三十年“硬核”自主创新，中国GIS迎来新起点

（原标题：三十年“硬核”自主创新，中国GIS迎来新起点）

1月5日,美国出台最新出口管制措施,专门针对AI软件出口。按照曝光的规定内容,从美国出口某些类型地理空间图像软件的公司,必须得到政府许可,才能把软件卖到海外(加拿大除外),这其中也包括了GIS(地理信息系统)软件。GIS在美国从硬件蔓延到软件的限制行动中首当其冲,表明了GIS技术的关键性、重要性。

真实的世界中,有山川河流、沙漠丛林,也有高楼大厦、乡村田野。如何把这些信息变成数字信息,准确反映在电子终端中,是信息时代的基础和关键。GIS 恰恰充当了这个“转化者”的角色,实现了对现实世界的模拟显示及辅助管理。

GIS 出现以前,空间位置信息的主要载体是地图。古人“献图”有将图中疆土和百姓奉上之意,意味着掌握地理信息就占据了战略主动。而GIS的出现,则在地图提供信息的基础上,具有了分析决策,并指导行动的作用。如今的GIS与互联网、大数据、云计算、人工智能等深度融合,可满足新的经济模式、新的生活方式下国家建设与公众生活的各类需求。从建设国家自然资源和地理空间基础信息库,迅速定位和搜救神州返回舱,深地深海探测等国家级重大项目;到公共安全、卫生健康、环境保护、城市建设等国计民生的方方面面;再到各类点评软件、导航APP、购票软件、打车APP 等大众化的便捷服务,GIS的应用服务越来越广泛、越来越深入。

GIS 在我们的生活中无处不在,简单如用手机来定位并导航路线、用点评软件寻找附近美食、在公园景区制定游览路线图等,专业如天气预报中常见的天气地图、公共安全及应急系统中的指挥调度、疫情灾害方面的专题地图等。研究表明,人类活动80%的信息与地理位置有关。从这个角度,GIS的应用几乎无所不在、无所不包。

那么,面对上述禁令的限制,中国GIS 行业的咽喉,真的会被别人扼在手里吗?中国地理信息行业的发展会因此陷入困顿?

三十年激变,中国GIS 的一路狂奔

1967年,世界上第一个真正投入应用的地理信息系统CGIS 在加拿大渥太华研发成功。到20世纪70~80年代,伴随着微型计算机硬件的发展,GIS 的商业化应用快速增长起来。1982年,ESRI 公司发布了全球首款商用意义的GIS 基础平台Arc/Info。

在我国,中国科学院院士陈述彭于1977年率先提出了开展我国地理信息系统研究的建议。80年代中期以后,众多院校和科研院所在GIS 研究方面做了大量工作,推动了GIS 技术和产品的迅速发展。1987年,北京大学遥感所成功研发出中国第一套基于栅格数据处理的GIS 基础软件PURSIS,中国地质大学(武汉)研发成功中国第一套基于矢量数据处理的GIS基础软件MapCAD。随后,MapGIS、CityStar、GeoStar、APSIS、WinGIS等国产GIS平台在短短几年内纷纷涌现。

彼时GIS 的发展,呈现出“工程师主义”的锋芒。中国GIS 行业的发展都由学界、科研界具有工程师气质的一线专家直接推动,他们没有局限于单纯的技术模仿或引入,而是下定决心、下大力气开展技术的探索与创新。中国第一套GIS基础软件PURSIS 推广时,北京大学遥感与地理信息系统博士任伏虎曾自己掏钱,在1987年泰国曼谷召开的亚洲遥感会议上买了个展台;主持研发中国第一套彩色地图出版系统MapCAD 的吴信才教授回忆,当时研发经费是10万元,采购微机就用了5万元,并且那时的微型计算机运行内存仅640K,汉字输入系统就占据了250K,为此另行开发了汉字输入系统,使得所占内存缩减到几十K;1992年,刚刚博士毕业的龚健雅教授就主持国家“九五”攻关项目—— 面向对象GIS 基础软件研究,组织科研团队协同攻关,研发出了吉奥之星(GeoStar)系统原型。

地矿部“计算机辅助彩色地图编辑出版系统”成果鉴定会,

陈述彭院士、王鸿祯院士、王选院士、李廷栋院士出席。

中国GIS 兴起于微末,但引路人们对于工程和技术的信奉,对于自主创新的无私无畏,为之后中国GIS 的发展以至超越积蓄了薪火。

事实上,不但有引路人的创新精神,一段时间以来政策支持和主管部门的推动,对于GIS 产业的发展也具有十分重要的指引作用。

科技部对发展我国地理信息产业高度重视,把发展具有自主知识产权的GIS 软件列入了“九五”重中之重科技攻关计划,并积极组织自主GIS软件测评活动,促进GIS 软件的推广和应用。

时任科技部部长、中国科学院徐冠华院士就非常肯定863项目对于国产GIS 软件的推动作用。2001年863计划启动“面向网络海量空间信息大型GIS”科研项目,择优企业进行支持,最终获得支持企业中的中地数码(MapGIS)和超图软件(Super-Map),也成为了之后二十年国产GIS 软件“双雄”。

