中國(guó)工程院院士、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)劉先林

11月29日消息，2012中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨第七屆海峽兩岸GIS研討會(huì)今日在廣州白云國(guó)際會(huì)議中心舉行。本屆大會(huì)將以“同心聚力，抱團(tuán)發(fā)展”為主題。中國(guó)工程院院士、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)劉先林在會(huì)上做《地理信息數(shù)據(jù)采集發(fā)展的新趨勢(shì)》主題演講。他認(rèn)為，GIS采集裝備在GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起決定性作用。

劉先林表示，GIS平臺(tái)應(yīng)用最近一二十年經(jīng)歷了非常巨大的變化，從過去的單機(jī)版信息不能共享發(fā)展為面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的異構(gòu)協(xié)同工作的共享GIS平臺(tái)，這是普遍的發(fā)展趨勢(shì)。特別是智慧地球提出之后，基于云計(jì)算的GIS還有很大發(fā)展空間。

他還表示，GIS行業(yè)的進(jìn)步是不斷吸取外行業(yè)的新技術(shù)，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、空間技術(shù)、激光技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。未來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)、網(wǎng)格計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

大會(huì)由國(guó)家測(cè)繪地理信息局主管，國(guó)土資源部、民政部、科技部、國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)辦指導(dǎo)，中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)主辦，廣東省國(guó)土資源廳、廣州國(guó)土資源房屋管理局、高新區(qū)天河科技園管委會(huì)協(xié)辦。騰訊科技作為大會(huì)支持媒體全程圖文直播大會(huì)盛況。

以下是中國(guó)工程院院士、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)劉先林演講實(shí)錄：

劉先林：我不是直接從事GIS專業(yè)的，是為GIS服務(wù)的，為GIS采集數(shù)據(jù)的裝備?；仡櫻b備的發(fā)展歷程，覺得很有趣，發(fā)展非?？?，而且越來(lái)越快，將來(lái)朝什么方向發(fā)展甚至很難預(yù)料，地理信息行業(yè)非?；钴S。產(chǎn)生這個(gè)情況的原因主要有大量的新用戶，過去老用戶問題都解決了，新用戶厲害了，公安、移動(dòng)服務(wù)商、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商等。這些新用戶還有城管、公交、廣大民眾，要求越來(lái)越高，不像過去地圖服務(wù)。現(xiàn)在要求更廣泛、更精確、更快，而且要真實(shí)，最近幾年發(fā)生了很大的變化。

我們行業(yè)在短短十幾年從模擬時(shí)代發(fā)展到數(shù)字時(shí)代到信息時(shí)代，一直發(fā)展到即將到來(lái)的智慧時(shí)代。過去產(chǎn)品給圖買圖就可以了，然后變成買數(shù)據(jù)了，到新時(shí)期的測(cè)繪，應(yīng)該是生產(chǎn)出來(lái)信息，信息測(cè)繪還沒有很好的搞清楚、沒有好好解決。沒有好好解決知識(shí)智慧時(shí)代又到來(lái)了。不能說(shuō)來(lái)的太快了，跟著忽悠想辦法怎么樣解決智慧時(shí)代、智慧城市對(duì)我們的行業(yè)有什么要求，自己行業(yè)本身有什么改造。這個(gè)時(shí)代不光產(chǎn)生信息，還要產(chǎn)生知識(shí)、決策。

我個(gè)人認(rèn)為整個(gè)過程中，個(gè)人是搞裝備的，我認(rèn)為裝備起了決定性的作用，而不是次要的作用。

讓我們從各個(gè)側(cè)面來(lái)看看GIS采集裝備的變遷，回顧這個(gè)變遷很有意思。

首先，采集對(duì)象。過去航空式的拍地面，主要是表層的東西?，F(xiàn)在是弄到室內(nèi)，室內(nèi)要建模，要弄到地下坑道要建模，讓你弄到水下，水下要搞出來(lái)。“十二五”也承擔(dān)了課題搞室內(nèi)、地下。對(duì)于我們搞裝備講不是好解決的。但是，探測(cè)地理我們衛(wèi)星600公里高，航空最低400米，不能再低，可是最近在不長(zhǎng)的時(shí)間產(chǎn)生變化，這種無(wú)人直升機(jī)飛到十來(lái)米，車可以升到十米高對(duì)地面進(jìn)行掃描。車載對(duì)地面的距離只有兩米多，最短只有三米，坑道里面不能作業(yè)了，本身只有三米。這個(gè)變化是很巨大的。從遙感很遠(yuǎn)的觀察發(fā)展成鏡式的探測(cè)。

分辨率GSD，我們之前是30米的GSD，接著是5米，航空十公分，大的到五公分，再往細(xì)的分沒有了。后來(lái)總結(jié)出來(lái)一個(gè)1毫米的分辨率。要把井蓋上的字都認(rèn)出來(lái)，輸?shù)綄傩陨?，井蓋100多種規(guī)范就占了25，必須要把井蓋上的字認(rèn)出來(lái)，不搞1毫米的GSD怎么認(rèn)?

