地理之道——Jack Dangermond总裁北师大演讲记

  谢谢!感谢在座的教授、研究生、学生以及行政单位所作的良好工作。这是一所很棒的大学,我十分感谢你们授予我荣誉教授的称号,以后的日子里我就是你们中的一员了(观众笑)。这次捐赠活动对我来说很有意义。这是特殊的一周,30年前的这周我第一次来到中国,在陈述彭的邀请下做了为期几周的讲座,那是我一生中最兴奋的时段之一,因为我加入到了像你们一样年轻的地理科学家的小组。当时的感受很难描绘,我们进入房间之后就立即成了朋友。那是一段很宝贵的经历,从此开启了我和中国地理学专家的对话之门,也正因如此,我开始向多所大学捐赠我们的软件,并成立了ESRI中国。这一系列行为带来了很多活动,并使GIS在中国经济和社会发展过程中起到非常重要的作用。现在我们仍在继续同样的对话与合作,30年后的今天,我又回到这里,看看你们所取得的进展。1978年中国提出改革开放,开始了漫长的现代化进程,中国变化了,如今也改变着世界。那时候GIS刚刚开始起步,并不是一项很深的技术,我们努力地创造着一些基础概念,那个时候我和我中国同事工作的不同之处不是对地理科学的研究与思考,而是计算机方面的差异。那个时候电脑的价格比现在要贵上百万倍,如今却被如此广泛地使用,地理计算也随之发展和普及。
        接下来我想花一些时间来和大家谈谈我眼中的世界及其未来发展,目的是想让你们知道如何通过你们的事业来更好地迎接未来30年的挑战。首先,我们生活在一个充满问题和挑战的世界:污染加剧、人口增长、全球变暖、社会冲突、资源短缺、石油能源紧缺,生物多样性下降、环境变得脆弱而不稳定,我们开始缺少安全感。我坚信我们需要改变这一切,我不是从政治角度去谈论问题,我认为我们应该一起去改变世界。我们需要有丰富的知识,我们需要有综合的计划,我们需要更有效率地生活,我们需要做出更好的决定,我们需要采取更实际的行动,我们需要创造新的方法,我们需要用一种新的思路去认识世界、理解事物和处理事情。而你们,作为地理学家,学术机构、商业组织、政府部门,将在这种改变中扮演重要的角色。地理学,作为地球和世界的科学,很多像你们一样的地理学者正在研究这门科学。它让我们从整体上去认识世界,它是由很多相关联的事物组成的网络系统,同时,它还有助于我们明确自己在生态系统中所充当的角色。
        我演讲的题目——“地理之道”,是指我们使用新的方法(地理方法),来创造和应用新的地理技术。创造地理技术是指测量、组织和分析所有地图、数据,为辅助决策服务并存储在地理知识数据库中,应用地理技术是指借助地理学思想进行设计、思考、管理和决策,并将这些应用于本地、国家、及全球领域。这对我们地理学者来说是件好事,我相信地理之道会让我们的生活变得不一样。GIS技术就是应用地理之道为大众提供工具和方法。它包括四个基本概念:一是信息集成,即通过不同的地理图层叠加多种数据;二是空间分析,即分析不同图层之间的关系及关联知识;三是共享,即不同的工作组共享一个通用的数据库一起工作;四是工作流程,从测量入手,包括数据储存、分析、可视化以及决策支持,这些是GIS的四个主要概念。各种GIS案例也体现了它们的价值,它们向我们展示了更好的决策,更高效的工作、更有效的交流。以上就是GIS的四个概念以及它们的好处,也是我们如何研究以及为什么要研究它的原因。
        今天,GIS在全世界范围内得以广泛应用,包括成千上万的研究机构、商业组织、政府部门等。它正影响着科学,影响着决策,甚至影响着整个世界的进程,GIS技术对我们把握世界将起到越来越重要的作用。如果能想到这些,我们就会意识到它是如此重要,我们所做的工作是全球化发展的基础。目前GIS已渗入到很多领域,如医疗保健中心、地区政府、安全监测中心,尽管它还尚未具备足够的说服力和影响力,但是它正在帮助我们更好地组织和管理世界。