当然,中国GIS 产业发展与自主创新,也离不开中国经济发展带来的丰富的市场应用需求。30年来,随着地理国情普查、不动产登记、空间规划、智慧城市等项目的不断推进,地理信息市场也得到不断拓展。

1984~1997年期间开展的第一次全国土地调查,是国产GIS 软件开始全面市场应用的初探。2007开始的“二调”工作,2017年启动的“三调”,GIS 软件在这30多年的历练中不断提升技术、优化产品、拓展服务,MapGIS、SuperMap、GeoStar等国产GIS软件,逐步崛起,不断成长。

一些重大的战略性国家工程,也为国产GIS 的发展提供了机遇。2005年,我国神舟六号飞船顺利返航,安全着陆22分钟之后,搜救部队直升飞机抵达着陆现场,找到返回舱。其所使用的系统正是基于MapGIS 开发的“载人航天任务主着落场搜救辅助决策系统”。从“神一”到“神七”,GIS 软件一直为其提供返回搜救系统,为我国航天事业的发展立下汗马功劳。

中国GIS 软件企业在不断提升的需求牵引、市场驱动下,不断突破GIS 应用领域,深入应用行业核心,重新划分市场格局,重塑产业赛道,不断在市场浪潮中实现超越。随着中国经济的高速发展,无可比拟的巨量市场,快速推进的各行业领域信息化、数字化转型,新一轮的技术驱动,我国地理信息产业将朝着更广泛的领域及更强大的规模迈进。

禁令之下,中国GIS 企业可以转危为机

我们重温了GIS 产业的发展历程,分析了30年来,以GIS 软件产业为代表的GIS 产业兴起的条件和重要作用。可以发现,中国GIS 产业30年的发展得益于全球化条件下的技术交流,但更多的是依靠中国地信行业,竭力打造自主产品、创造核心技术、拓展行业应用,实现了中国GIS 产业全方位的自主化,并逐步领跑GIS发展的新时代。

经过多年激烈的市场竞争的洗礼,中国GIS 行业的创新能力大幅增强,技术水平大幅提升。目前,中国GIS 软件紧跟IT技术发展的趋势,在云GIS、三维GIS、大数据、BIM、虚拟现实/增强现实、室内GIS 等技术上已开始了一系列的探索和应用,众多传统行业也随着地理信息技术的进步焕发新力量。2017年,由中国地质调查局主持研发的一套面向社会公众、地质调查技术人员、地学科研机构、政府部门等的“地质云”综合性地质信息服务系统,就利用了MapGIS 的“云”能力,盘活地质大数据,提高了地质调查工作效率和管理水平,建立了智能地质调查工作的新模式。

BIM与三维GIS 融合、大数据应用等,都是当前GIS 基础平台技术及行业应用的主流。其中,借助GIS 提供的专业空间查询分析能力及宏观地理环境基础,可进一步提升空间的开发能力和应用价值,在空间规划、建筑设计、基础设施管理、电站及高铁安全监测等领域实现广泛应用。同时,大数据技术加速地理信息数据存储、高性能处理、空间可视化表达、空间分析与挖掘等技术创新,在自然资源、交通等行业也实现了众多应用服务。此外,万物互联时代,基于GIS、BIM、IoT等可以构造一体化的城市数据体系,进而形成物质城市与数字城市全面融合和协同管理的“数字孪生城市”,他将真正实现用数字化来驱动城市发展,并为经济、社会发展提供新的价值理念和实现路径。

从美国禁令针对的领域来看,主要还是针对GIS 与人工智能的结合,这也是GIS 领域最新的技术趋势之一。从国内市场来看,整体上,全行业在智能GIS上还处于探索阶段,但作为趋势明确和布局紧迫的前沿技术,一直是中国GIS 企业竭力抢滩的最前沿阵地。且国内厂商,无论是超图软件的SupermapGIS10i,还是中地数码的MapGIS10.3,都已在影像智能识别、智能决策等方面得到不断的完善与进步。

从这个角度来说,美国的禁令,将鞭策中国GIS 企业在技术上不断创新研发,逐渐加强并取得AI 前沿技术优势,推动国产GIS 不断前行,并在更广泛的行业中支持实现中国的信息化、数字化变革。

美国的限制手段波及中国GIS 软件,必然是对包括中国在内的全球GIS 智能化的发展的阻碍,但长远来看,中国GIS 行业将进一步巩固自主创新能力,在新的征程开启之时,奋力跃上全球GIS产业的金字塔尖。

中国GIS 走过了高歌猛进的30年,穿越漫长崎岖的赛道,国产品牌从追赶者一步步跃升至领跑者,今日的中国市场已有足够的自信与国外产品共同成长,也拥有自主创新,服务中国需要的产业的担当和自信。