視角，衛(wèi)星上的視角基本上5度左右，一般進(jìn)口的相機(jī)70度，這個(gè)視角稍微有點(diǎn)小，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)相機(jī)可以到90，現(xiàn)在達(dá)到130，到360是不是又搞錯(cuò)了?激光定位車掃描的時(shí)候，激光視角如果達(dá)不到360度的水平稍微有點(diǎn)差，不得不拼接。當(dāng)然沒有360的激光。

探測(cè)方式也發(fā)生了很大的變化，特別是波段的變化最近變化十分劇烈。過去是以被動(dòng)為主，什么叫被動(dòng)?沒有探測(cè)的波打過去，而是接受它對(duì)陽(yáng)光的反射，自己的熱紅外的被動(dòng)識(shí)別。發(fā)展到光是可見光不行，要發(fā)展到識(shí)別電子，因?yàn)橛写罅康碾娮訕?biāo)簽，有wifi、基站，不是別這個(gè)東西又要落后了。被動(dòng)識(shí)別的波段變化也非常劇烈。開始是黑白的，然后生產(chǎn)假彩色，之后出現(xiàn)30個(gè)波段內(nèi)多光譜，現(xiàn)在高光譜，波段的變化很大。被動(dòng)探測(cè)很快發(fā)展到主動(dòng)探測(cè)或者是被動(dòng)加主動(dòng)，比較明顯的是打過去再接回來(lái)，主動(dòng)打過去再接受回波。主動(dòng)探測(cè)方式也和被動(dòng)相結(jié)合，很有發(fā)展前途。光是主動(dòng)探測(cè)方式又發(fā)生很大變化，激光頻率是1014納米，最近激光出現(xiàn)了多光譜激光，從500到800納米之間叫做白光激光，分波段打過去，激光回來(lái)接受。這時(shí)候有可能得到不同波段反射強(qiáng)度得到顏色信息和更多的信息便于探討。探測(cè)方式最近變化非常劇烈。

測(cè)量方式?，F(xiàn)在是直接測(cè)量，測(cè)角測(cè)距。

真實(shí)性。過去采集數(shù)據(jù)是粗的線條?，F(xiàn)在要求真實(shí)，什么情況就是什么情況。最近做出無(wú)鏡頭相機(jī)，用一些相關(guān)軟件完全全自動(dòng)化生產(chǎn)出來(lái)地表的三維模型，完全真實(shí)而且完全沒有人際交互的三維，這個(gè)三維離使用還很遠(yuǎn)，但是是全自動(dòng)，很了不起了。

真實(shí)又有很大的問題，太真實(shí)臟亂差，汽車亂停、滿地垃圾全部進(jìn)去了，而且三維的，領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)又有問題了。又要在真實(shí)的基礎(chǔ)上有害的像汽車關(guān)掉，垃圾堆關(guān)掉。真實(shí)性又面臨美觀的變化。

我 們搞地圖，某種意義上說(shuō)地名的空間化。郵政局、民政部大量的地址信息都是一些門牌信息，無(wú)法檢測(cè)，怎么辦?地址空間化，空間化的地址可以進(jìn)行很多分析?，F(xiàn) 在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代出來(lái)一個(gè)叫做“IP地址”，每個(gè)地球上都能分到一個(gè)IP地址，會(huì)不會(huì)把IP地址搞成空間化?我們?cè)谙脒@個(gè)事。談IP地址空間化產(chǎn)生兩個(gè)誤解，一 個(gè)是IP地址空間化給一個(gè)空間。我們所說(shuō)的IP地理位置坐標(biāo)的空間化。IP地址像手機(jī)是移動(dòng)的不是很好弄，數(shù)量又很大，空間化是不是有必要也不一定。因?yàn)?在網(wǎng)上兩個(gè)IP地址設(shè)備之間的距離是零，沒有距離為什么要空間化?地址空間化搞得很成功了，IP地址空間化還沒想好。但是，計(jì)算機(jī)界肯定對(duì)IP地址分配空 間，不是一個(gè)概念。