以下是一些例子,如对于地方政府、土地利用管理及规划机构、开放性政府等,GIS最常见的应用就是建立一个可以更新和共享的基础数据库,各部门之间能够相互利用各自的数据;在北京,上海,新加坡,印度,澳大利亚,美国等地区,GIS被用于土地保护,包括决策、预测、规划等,它使得信息传递更有效率,更加合理化;GIS提供的空间数据库可以使得政府工作更为透明;GIS在中国、中国台湾地区、加拿大等地还被用于灾害管理,如洪水、飓风、泥石流、核泄漏等;GIS还被用来分析各环境影响因子之间的关系,如研究癌症的扩散、艾滋病、出生率、非典等,GIS通过对这些事物的实时监测使得世界变得更加安全;GIS还对商业发展有很大作用,能够辅助分析最佳选址、形成世界性的商业链,这使得商业活动更为高效;GIS在中国、非洲、美国北部等地区还被用于自然保护;同时,GIS也开始用于教育。也许你们通常只会想到大学教育,然而,GIS已经开始渗入到了更年轻的一代。对于他们而言,主要任务不是研究GIS ,而是将GIS作为辅助学习的工具,如一些学生可以将GIS作为平台来了解环境,这是很有意义的方式,他们并不需要将GIS作为一门很难的科学去掌握,而是利用它使自己的学习变得更为轻松。对于GIS领域的专家,比如今天在座的教授,主要任务是继续研究推进新一代GIS技术,这是很有意义也很有趣的事情,如有些人利用它来开发数字游戏。所有这些都是关于信息系统的例子,不是商业信息系统,不是人口信息系统,不是政策信息系统,而是地理信息系统。
         我首先肯定的是地理信息系统是一个很基础的系统,它是一项利用软件来处理资源、人口等地理要素的技术。它有丰富的数据模型、多种数据库处理工具、可视化工具、空间分析工具以及制图工具。一些人认为GIS是一项很难理解和掌握的技术,对于某些人来说,的确是这样,而在教育模式下,我们可以使GIS 变得简单化,通过综合应用这些GIS工具,从事此专业的学者就能直观地理解空间分析等概念。GIS 离不开操作平台,但具备专业素质的用户对于GIS尤为重要,包括能够理解GIS体系并使其运行的科学家和技术人员。大多数人以为GIS仅是数据和工具的集合体,但实际上,GIS整合着6种地理知识。其一是地理图层,这个最容易理解;其二是数据模型,用于组织数据和构建模型;其三是数据处理模型,用于处理不同时期的数据并显示地理要素的发展变化,如侵蚀过程,土地利用变化过程;其四是制图,对于GIS而言,这也是一项地理知识,它包括如何设计颜色,如何设计样式等;其五是工作流程,指在做某项工作之前/之后我们应该做什么,这是我们组织工作的方法;其六是元数据,是指用于描述数据、模型等的数据,元数据很重要,其功能是组织和查询,这如同我们在进入图书馆借书之前,首先需要了解谁写了什么书。为什么GIS要如此有序地管理着这些要素呢?原因是所有这些都是我们实现共享所要做的基础工作,比如有人擅长建模,有人擅长制图,有人擅长采集数据,只有将它们在GIS系统下有序的集成,我们才可以实现共享,这是我们运用这项技术的一个重要方法。因此GIS不是简单的工具,在数字时代,可用于表述六种地理知识,它可存储并管理元数据,以便在网络上搜索和发现知识。
         GIS应用分为三种形式,一种是桌面形式,这种形式被个人用户广泛采用,例如你们以及其他学者,主要面向工程分析、制图等应用。第二种形式是中央服务器形式,在这种情况下,我们使用通用、共享的数据库存储数据,可以跨工作组,跨部门使用这些数据。第三种是种新形式,它被称之为分布协同形式,成员之间相互提供服务。这种形式更关注于企业级系统。每个部门都可拥有各自独立的服务,并可向其他人或其他部门提供数据,提供服务的人数越多,每个应用系统可使用的服务就越多。协同系统可支持像北京这种城市级别的企业级应用.这种架构可将不同的应用系统,不同的数据整合在一起提供服务。这是一种新的架构,作为GIS专业人士,你们必须掌握这种架构,以便将更复杂的系统集成在一起。