“經過自我完善之后的增強型GIS，將會有更寬廣的應用空間。”
他一開口說話，2016中國地理信息產業大會的現場馬上安靜了下來。
今年77歲、向來直言不諱、兩次獲得國家科技進步一等獎、中國工程院首批院士劉先林，第一次全面、系統地向與會者展示了他關于GIS產業的最新思考。
盡管他的PPT幾乎沒有照片和視頻，只有直白的文字，但這依然不能掩蓋他的睿智。
以下文字記錄摘自劉先林院士于1 1月1日在長沙大會現場的PPT和演講內容(內容未經本人核實)：
劉先林：大家好!
在互聯網+時代以前，測繪地理信息行業可以說是利用各種先進技術進行轉型升級的典范，受到過科技部長甚至總理的表揚。
但是，在互聯網+時代到來之后，由于網商、電商、通訊運行商、上市公司、O2O小企業……甚至像華為這樣的創新型典范企業，都介入了位置服務。
是的，地理信息行業既有挑戰又有危機，必須大力加強創新，提升自己，迎接挑戰。
一、要提升采集裝備。
首先，采集裝備應該提升。這包括幾個方面：
- 移動傳感：從單一傳感器到集成傳感器;
- 從移動感知到固定感知(傳感網);
- 從有限數據源(可見光)到多源(多光譜、激光、SAR……);
- 從幾何參數感知到物理參數感知(溫度、濕度、PM2.5……);
- 從二維被動感知到三維主動感知(三維激光、三維SAR);
- 從移動感知到感知移動(視頻、衛星影像感知移動物體)。
互聯網+時代的數據采集應該是多源的，而且具有“三高”的特性。多源，包括可見光、多光譜、激光、微波、無線電波(毫米波)等。“三高”指的是“高空間分辨率、高時間分辨率、高譜段分辨率”。同時，還需要盡快補充從互聯網采集數據的技術，或者說在互聯網上用搜索方式采集數據。
在互聯網+時代，GIS采集裝備應該是一機多用的。例如，衛星應該是一星多用，這樣可以節省大量經費。集成化的移動測量機頭，可以方便的放在多種載體上進行數據采集(例如SSW系統)。昂貴的航空照相機應該既可以拍斜片，也可以拍下視片;既可以拍成大比例尺，也可以拍成小比例尺(例如SWDC)。
一般來說，采集裝備的價格都非常昂貴，它應該變得像柔韌性加工一樣，具備柔性使用的功能。
智能手機，也是一機多用的典型。智能手機的應用價值在不斷變化。人手一臺的智能手機，不僅有極大的存儲空間，高速的通訊能力和豐富的應用軟件(APP)，還有定位、照相、定姿甚至激光掃描等功能。智能手機不僅可用于志愿者的泛在測繪，專業測繪隊伍也將會使用。
室內定位的采集方式也在發生變化。例如普通GNSS接收機+偽衛星+組合導航的方式，或者基于三大運營商的基站定位(基站天線坐標，時間，電文)的方式，以及室內協同導航(光、電、影、地磁……)的方式。從目標來說，我們希望室內定位技術既能用于室內建模，又能用于移動終端(如手機和汽車)進入室內的定位。從目前來看，最有希望的還是手機基站定位。
與室內定位密切相關的室內建模，正在快速興起。在室內定位問題解決之后，我們可以直接采用室外的移動測量建模技術，可以用SLAM，可以用基于單站激光生產的彩色點云并建模，也可以基于多視點多方向大重疊照片像元級匹配生產的點云。期望達到的目標是高分辨率、高精度、能夠按未來室內建模分類標準進行自動提取。
二、數據采集工作的趨勢與挑戰?！?/span>
1、作業范圍更廣泛。
我們的作業范圍變得更為廣泛，從地表、地下、水上到水下。
2、重復采集頻率更高。
眾多手機APP對空間數據的采集精度很低(10m甚至更低)，但是時間頻率非常高(秒級甚至更高)。相對而言，地理信息行業采集的數據空間精度很高，但是時間頻率很低。過去是一年一次，發展到現在很多城市是三個月一次，今后時間頻率還會進一步提高。
也就是說，要從地理空間信息發展為地理時空信息。至于這種數據怎樣融入所謂的大數據技術，我們還有許多工作要做。
3、粒度更小，分辨率更高。
比如夜間車速40km/h，覆蓋面積3車道，采到的路面高清影像需要人工來進行權屬單位提取，未來將會自動提取。
另外，室內建模點云間隔將達到毫米級。
4、精度更高。
例如，軟土地帶地鐵管道收斂誤差變形快速普查可以達到毫米級。
5、數據后處理更智能化。
數據后處理將從早期的人工處理、到工廠化生產無結構數據、再到智能化生產有結構數據+人工編輯(特別是人文)。后處理的核心是自動和智能提取。
6、與大數據相融合。
剛剛興起的大數據的特點，是無訂單、不招標、無預算、無合同、保密、無明確使用對象和目的，全部是網上進行。其空間分辨率很低，但是時間分辨率非常高。這與我們的測繪大數據有極大的區別。
但是，兩種大數據的相互融合，會大大提高數據的價值。這就要依靠虛實空間、線上線下的融合，把不保密的大數據，加入我們的測繪數據，進行增值服務。
7、增強型GIS對3D GIS提出了更高的要求。
增強型GIS需要具備以下特性：
- 可接受多源數據(模型、3D矢量、二維地圖、立面矢量、正射、點云……);
- 多種格式(模型、矢量、影像等)的導入導出;
- 各種豐富的漫游觀察(多元數據疊加顯示、豐富的漫游路線、自定義的函數渲染);
- 可以管理到對象的統計分析;
- 溯源功能(允許用戶看到對象的原始照片和點云等);
- 用3D模型產出矢量地圖、立面矢量、正射、立面正射，實現一測多用。
智慧測繪想要生產知識、輔助決策，就要生產并處理結構化數據。這有幾個方面的原因。首先，“一張皮”的三維只能觀看并獲得感性認識;其二，有分層的三維數據可以生產統計分析結構，以餅狀圖、柱狀圖表現;其三，有矢量的對象化數據可以輸出各類統計結構的空間分布專題圖;最后，每個對象掛接一個完備的屬性數據，配合決策模型就可以生產知識。具體來說，就是讀取對象中的屬性項，對對象的屬性項進行函數檢索，并進行分析，得到訂制的專題圖。
那么，屬性項從何而來?
