中國工程院院士、中國測繪科學研究院名譽院長劉先林
11月29日消息，2012中國地理信息產(chǎn)業(yè)大會暨第七屆海峽兩岸GIS研討會今日在廣州白云國際會議中心舉行。本屆大會將以“同心聚力，抱團發(fā)展”為主題。中國工程院院士、中國測繪科學研究院名譽院長劉先林在會上做《地理信息數(shù)據(jù)采集發(fā)展的新趨勢》主題演講。他認為，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平臺應用最近一二十年經(jīng)歷了非常巨大的變化，從過去的單機版信息不能共享發(fā)展為面向服務的網(wǎng)絡環(huán)境下的異構協(xié)同工作的共享GIS平臺，這是普遍的發(fā)展趨勢。特別是智慧地球提出之后，基于云計算的GIS還有很大發(fā)展空間。
他還表示，GIS行業(yè)的進步是不斷吸取外行業(yè)的新技術，比如計算機技術、數(shù)據(jù)庫技術、空間技術、激光技術、虛擬現(xiàn)實技術。未來，網(wǎng)絡技術、移動技術、網(wǎng)格計算機技術、云計算技術都會產(chǎn)生很大的影響。
大會由國家測繪地理信息局主管，國土資源部、民政部、科技部、國家獎勵辦指導，中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會主辦，廣東省國土資源廳、廣州國土資源房屋管理局、高新區(qū)天河科技園管委會協(xié)辦。騰訊科技作為大會支持媒體全程圖文直播大會盛況。
以下是中國工程院院士、中國測繪科學研究院名譽院長劉先林演講實錄：
劉先林：我不是直接從事GIS專業(yè)的，是為GIS服務的，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)展非常快，而且越來越快，將來朝什么方向發(fā)展甚至很難預料，地理信息行業(yè)非?；钴S。產(chǎn)生這個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、移動服務商、網(wǎng)絡服務商等。這些新用戶還有城管、公交、廣大民眾，要求越來越高，不像過去地圖服務?，F(xiàn)在要求更廣泛、更精確、更快，而且要真實，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代發(fā)展到數(shù)字時代到信息時代，一直發(fā)展到即將到來的智慧時代。過去產(chǎn)品給圖買圖就可以了，然后變成買數(shù)據(jù)了，到新時期的測繪，應該是生產(chǎn)出來信息，信息測繪還沒有很好的搞清楚、沒有好好解決。沒有好好解決知識智慧時代又到來了。不能說來的太快了，跟著忽悠想辦法怎么樣解決智慧時代、智慧城市對我們的行業(yè)有什么要求，自己行業(yè)本身有什么改造。這個時代不光產(chǎn)生信息，還要產(chǎn)生知識、決策。
我個人認為整個過程中，個人是搞裝備的，我認為裝備起了決定性的作用，而不是次要的作用。
讓我們從各個側面來看看GIS采集裝備的變遷，回顧這個變遷很有意思。
首先，采集對象。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。“十二五”也承擔了課題搞室內(nèi)、地下。對于我們搞裝備講不是好解決的。但是，探測地理我們衛(wèi)星600公里高，航空最低400米，不能再低，可是最近在不長的時間產(chǎn)生變化，這種無人直升機飛到十來米，車可以升到十米高對地面進行掃描。車載對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。這個變化是很巨大的。從遙感很遠的觀察發(fā)展成鏡式的探測。
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，再往細的分沒有了。后來總結出來一個1毫米的分辨率。要把井蓋上的字都認出來，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出來，不搞1毫米的GSD怎么認?