實(shí)景。實(shí)景發(fā)展的趨勢(shì)可以看看，開始實(shí)景是全景照片。騰訊、百度都，也可以調(diào)視頻。后來(lái)不滿意了，看到只有涉站點(diǎn)的指 標(biāo)，每個(gè)地物的指標(biāo)出不來(lái)，產(chǎn)生了三維地理參考景象。影像的背后隱藏著激光點(diǎn)擊，通過點(diǎn)移影像上的某個(gè)點(diǎn)可以從激光點(diǎn)移上查到地理坐標(biāo)。誰(shuí)能夠照到三維影 像?三維影像是什么東西?實(shí)際上就是高密度的猜測(cè)點(diǎn)移，裝備層出不窮，以照相為原來(lái)從激光器本身來(lái)改造，可以直接生產(chǎn)點(diǎn)移。剛才說(shuō)的多波段可以得到假彩 色，怎么從點(diǎn)上得到RGB還不是簡(jiǎn)單事。從實(shí)景來(lái)看，我們認(rèn)為街景問題必然被三維模型取代，這將會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上取代當(dāng)前的街景。它是模型，可以推拉搖移，可以 往近看，可以往遠(yuǎn)看，可以任何角度。

從定位來(lái)看，從GPS定位到多模定位一直到現(xiàn)在的手持機(jī)也有多模定位的功能，要增強(qiáng)定位。凡是收到無(wú) 線電波的都要定位。室內(nèi)wifi射頻的辨認(rèn)等RFID等一直用一些二維條碼輔助非常需要。過去一臺(tái)相機(jī)拍幾十年，現(xiàn)在是組合傳感器，最低組合GPS進(jìn)去。 現(xiàn)在又要把照相機(jī)和多光譜要集成在一起，一個(gè)解決問題，這叫做組合傳感器。組合傳感器這個(gè)概念才兩三年，沒有兩三年又提出一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念，這個(gè)世道 變得很快，充分說(shuō)明這個(gè)行業(yè)非常活躍。

手持機(jī)的變遷，最早是電子手薄，然后手持導(dǎo)航儀，接著到GIS采集終端，在原來(lái)的基礎(chǔ)上不光可以 GPS定位，而且可以數(shù)據(jù)導(dǎo)入到處、路線設(shè)計(jì)等都有，做一些采集信息點(diǎn)，還加上照相的功能、多模的定位。我們作為用戶覺得還不夠，甚至還要增加陀螺、電子 標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)，要增加陀螺，一個(gè)陀螺7公斤重，如何放到手持機(jī)里面，是不是又搞錯(cuò)了?陀螺專家說(shuō)不久將來(lái)微機(jī)陀螺可以達(dá)到激光的技術(shù)，這個(gè)時(shí)代會(huì)到來(lái)的。 手持機(jī)有照相、有陀螺，小激光可以放進(jìn)去。車開過去有遮擋，可以把手持機(jī)拍照補(bǔ)到模型里面，補(bǔ)全了之后在模型上操作測(cè)量等。

在飛機(jī)上，過 去4個(gè)人，后來(lái)2個(gè)人，再后來(lái)1個(gè)人，到現(xiàn)在1個(gè)人也沒有，就是無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)發(fā)展超快，估計(jì)中國(guó)民用無(wú)人機(jī)的總數(shù)量占據(jù)全球一半。無(wú)人機(jī)的發(fā)展歷程是最 近一兩年，發(fā)展非?？臁Ｒ?yàn)楣潭ㄒ砜偹?，要?qǐng)冠軍去操作，去摔，無(wú)人機(jī)怎么辦?關(guān)于無(wú)人機(jī)目前已經(jīng)出現(xiàn)了走旋翼，無(wú)人直升機(jī)安全性比較高，據(jù)說(shuō)出了事故掉 了地上，不是一個(gè)石頭掉到地上，而是一個(gè)樹葉飄下來(lái)，但是也有缺點(diǎn)，有抖動(dòng)、有電動(dòng)，流通時(shí)間短等。為了保留固定翼和旋翼之間的優(yōu)點(diǎn)，就發(fā)展了矢量推進(jìn)。 我們用GIS也可以用到矢量。科技部領(lǐng)導(dǎo)在這里，“十二五”無(wú)人直升機(jī)其中就有一個(gè)矢量無(wú)人機(jī)的項(xiàng)目。采集之后的原始數(shù)據(jù)不能給用戶，一定進(jìn)行處理，處理 過程中過去消耗人力，一個(gè)房間幾十個(gè)機(jī)子，雇臨時(shí)工去干，現(xiàn)在新一代的包括后主力都采取全自動(dòng)，變化非?？?，不是消耗網(wǎng)絡(luò)上的并行計(jì)算機(jī)，暫時(shí)不太考慮用 到超級(jí)計(jì)算機(jī)，云計(jì)算有可能用上。

