“如今，地信行業的GIS已經迎來了一場比較重要的技術變革。”中國科學院院士龔健雅在2016年南寧測繪學術年會上這樣說道。
自2012年起，龔健雅及其團隊就已經開始探索對地觀測傳感網的技術和應用，用他的話說，對地觀測傳感網正是要解決目前地信行業迫切面臨的實時對地觀測需求。
龔健雅認為，越來越多的應用都需要在一個實時的GIS系統下得到解決，我們需要把信息和數據實時披露，實時調度傳感器，實現動態模擬，此時就需要采用先進的網絡GIS技術，在統一時空框架下，來管理與分析空天地的實時動態觀測數據。
以下是龔健雅院士以“對地觀測傳感網與實時地理信息服務”為主題的精彩演講，演講內容如下(未經本人核實)：
龔健雅：我記得2012年當時已經做過一個論述的題目，叫對地觀測傳感網的一些應用。幾年過去了，我要向大家匯報一下，最近幾年傳感網的技術已經對測繪服務方面取得一些新的進展。
對地觀測傳感網是地信業劇變下的產物
如今，地信行業的GIS已經迎來了一場比較重要的技術變革。主要表現在三個方面：
第一，信息的波及方式從原來的設備采集發展到無處不在，各種地理數據實現了實時的采集以及監測。
第二，服務方式從原來的一線發展到現在實時的在線服務。
第三，服務的時間效率大大提升。
因此，我們迫切需要一個實時的對地觀測信息系統，可以對原來的地理信息系統進行擴展，也對我們的工作也有一些新的貢獻。
實時GIS系統需求激增
目前，越來越多的應用都需要在一個實時的GIS系統下得到解決。第一，環保、氣象和水利監測。有關部門會調動航空航天的各種傳感器來對水污染點進行觀測，通過數據來查找它的污染源以及流域污染的范圍。在這個過程中，可能要調動很多技術手段，甚至很多除了傳感器之外的計算設備及信息處理軟件。而它的時間是非常緊迫的，我們就需要非常實時的系統。
目前，環保部門、氣象部門以及水利部門的傳感器都已經實時化，衛星數據、航空數據和地面數據往往是對接的。所以，我們迫切需要采用先進的網絡GIS技術，在統一時空框架下，來管理與分析空天地的實時動態觀測數據。
第二，智慧城市建設。智慧城市的一個基本要求就是得到動態信息。現在，很多小城市的智慧城市建設發展很快，迫切需要采用先進的GIS系統，在統一時空框架下，實時地管理與分析城市內部的人流、物流和事件流，這也是一個集成的系統。以前的數據來源，通常是通過測繪采集和其他采集獲取。但是現在，所有數據可能都是實時導入，也就需要實時系統。因此，要將天地空傳感器資源融入GIS，構建協同的綜合監測系統。
如何形成協同觀測？
在整個對地觀測網絡和實時GIS系統中，最重要的實現協同，我們的團隊探索了以下模型和方法：
第一，空天地的網絡優化，其中要涉及大量傳感器。優化內容則涉及三方面：
首先是共享。如果一個網絡里有各種平臺，包括航天航空、地面、移動平臺、以及物理化學等各種傳感器，這些傳感器必須要有一個共享的信息模型，使人認識和識別這些信息。
其次是點觀測和面覆蓋型地面水文傳感器優化布局方法。
再者是提出了顧及時間連續性的星地傳感器協同觀測優化布局方法。這是對星地和地面傳感方式的優化。這種優化方法使多星尺度互補，時間連續性強，由不同時間點的不同分辨率衛星觀測系列構成時間序列。另外，還包括星地協同，衛星和地面同步觀測，如用衛星來反演土壤濕度等。
第二，信息融合處理技術。
這其中涉及大量不同傳感器的數據，以及不同平臺的數據。此時，我們需要把數據融合成一個產品，使之為我們提供決策參考。首先要解決的是無縫數據生成，因為這些數據存在時間的斷續問題，我們的產品希望能夠有連續性，這是需要解決的技術瓶頸。
第三，時空譜一體化融合。
其中，提出了多個數據融合的模型，如兩個傳感器或三個傳感器的融合，得出的數據，其分辨率有了大幅提高，空間分辨率都清晰多了。
第四，實時服務技術。
我們需要把信息和數據實時披露，實時調度傳感器，實現動態模擬。通過傳感器的規劃，我們可以看到信息的動態變化，同時把不同專家做的模型連接起來，在系統平臺中直接形成工作流，把工作流連起來后，從傳感器數據到模型計算，到最后動態的制圖，形成實時的服務組合和成果。同樣，有了這些以后，根據虛擬現實技術，利用動態仿真，可以把整個過程動態呈現出來。
三大智能GIS平臺成果及應用
為了解決核心的模型與技術方法，我們研發了三種GIS平臺。
第一是GeoSensor。2005年開始，成功研制了國際先進的開放式傳感網實時動態GIS平臺GeoSensor，包含集成管理、公共服務和動態仿真等100余項功能，是我國最早具有實時動態網絡GIS特征的軟件產品，實線了在線共享。用這套系統可以集成航天航空地面傳感信息，包括地表的位移、土壤濕度、行標、水位等傳感器信息。
第二是實時GIS平臺GeoDyno。它是一個實時的信息系統，數據無需導進導出，在實時的數據流下就可控制。系統可以進行計算，數據實時進來，不需要數據庫，這是一個基本特點。
第三是大數據智慧服務平臺GeoSmarter。GeoSmarter是為應對大數據時代下政府和企業信息化變革而研發的平臺型軟件產品，其目標是以大數據為核心，構建政府和企業級大數據智慧服務中心。系統建立了一個比較完善的體系，包括數據融合平臺、數據管理和服務平臺，在大數據之上還有接口可以接到具體應用。
對于這三大平臺，我們近年來做了幾個典型應用。一個比較大的應用是我前面提到的水利系統應用，把整個長江全流域上萬個傳感器都實時加入進來，這個系統是一個典型的貫徹整個傳感網的系統。軟件使用的Geosmarter平臺，對整個應用以及規范和調度，如長江流域對它的蓄水水庫的分配，都是在這個系統中進行的。當然，也包括防汛抗旱，目前可以做到整個系統的信息共享，20分鐘就可以直接到達長江上游，這個信息是非常快速的。這里面也包括很多模型，如對航道的管理以及實時通信等。
第二個應用案例是太原綜合觀測網。現在，這個工程對地下管網都要求安裝傳感器，對壓力、溫度等都有特殊的考慮。此外，包括應急處置、信息支持、能源疏散等模型都被加在智能GIS系統里面。
第三個案例是我們和西安臨潼區共同打造的一個系統。除了原來的政務之外，把現在的智慧城市動態信息也加入進來，除了傳感網、氣象等信息，還有人流信息的管理等，都集成在一個系統里。另外，臨潼系統中還做了一些城市管理，如環境衛生等信息，這些工作有很多是屬于動態信息，又如公眾信息的實時監督等。
另外，我們還做了一個動態的交通信息案例，進一步細化了監測指標，包括GPS車的調度信息、交通路口的交通信息，最后呈現出的是一個新的實時交通信息系統，通過實時信息實時地提供服務。這其中還包括智能停車系統，將停車場中每一輛進出車輛的信息實時反映出來，提供一個實時的服務。我們在防汛方面也有類似的服務探索。
實時的傳感器和GIS系統，在未來一段時間將成為我們的重大發展方向。不論從技術角度來看待實時監測和實時服務，還是著眼我國的智慧城市建設，我們都需要從計算能力和具體應用上提供新的服務。