2019年,中国地理信息产业大会在珠海举办,大会发布的中国地理信息产业发展报告(2019)显示,我国地理信息产业已进入向高质量发展的转型阶段。

未来之路,中国GIS产业的新进击

今天,事实证明,中国GIS 的创新探索之路,更多的不是去思考如何被动的发展,而是在思考中国GIS 如何实现主动的超越。

中国GIS 迫切需要创造超越的条件。

首先是要提升产业水平。GIS 产业发展到现在,技术和市场已经发生了根本性的变化。技术门槛还是相当高的,建模技术、存储技术、分析能力、渲染技术等多种深度基础技术,需要更加强大的产品化能力;GIS 广阔的应用空间,要求在满足不同行业、不同场景中多样化的业务需求下,提供更加专业、规范的服务,提升服务水平。

同时,无论是GIS 基础平台,还是面向行业的二次开发商、行业服务商,以及创业团队、GIS爱好者等,产业链各部分齐头并进,共同发展,也是中国GIS 产业水平提升的关键。

当前,我们已基本实现在国内市场,国产GIS品牌对于国外产品市场占有率的超越,但这并不是终点,只有在GIS 产业化各个环节的能力与规范上实现对国外品牌的超越,才能实现真正的超越。

第二,要提升GIS 企业的创新能力。虽然中国GIS 行业的发展起步较晚,客观环境导致以往国产GIS 企业对创新的持续投入和先进技术的吸收上,要弱于主要的国外GIS 平台厂商,但是在激烈的市场竞争中,中国GIS 企业还是要继续加强研发投入,提升创新能力,这才是未来发展的根本途径。

同时,企业仅仅具有技术和产品的创新是不够的,还要形成先进的生产模式。目前,国内GIS行业内生态模式自主创新的代表—— 司马云(smaryun),就是一个线上软件生产服务生态圈,覆盖了软件需求、开发、测试、交易、服务、集成的全生命周期,创新了软件生产、交易、运营模式,进而衍生出面向更多场景的产品与技术,实现企业技术、产品创新的良性循环,实现全球人力、智力、物力全共享。

第三,要着力提升国产化能力。一方面要构筑深厚的产业基础,在软硬件设施、技术研发人才、市场拓展能力上逐渐壮大;另一方面尤其是国产GIS 平台厂商,一定要着力构筑生态,不断优化和繁荣基于基础平台,与集成商、二次开发商、用户之间的生态体系。同时,从芯片到操作系统,中国GIS 行业在地理信息服务能力自主的同时,也在帮助构建和完善ICT 领域全方位的自主能力。目前,众多GIS 企业积极与龙芯、华为、中兴、浪潮、深度等中国ICT 企业合作,共同推进在芯片、服务器、操作系统等关键领域、关键技术的自主创新攻关,推进国产软硬件生态建设。

第四,培养适合产业、企业需要的人才。目前我国共有170多所高校开设了GIS 本科专业,但是由于不同院校的师资力量和教学条件差异较大,培养的GIS 人才质量也参差不齐。像美国有很多高校商业转化的案例,在中国GIS领域却少有成功的大学生创业典范。当然有商业转化机制不足的情况,但也能反映出,我们在人才培养上,缺乏市场青睐并适应市场开拓创新的人才。

另外,在GIS 技术不断融合、应用不断扩展的当下,我们需要越来越多的跨领域、跨行业人才,从移动互联网到通信再到金融,甚至制造业领域,面向各行业领域的人才是GIS 市场向各行业领域延伸的基础,也是GIS 面向下个时代抢占滩头的关键。

值得欣慰的是,国产GIS 软件企业多数起家于高校、科研院所,所以有着比较深的“育人”情节。这些年,相关企业也在举办高校GIS 论坛、GIS 水平考试、高校GIS 技能大赛等方面不断尝试与探索,取得了显著的成绩。中地数码就利用其背靠的国家地理信息系统工程技术研究中心、国家地理信息产业技术创新战略联盟的众多企业、高校、科研院所的资源,创办了“ 新中地教育”,率先试水GIS 职业教育,为行业培养具有GIS 技能、管理能力、市场眼光的学员,力图打造全面发展的行业人才。

第五,中国GIS 要走出去。“中国GIS 市场足够大”已不再是中国GIS 企业止步国门的借口了。想要在世界GIS 行业占据主导地位,国际化拓展必不可少。国产GIS 软件与国外软件在中国市场上的角逐,已经证明了它的技术能力与产品性能,可以在国际化步伐中占有一席之地。所以,在“ 一带一路”等国家战略契机下,中国GIS企业应当主动在海外寻求机会和发展空间,加大国际市场开拓力度,逐步塑造国际品牌。

过去两年,中国IT 行业似乎不约而同站到了一起,无数人关心国产芯片何时量产装机,操作系统国产备胎何时转正,国产基础软件何时重现荣光,各行业信息化能否有国产化保证。而作为其中重要一环的GIS 行业,经历30年积淀,将会在新的机遇与挑战中,提升全产业链的产品能力、技术水平,加强对各行业的信息化、数字化支撑,推进并加速中国ICT 产业的国产化进程。中国GIS 必将在不断的自主创新中实现全面超越!