視角，衛(wèi)星上的視角基本上5度左右，一般進口的相機70度，這個視角稍微有點小，現(xiàn)在國產(chǎn)相機可以到90，現(xiàn)在達到130，到360是不是又搞錯了?激光定位車掃描的時候，激光視角如果達不到360度的水平稍微有點差，不得不拼接。當然沒有360的激光。
探測方式也發(fā)生了很大的變化，特別是波段的變化最近變化十分劇烈。過去是以被動為主，什么叫被動?沒有探測的波打過去，而是接受它對陽光的反射，自己的熱紅外的被動識別。發(fā)展到光是可見光不行，要發(fā)展到識別電子，因為有大量的電子標簽，有wifi、基站，不是別這個東西又要落后了。被動識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個波段內(nèi)多光譜，現(xiàn)在高光譜，波段的變化很大。被動探測很快發(fā)展到主動探測或者是被動加主動，比較明顯的是打過去再接回來，主動打過去再接受回波。主動探測方式也和被動相結合，很有發(fā)展前途。光是主動探測方式又發(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，激光回來接受。這時候有可能得到不同波段反射強度得到顏色信息和更多的信息便于探討。探測方式最近變化非常劇烈。
測量方式?，F(xiàn)在是直接測量，測角測距。
真實性。過去采集數(shù)據(jù)是粗的線條。現(xiàn)在要求真實，什么情況就是什么情況。最近做出無鏡頭相機，用一些相關軟件完全全自動化生產(chǎn)出來地表的三維模型，完全真實而且完全沒有人際交互的三維，這個三維離使用還很遠，但是是全自動，很了不起了。
真實又有很大的問題，太真實臟亂差，汽車亂停、滿地垃圾全部進去了，而且三維的，領導匯報又有問題了。又要在真實的基礎上有害的像汽車關掉，垃圾堆關掉。真實性又面臨美觀的變化。
我 們搞地圖，某種意義上說地名的空間化。郵政局、民政部大量的地址信息都是一些門牌信息，無法檢測，怎么辦?地址空間化，空間化的地址可以進行很多分析。現(xiàn) 在網(wǎng)絡時代出來一個叫做“IP地址”，每個地球上都能分到一個IP地址，會不會把IP地址搞成空間化?我們在想這個事。談IP地址空間化產(chǎn)生兩個誤解，一 個是IP地址空間化給一個空間。我們所說的IP地理位置坐標的空間化。IP地址像手機是移動的不是很好弄，數(shù)量又很大，空間化是不是有必要也不一定。因為 在網(wǎng)上兩個IP地址設備之間的距離是零，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，計算機界肯定對IP地址分配空 間，不是一個概念。
實景。實景發(fā)展的趨勢可以看看，開始實景是全景照片。騰訊、百度都，也可以調視頻。后來不滿意了，看到只有涉站點的指 標，每個地物的指標出不來，產(chǎn)生了三維地理參考景象。影像的背后隱藏著激光點擊，通過點移影像上的某個點可以從激光點移上查到地理坐標。誰能夠照到三維影 像?三維影像是什么東西?實際上就是高密度的猜測點移，裝備層出不窮，以照相為原來從激光器本身來改造，可以直接生產(chǎn)點移。剛才說的多波段可以得到假彩 色，怎么從點上得到RGB還不是簡單事。從實景來看，我們認為街景問題必然被三維模型取代，這將會在網(wǎng)絡上取代當前的街景。它是模型，可以推拉搖移，可以 往近看，可以往遠看，可以任何角度。
從定位來看，從GPS定位到多模定位一直到現(xiàn)在的手持機也有多模定位的功能，要增強定位。凡是收到無 線電波的都要定位。室內(nèi)wifi射頻的辨認等RFID等一直用一些二維條碼輔助非常需要。過去一臺相機拍幾十年，現(xiàn)在是組合傳感器，最低組合GPS進去。 現(xiàn)在又要把照相機和多光譜要集成在一起，一個解決問題，這叫做組合傳感器。組合傳感器這個概念才兩三年，沒有兩三年又提出一個傳感器網(wǎng)絡的概念，這個世道 變得很快，充分說明這個行業(yè)非?；钴S。