但是比較現(xiàn)實(shí)的是GPU，非?？?，包括預(yù)處理、云處理和后面的處理。過去后處理全是手工提取，手工一個(gè) 個(gè)點(diǎn)擊，從現(xiàn)在來(lái)看全自動(dòng)分類、全自動(dòng)的實(shí)體化，而且要100%正確，我們測(cè)量不能有1%、0.5%的錯(cuò)誤率，不允許，必須要100%的正確率，靠全自動(dòng) 高明的手段。先查錯(cuò)后查漏。

從我的預(yù)計(jì)來(lái)看，我們發(fā)展速度非常快，舉個(gè)例子，前不久江蘇省測(cè)繪局全省1：10000飛行，一個(gè)平方米的點(diǎn) 只有0.5個(gè)點(diǎn)，2個(gè)平方米攤1個(gè)點(diǎn)，覺得點(diǎn)移太稀了，不好使。昨天我從揚(yáng)州回來(lái)，試飛三款旋翼的無(wú)人直升機(jī)，旋翼機(jī)飛的速度比較慢。863十一五做到一 個(gè)平方米9個(gè)點(diǎn)，昨天這個(gè)做到了500個(gè)點(diǎn)。當(dāng)然點(diǎn)高了的話，把有用的點(diǎn)找到無(wú)用的點(diǎn)要?jiǎng)h除，這個(gè)變化非?？?。總價(jià)格來(lái)講肯定會(huì)降低。無(wú)人機(jī)現(xiàn)在軍工要求 買一千萬(wàn)，用不了多久就降下來(lái)了，因?yàn)橛懈?jìng)爭(zhēng)，我想這是一個(gè)趨勢(shì)。

剛才很高興，徐部長(zhǎng)倡導(dǎo)GIS國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)達(dá)到了60%還是70%的國(guó)產(chǎn) 化率，統(tǒng)計(jì)出來(lái)了我們也不能不相，總之是很高興的事。現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)軟件也上來(lái)了，包括我個(gè)人做的視頻航空相機(jī)，根本來(lái)不及做。我們銷很多，不到四百萬(wàn)，便宜性 能好，而且無(wú)鏡頭，前后左右向下視，一年中間我們占了市場(chǎng)的絕大部分的份額。目前我們車還在掙扎搞軟件，相信之后國(guó)產(chǎn)車肯定會(huì)占到激光車份額的80%左 右，肯定會(huì)國(guó)產(chǎn)化而且價(jià)格從高到低。

GIS平臺(tái)不是很熟悉，GIS平臺(tái)應(yīng)用最近一二十年也經(jīng)歷了非常巨大的變化，從過去的單機(jī)版信息不能共享發(fā)展為面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的異構(gòu)協(xié)同工作的共享GIS平臺(tái)，這是普遍的發(fā)展趨勢(shì)。特別是智慧地球提出之后，基于云計(jì)算的GIS還有很大發(fā)展空間。

這 不是我的專業(yè)，我們考慮好在云計(jì)算時(shí)代本身怎么改造，不然跟不上時(shí)代就成問題了。我們行業(yè)的進(jìn)步是不斷吸取外行業(yè)的新技術(shù)，比如說(shuō)計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技 術(shù)、空間技術(shù)、激光技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。不遠(yuǎn)的過去時(shí)間，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)、網(wǎng)格計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。網(wǎng)格計(jì)算出來(lái)之后很機(jī)械帶 到我們這個(gè)專業(yè)上，結(jié)果沒有產(chǎn)生任何有效的，而且經(jīng)常評(píng)獎(jiǎng)的時(shí)候談不上什么網(wǎng)格，非要掛網(wǎng)格，計(jì)算機(jī)專家一評(píng)覺得這叫什么網(wǎng)格就沒評(píng)上。我們不能不跟風(fēng)， 也不能盲目跟風(fēng)。

讓我們研究挑戰(zhàn)、努力創(chuàng)新和服務(wù)，努力研究出來(lái)新型的GIS采集裝備，謝謝!

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