第四种样式我称之为GeoWeb,是将GIS应用在互联网上,历史上出现过一个环境存在一个服务器的例子如ArcIMS,利用HTML浏览器使用服务器提供的地图服务,一个服务器,多个用户,这是Web1.0环境下的情况。Web2.0下有所不同,它允许一台计算机通过互联网去使用另一台计算机上的数据来运行自己的模型,我们可以融合不同的服务得到新的应用。例如,你有张基础地图,我有张植物专题图,我们就可以将它们整合在一起,你有模型,我有数据,我们就可以通过网络创建新的应用,这包括数据分发,数据管理。有些人认为这是空间数据基础框架,或是SDI,或是国家空间数据基础框架,所有的组织通过网络向其他组织提供服务,这要求制定相应的标准,以便所有的技术均可以共享。这种环境具有更好的交互性和动态性,可以将任何东西接入网络。Google 和微软已经开始利用这个网络平台为世界提供影像图、栅格图以及多种基础地图,这些基础地图为网络上的所有要素提供了地理参考的框架,这是个巨大的工程(笑)。它将网络上具有地理参照的事物集中在了一起,他们为世界提供了可视化的基础地图,展示了这项技术对网络用户的意义。而基于网络的GIS可以集合网络的一切事物,GIS的桌面产品、工具、以及工作人员正致力于推进地图,数据,模型等GIS相关技术在网络上的应用,各种地理坐标、网络要素、传感器产品、移动的车辆,水流,天气也等将逐步纳入到GIS体系中。我已经介绍了三种GIS应用形式,桌面电脑形式,中央服务器形式,以及协同形式,而这是第四种应用形式。桌面产品主要服务于工程设计;中央服务器主要服务于部门或工作小组;协同形式主要服务于公司或城市等宏观体系,而GeoWeb形式与上述均不同,它是一种新的技术集成形式,我相信它会让GIS技术变得更为卓越。它正在尝试一种新的方法,正在改变着世界,它以更快的运算、更大的数据存储、网络服务、以及实时的网络作业不断地完善着GIS应用所有这些都是在网络环境下进行的。
         令我感到十分欣慰的是,GIS软件正被越来越多的政府和地区应用,它的可视化功能、实时性、面向对象性、智能性、交互性都在不断增强,对汉字的支持度也在不断提高,所有这些都会逐渐地完善,因为现在我们拥有更快更低廉的电脑。我们在60年代,你们还没有出生的时候就有过这些想法,但那时没有电脑来支持运算,如今GIS技术具有良好的发展环境,我们正在通过创造新的模块来发展地理科学,比如我们正在研究如何将时间要素纳入到现有模块中,这不是一件容易的事情,目前我们正在努力进行这方面的模块拓展,以便对地理要素进行实时的测量和跟踪。比如,在北京,警察可以通过GIS的追踪服务掌握车辆在各个时刻的位置,我们也可以实时地了解我们所在的位置。在未来的日子里, GIS的时效性将逐渐增强,不仅是在可视化方面的时效性,还包括在空间分析方面的时效性——哦!比如,这辆车正在靠近一个建筑;我在这个区域内,或者我在这个区域外。空间分析在这种实时的环境中将更具说服力。GIS在三维化方面也取得了一些进步,目前发展起来的三维技术大多仅能显示旋转的漂亮图像,而并不能支持空间分析,这就要求我们建立更多的数据库,通过更强大的数据模型从不同的角度进行分析。网络分析是一个需要大量研究的新的领域,它不仅存在于物理网络中,还存在于社会网络中,包括研究人类如何合作,如何组成团队,如何交流,如何组织。它不仅能用于研究社会学,还能应用到人类学,遗传学以及动物学等领域。现在我想指出的一点是,很遗憾,我的母校——哈佛大学,并没有设立地理系,但同时还有一个好消息,那就是哈佛最近成立了一个地理信息分析研究中心,它是一个独立于任何学院的机构,却服务于所有学院。如今,地理信息科学大多设立在各高校的地理学院内,遗憾的是这种做法限制了GIS的发展,哈佛的这种新的学术设置将使我们重新认识GIS。在哈佛大学,医学院、工程学院、生物学院、经济学院等都能得到GIS技术的支持,地理信息科学的研究应打破传统的局限,要成为研究其它一切学科的工具。目前GIS已经在很多领域内显示出了它的作用,所以为什么还要将它局限在一个学院内呢?