手持機的變遷，最早是電子手薄，然后手持導航儀，接著到GIS采集終端，在原來的基礎上不光可以 GPS定位，而且可以數(shù)據(jù)導入到處、路線設計等都有，做一些采集信息點，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 標簽識別技術，要增加陀螺，一個陀螺7公斤重，如何放到手持機里面，是不是又搞錯了?陀螺專家說不久將來微機陀螺可以達到激光的技術，這個時代會到來的。 手持機有照相、有陀螺，小激光可以放進去。車開過去有遮擋，可以把手持機拍照補到模型里面，補全了之后在模型上操作測量等。
在飛機上，過 去4個人，后來2個人，再后來1個人，到現(xiàn)在1個人也沒有，就是無人機，無人機發(fā)展超快，估計中國民用無人機的總數(shù)量占據(jù)全球一半。無人機的發(fā)展歷程是最 近一兩年，發(fā)展非常快。因為固定翼總摔，要請冠軍去操作，去摔，無人機怎么辦?關于無人機目前已經(jīng)出現(xiàn)了走旋翼，無人直升機安全性比較高，據(jù)說出了事故掉 了地上，不是一個石頭掉到地上，而是一個樹葉飄下來，但是也有缺點，有抖動、有電動，流通時間短等。為了保留固定翼和旋翼之間的優(yōu)點，就發(fā)展了矢量推進。 我們用GIS也可以用到矢量?？萍疾款I導在這里，“十二五”無人直升機其中就有一個矢量無人機的項目。采集之后的原始數(shù)據(jù)不能給用戶，一定進行處理，處理 過程中過去消耗人力，一個房間幾十個機子，雇臨時工去干，現(xiàn)在新一代的包括后主力都采取全自動，變化非?？?，不是消耗網(wǎng)絡上的并行計算機，暫時不太考慮用 到超級計算機，云計算有可能用上。
但是比較現(xiàn)實的是GPU，非?？欤A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 個點擊，從現(xiàn)在來看全自動分類、全自動的實體化，而且要100%正確，我們測量不能有1%、0.5%的錯誤率，不允許，必須要100%的正確率，靠全自動 高明的手段。先查錯后查漏。
從我的預計來看，我們發(fā)展速度非常快，舉個例子，前不久江蘇省測繪局全省1：10000飛行，一個平方米的點 只有0.5個點，2個平方米攤1個點，覺得點移太稀了，不好使。昨天我從揚州回來，試飛三款旋翼的無人直升機，旋翼機飛的速度比較慢。863十一五做到一 個平方米9個點，昨天這個做到了500個點。當然點高了的話，把有用的點找到無用的點要刪除，這個變化非?？??？們r格來講肯定會降低。無人機現(xiàn)在軍工要求 買一千萬，用不了多久就降下來了，因為有競爭，我想這是一個趨勢。
剛才很高興，徐部長倡導GIS國產(chǎn)化已經(jīng)達到了60%還是70%的國產(chǎn) 化率，統(tǒng)計出來了我們也不能不相，總之是很高興的事。現(xiàn)在國產(chǎn)軟件也上來了，包括我個人做的視頻航空相機，根本來不及做。我們銷很多，不到四百萬，便宜性 能好，而且無鏡頭，前后左右向下視，一年中間我們占了市場的絕大部分的份額。目前我們車還在掙扎搞軟件，相信之后國產(chǎn)車肯定會占到激光車份額的80%左 右，肯定會國產(chǎn)化而且價格從高到低。
GIS平臺不是很熟悉，GIS平臺應用最近一二十年也經(jīng)歷了非常巨大的變化，從過去的單機版信息不能共享發(fā)展為面向服務的網(wǎng)絡環(huán)境下的異構協(xié)同工作的共享GIS平臺，這是普遍的發(fā)展趨勢。特別是智慧地球提出之后，基于云計算的GIS還有很大發(fā)展空間。
這 不是我的專業(yè)，我們考慮好在云計算時代本身怎么改造，不然跟不上時代就成問題了。我們行業(yè)的進步是不斷吸取外行業(yè)的新技術，比如說計算機技術、數(shù)據(jù)庫技 術、空間技術、激光技術、虛擬現(xiàn)實技術。不遠的過去時間，網(wǎng)絡技術、移動技術、網(wǎng)格計算機技術、云計算技術都會產(chǎn)生很大的影響。網(wǎng)格計算出來之后很機械帶 到我們這個專業(yè)上，結果沒有產(chǎn)生任何有效的，而且經(jīng)常評獎的時候談不上什么網(wǎng)格，非要掛網(wǎng)格，計算機專家一評覺得這叫什么網(wǎng)格就沒評上。我們不能不跟風， 也不能盲目跟風。
讓我們研究挑戰(zhàn)、努力創(chuàng)新和服務，努力研究出來新型的GIS采集裝備，謝謝!
