机的特征，加强了学生的时间控制能力、实践能力。在信息系统软件阶段，相应增加了GIS设计、空间数据库还有地理信息学等等这样的课程，在教学方法上增加多媒体教学。在GIS科学阶段，提出了地理信息科学的概念，地理信息机理是其理论研究的主体，地理信息技术是其研究手段，构建GIS教学案例库方面做了一些改革。在服务阶段，我们做了一些相应方面的资源库建设。在GIS云阶段，课程体系也进一步做出调整，增加了计算还有开源GIS的教学内容。
未来，我们在人才培养方面，以教育出高层次综合型GIS专业人才为目标，构筑GIS高端人才培养与创新技术基地。

谢忠：地理空间信息云引擎关键技术研究

中国地质大学（武汉）教授

云引擎有四个特点：可伸缩性、功能与数据分离、自适应性及功能服务的聚合性，必须要有这几个特点才能称得上云引擎，才能对架构进行相应的计算。构建地理信息空间中心，把地理资源通过相应的云操作系统到云的虚拟化等等一系列的操作，变成一个标准化的“虚拟资源”，在这个虚拟环境之下，才能架构地理信息的云服务。而支撑云服务的云引擎涉及的技术主要有微内核群技术、虚拟化和聚合服务。
云技术发展及趋势
云计算是信息科学，是经过科学发展得来的。从1946年第一台计算机发明开始，计算机要完成的任务不断增加，到七八十年代，开始分布式计算，通过网络把专业领域连接起来，分布式计算也更加规范化。而现在大的计算工程，网络化计算能力又集中起来，就是我们现在说的云计算。所以整个计算机技术的发展，经历了一个从集中到分散，再到集中的轮回。我们的地理信息技术也有相应的进展，简单对比有三个方面，地理信息数据存储技术、地理数据计算技术和服务技术。传统的技术平台有相应的技术缺陷，不能完全满足云计算时代的空间信息计算的要求，需要在存储方面进行虚拟化。就此提出了云引擎的概念。云引擎有四个特点，可伸缩性、功能与数据的分离、自适应性和功能服务的聚合性。构建地理信息空间中心，最下面是我们的基础设施，把地理资源通过相应的云操作系统到云的虚拟化等等一系列的操作，变成一个标准化的“虚拟资源”。在虚拟环境下，构建地理信息的云服务。
云引擎的关键技术
云引擎涉及相应的技术层面，一个是微内核群技术。把相关的地理信息核心的功能，核心处理等等形成一个微内核，进行数据交互，对于数据的前端和末端，前端数据如何得来，用户交互操作等等这些东西要剥离出来。每一个功能都以服务形式存在，虚拟资源里面能够进行单独的服务。相同的功能，或者相似的功能就组成了一个微内核群，通过这个微内核群再进行一系列扩展连接。通过微内核群技术，也很容易实现跨平台操作。因为在云计算的时候，对用户要隐藏所有平台的信息，跨平台就要跨操作系统，要使微内核群、我们的GIS系统在各个系统下面都可以运行；另外现在很多用户建立了GIS用户系统，这些系统之间要相互交流，就需要能通过一个相关的处理使其能够跨平台。通过数据中心的分界线，实现平台的跨越。
云计算的一个核心是虚拟化。虚拟化存储管理，GIS应用到了数据信息的分析和可视化的展现。现在信息应用在发展，从二维到三维GIS，三维信息系统越来越多，还有时空、空间来源的。除了地面空间以外，还有地下空间的应用，也是整个空间管理应用的重中之重，通过虚拟化，在虚拟化的建设设备支持下，在虚拟化环境下，能够构建流程，三维展示，构建相应的数据分析，这里面运用的技术，包括二维模型构建、动态可视化等等，进行相应的集成。可视发展也是以服务形式来提供的，提供了地理信息的服务，服务于人群。服务就需要进行相应的管理和管理维护，还有帐号和安全管理，服务的发布注册等等一系列的工程，都要虚拟化存储管理。
另外在云计算上，更重要的一块是聚合，怎么来聚合各种服务，使服务是动态的。聚合相应的系统、管理，这是技术管理层面上的问题。通过管理系统集成，可搭建技术，能够自由灵活的构建我们各种各样的应用系统，构建出用户需要的各种各样的应用。
作为地理信息云计算的云引擎，在云的环境下，还有很重要的一块，就是需要支持高性能计算，现在高性能计算要支持CPI两种计算机群的计算。
云引擎的实践工作
在今年4月10号发布的MapGIS IGSS，就是云引擎，是我们的数据中心，它可以跨平台，实现空间信息数据的高度集中。通过它能够让服务被有效的管理。我们构建的Appcenter应用中心，能够提供相关的各种各样的系统方案，同时另外一个设计中心，通过工具来可以快速搭建开发相关的应用系统，在不编程情况下搭建相关的应用系统。从云引擎的管理角度，我们把这个管理平台和服务平台，包括开发服务，在管理平台里面实现数据管理。在服务平台，架构相应云服务的服务设施和服务技术。通过整个云平台可以打造可伸缩的虚拟存储，通过集成共享形成相应的云引擎，通过云引擎可以构建各个行业应用，包括一系列的各个方面应用的云技术，实现全方位服务。通过云引擎，开放式大平台，实现资源高度整合。