        关于GIS工具我已经说了很多,现在我要谈论一下正在改变中的GIS的架构。全世界范围内,我们大概有100万个GIS桌面用户,现在我介绍一下我们全新的服务器架构。它与桌面版搭配工作,遵循三层结构模式,从桌面入手集合地理知识、地图、数据和模型,是一种专业应用;第二层次是服务器层次,它为地理知识、地图、模型和分析提供服务,有时为简单的应用提供服务,有时为复杂的应用提供服务;第三个层次是多种形式的客户端,典型的客户端如桌面应用程序,较简单的客户端包括手机和浏览器。这种服务器也可植入企业级的计算环境,因此可以接入其他IT系统。GIS服务器架构支持数据管理、地图可视化和分析,以及应用程序开发,同时也支持移动设备环境。如今我们看到很多移动平台上的地图工具,它们可独立运行,而最让人感兴趣的是那些能够连接服务器的移动环境,包括享有实时服务,可提供丰富地图功能和通用GIS功能的服务。这些服务在ESRI的产品中得到了体现,这种环境与技术是因地理空间学家需要通过网络对世界建模而设计出来的,由科学到各种实际应用,很有趣。这种服务器可以管理各种地理数据,包括栅格图像数据,矢量数据,原始的测量数据,所有这些都可保存于一个物理环境,他可将不同类型的数据存储于不同的媒体,如Oraccle数据库、SQL Server数据库或即将被支持的开源数据库,还包括文件系统,我们将这称之为GeoDatabase。它还支持分布式环境,例如中央政府拥有一份数据拷贝,地方政府拥有另一份同样的数据拷贝,两者可以通过网络更新、同步数据,也可通过网络相互使用对方的数据。这是一种新的GIS技术,例如可以通过飞机或航天飞机采集影像数据,与此同时将原始数据发送到服务器端进行影像数据处理加工,最后输出到桌面应用程序,这意味着在数据采集到数据被最终用户使用过程中节约了宝贵时间。这些栅格影像数据或矢量数据不仅限于浏览器简单查看,还可应用于类似Envi和Leica等专业软件及其他桌面软件进行数据处理。由于服务器性能强大,所以它们更适合处理数据,如今图像处理工作大多在智能工作站上完成的,未来图像处理工作仍将由桌面电脑完成,并且在服务器架构中能更好更快速的发展,这就是革命性的变化,图像数据被快速整合并提供给用用户。最后,这种服务器架构支持移动设备,这是一种类似于消费级别的位置信息服务,而不是为地理空间专业工作者和野外作业工程师设计的。他们在野外进行研究,采集和编辑数据,设备同时连接至后方的大型科研数据库或GIS数据库,这将改变科学研究。GIS服务器支持开源地理浏览器,这是一种新型的客户端,最好的例子就是Google Earth,但仅此一家。ArcGIS Explorer是一种新型的免费的地理信息浏览器,可连接至ArcGIS 的服务器及其他服务器。它的主要用途当然是用来展现高质量可视化数据的,此外这种地理信息浏览器可向服务器请求空间分析,服务器端响应请求并进行分析建模。一些只具简单功能的浏览器因此可在服务器端进行专业的空间分析。GIS服务器具有开放性,它遵循一套开放的标准,服务器可面向网络发布地理知识,并且可作为Web服务器被各种客户端访问,如CAT客户端、Google Earth客户端、SAP客户端,专门的影像处理客户端以及其他种类的GIS客户端。他们可以在一种开放的环境下访问ArcGIS Server并与其通信。这是一件很有意思的事情,因为任何厂商,公司,科研机构可以开放他们的数据,使之为其它专项技术服务,这是很有价值的,OGC和Web标准可因此被引入主流社会被IT界所接受。