第一，自動分類提取時將與幾何有關的位置、形狀、尺寸、絕對位置、相對位置等屬性自動填入，并在對對象進行編輯時，也要關聯到屬性項。第二，從個專業部門共享來的專業數據，有大量的屬性內容。第三，從大數據公司購買大數據，將其中與屬性項有關的內容填入。
由于大數據是動態的，因此屬性項的內容應該帶有時間維，形成所謂的動態屬性。
三、增強型GIS有更寬廣的應用空間?！?/span>
我認為，在互聯網+時代，經過自我完善之后的增強型GIS，將會有更寬廣的應用空間。
1、萬億產值的智慧城市中的地理信息。
智慧城市定義被不斷更新：
6年前，智慧城市=數字城市+物聯網;
4年前，智慧城市=數字城市+大數據;
2年前，智慧城市=數字城市+移動互聯;
2年后，智慧城市=數字城市+無人化、智能化……
但從本質上說，最重要的應該是“智慧”二字。
用建設目標來定義智慧城市，可能更容易理解。所謂智慧城市，就是用真實數據和科學決策使城市的發展更節能、更綠色、更環保、更可持續發展、更具生物多樣性、更幸福……
大數據時代、互聯網+時代為智慧城市提供的地理空間信息服務，將會是全息三維。構建全息三維，可以概括眾多智慧項目建設對地理信息基礎空間信息的需要。例如智能停車場、智慧物流、智慧公車出租。
人類社會最將會走向無人機物流時代，這時就需要地理信息行業提供城市三維模型作為無人機飛行三維管道導航的數據基礎。
城市自助公車安裝位置傳感器，可以對這些自助車進行無線管理、防盜、限制應用范圍、收取租金、方便停車。這種功能需要在城市GIS基礎數據的支持下運轉。
2、萬億產值的虛擬現實技術中的地理信息。
增強現實(AR)就是把計算機中的場景三維數據，與實地觀察到的景觀數據(未必是三維)，融合(套合)在一個屏幕上，來實現各種各樣的應用。
因此，增強現實所用到的地理信息基礎數據一定是三維的。所以當增強現實普及時，對三維的地理信息將會有更大的需求。
其中，可能會出現的增強現實與地理信息相融合的應用，流入基于AR的自動駕駛、基于AR的智慧旅游、基于AR的野外數據補測(有針對性)、泛在測繪、視頻數據與實地模型的疊加分析等。
3、更深層次的專業應用。
更深層次的專業應用將會出現，例如公路BIM。
虛實融合，指的是網絡空間與GIS實體空間相互融合。那么，虛擬空間與現實空間有什么共同點?兩個空間都是面向保存、記錄、分配人類活動留下來的痕跡，而不面向微觀空間(分子、原子、納米、細菌等)。這兩個空間暫時不面向宏觀空間，例如太陽系、升空。既然是面向并管理相同的對象，所以有必要融合。
那么，該怎么克服GIS空間的局限性?
對于網絡空間，需要對每一個節點(服務器、PC機、WIFI、防火墻)都分配唯一的IP地質，對移動實體(持有手機的人等)進行管理，再利用物聯網大數據技術實時輸出動態的分析結果。
對于GIS空間，基本上只管理到圖層，沒有對圖層下的實體進行唯一的編碼，只對固定對象進行測量與管理，只是利用空間并只輸出各種靜態的空間分析成果。
我們知道，電子標簽可以實現幾何實體映射到網絡空間，它具有定位功能、通訊功能。有唯一網址的電子標簽，可以植入GIS空間每個實體，例如帶手機的人。
虛擬空間的進一步融合，將會實現兩個空間統一編址，任何網絡空間的IP地址對應一個空間位置，任何一個GIS空間的實體都對應一個IP地址，并且互為屬性項。
因此我說，對地理信息產業產生重大影響的傳感網的下一個階段，可能是電子標簽網。
我們知道，測繪標志經歷了可見光標志、激光標志、微波角反射器等，現在迎來了更為重要的一個階段：電子標簽(如RFID等)。
如果GIS空間的實體都布設了廉價、防盜、有源、無源的電子標簽，并且能夠映射到網上的實體空間去，測繪行業又將迎來一次重大變革。
四、互聯網+時代的GIS及其裝備將是國產主導的。 互聯網+時代，科技發展速度大大加快，再加上國家出于安全考慮，以及反腐的開展，人們開始把眼光轉向國產裝備。例如，千千萬萬無人機聯網飛行數據統籌只會是國產的;移動測量車基本是國產品牌在競爭;最近盛行的重視國產裝備的千尋位置，正在挑戰傳統的CORS網;快速興起的室內協同定位領域，目前國產技術領先(同濟、北郵、武大國重)。
所以，讓我們奮起創新，開創互聯網+時代增強型GIS的新紀元。