        我已经谈论了很多GIS技术,构建这些专业的GIS应用系统除了需要大量技术与科学知识外还需要其它条件,例如人们的眼光,系统实施者的技能,领导力,以及政治因素,此外还需要来自管理者的支持,管理者要相信它并将其融入自己的理念中,需要好的架构,好的决策,充沛的资金,标准的数据集以及应用系统的开发。GIS核心软件的花费大概只占GIS系统成本的百分之二到百分之三。这话听起来是不是很让人惊讶?因为一般人认为GIS软件非常昂贵。硬件的花费大概是软件的二到三倍,而应用软件的花费是核心GIS软件的二到三倍。在中国,ESRI销售了很多软件,我们有200-300个商业合作伙伴,他们开发出满足不同需求、级别的系统和高附加值,实际上这种应用比起核心GIS工具来说贵得多。数据在GIS系统中大概占60%到70%花费。当然,还有教授用户使用系统的培训费用和教育环境搭建费用,这部分费用占的比例也相当大。所以,我有时候喜欢把GIS软件看作是tail wagging the dog,意思是看似不重要的东西往往会对最重要的部分影响最大。
        以上我介绍了GIS系统的各个方面,对于大型的GIS系统来说,强大的技术非常重要。你们,作为GIS专业人士,应该认真考虑这方面,考虑自己所做的系统。与我共事多年的同事,真正的GIS之父,罗杰.汤姆森,他最近写了一本书叫《Thinking about GIS》,这是一本很有价值的书,我非常希望它能被翻译成中文,也建议你们读一读这本书。“Thinking about GIS”是什么意思呢?他说,在你买某件东西之前,在你进行开发之前,在你学习某项技术之前,你需要考虑清楚你在做什么,制定好计划,弄清客户的需求,而不仅仅是关注技术,要像投资者那样,在购买一项技术之前,或是开发一个数据库之前,或是数字化一幅地图之前就搞清楚最终要得到什么样的信息产品,这才是GIS工作最基本的东西。你们,作为GIS专业人士,需要将自己塑造成为投资者或者规划者,在进行数字化地图时就要知道这些数据以后的用途;在购买技术时就要知道这项技术会带来什么结果。从更广的范围来讲,我们需要解决一些世界性的问题,例如如何通过可视化和建模分析污染对全球气候变暖的影响。我们需要找到一种能够持续而敏感地反映这些问题的方法,因为这些问题将会给我们以及我们的子孙后代带来极大的威胁。今天,GIS正在全世界范围内发挥着重要作用,我们利用它去改造自然、改善我们的生存环境,促进经济更高效地发展。包括你们在内的许多GIS工作者正在致力于此项技术,仍然有很多工作要做,因为世界上还存在很多问题。我们需要懂得如何通过GIS让人们更有效的交流,更高效地应用。当我像你们一样也是研究生的时候就爱上了GIS,我想将它运用到我所研究的土地利用领域里,我从那时候就开始思考如何利用它去设计未来,创造未来。如今GIS正在改变,在它诞生之后的四十多年里,它对人类社会做了很多贡献,这不仅要依靠技术的进步,还需要人们的智慧和努力,需要包括你们在内的专业人士共同合作,包括个人之间,国家之间,以及我的全球用户之间,这些非常重要。我想,如果我们能够做到这些,加之GeoWeb技术以及其他技术的发展,我们将会创造一个精彩的世界。一位已经过世的著名的建筑学家弗兰克曾说,成功的惊喜在于通过艰苦的工作和奉献之后终于看到了自己想要看到的。我的理想是将GIS应用到每个地方,我在40年前就对此很感兴趣,如今仍是这样,我建议你们也要认真考虑一下此项事业。我是在哈佛大学的一个计算机试验室里开始我的事业的,那时只有三个人,我对一种叫做SymMap的电脑制图技术非常好奇,后来翻阅历史书时才知道这是第一个电脑制图工具,那时候编写这个工具软件的教授让我跟他一起工作,并不断激励我,为了更好地使用这个工具,我深入理解其中的概念,如今我依然对此感到兴奋。ArcGIS是成百上千名工作者通过多年的努力工作打造出来的,它加速了GIS技术的发展,我希望它在中国也能发挥作用,并且继续激励我们去思考,帮助我们获得成功。
        能够成为这里的教授,我感到非常自豪,我将会尽我所能地帮助你们,谢谢!(掌声)

posted on 2009-02-22 19:37  fxlcoco  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏

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