GIS在數據獲取,數據分析,數據呈現上的發展

GIS是空間技術和信息技術的交叉學科，相關領域的研究熱點都有可能成為GIS的發展趨勢。GIS的技術環節無外乎數據獲取、數據分析、數據呈現三個方面，從近年的發展情況看，GIS可能在這三個方面都有著激動人心的前景。

一、數據獲取

傾斜攝影測量示意圖

1.2近景攝影測量

近景攝影測量與傾斜攝影測量有著相似的技術背景，區別在于傾斜攝影測量一般利用空基航攝儀進行，近景攝影測量則是采用地面或近地面短距攝影測量設備進行。相對于傾斜攝影的大范圍和較高精度，近景攝影測量更注重于對單個地物的超高精度測量，可以獲得具有極高精度和分辨率的精細地物模型，可以完美還原如雕塑、文物、景觀等復雜地物。

對石窟內佛像的三維精細掃描測量

1.3影像智能識別

隨著遙感手段的發展，獲取的遙感影像分辨率越來越高，數據量越來越大，基于影像采集的矢量要素也越來越多，累積了大量的采集經驗和解譯樣本。在人工智能技術的加持下，對這些影像解譯樣本開展深度學習，計算機自動從影像提取要素的能力會越來越強，精度也越來越高，未來有望實現自動利用衛星影像生產矢量地圖。

衛星照片中美軍基地戰機清晰可見

1.4智能數據匹配

近年來以谷歌地圖、百度地圖等為代表的基于位置服務（Location Basde Service，LBS）應用已經走入每個用戶的手機中，深刻得影響著互聯生活。LBS應用的對數據的鮮活性要求極高，尤其是對道路、地名變化的響應能力對用戶體驗影響很大。智能數據匹配是利用搜索引擎獲取的海量網絡信息進行篩選，獲得與地理位置相關聯的信息，并與地圖數據進行匹配，達到快速發現變化，自動進行更新的目的。隨著AI的不斷發展，對海量信息的分析匹配能力不斷增強，數據匹配的準確性和自動化程度也會越來越高。

亞米級高精度位置服務

1.5定位技術發展（室內、高精度、小型化）

智能手機讓每個人都有了感知地理位置的能力，然而，目前的定位還存在很多局限。

例如，室內、野外還有很多衛星定位盲區，定位精度還不夠高，高精度定位設備不夠便攜等?，F在，室內定位、差分定位、網絡定位等技術發展很快。不遠的將來，僅用一部手機甚至手表，就可以實現隨時隨地精準定位至厘米水平。定位信息的迅速發展，會對位置服務的應用帶來深遠的影響。

精準的室內定位技術

1.6空間信息擴展（地下、深海、深空）

目前空間信息在很多人的概念中依然是地面或者近地面的信息，隨著探索和測量手段的不斷發展，人類活動的范圍已經擴大到了地下空間、深海、外太空甚至地外行星，觀測尺度從空間更是擴展到了時空。更廣袤的時空信息不斷涌現，催生著GIS上天入地，談古論今，這樣未來只能說眼界限制了我們的想象。

BAE公司將為美國研發深海定位導航系統

1.7為我們的世界建模

十多年前曾經有本GIS的書叫《ModelingOur World》，在當時，還顯得有些詩意和概念化。而如今，這樣的前景已經非常清晰。未來，在各種探索和測量手段的支持下，整個世界甚至是外太空都可以被裝進虛擬的世界，每個人都可以自由出入于虛擬與現實之間。進可縱觀天下，退可田園詩意，一起為我們的世界建模。

二、數據分析

GIS之所以是一門學科而不僅是技術，在于其智慧的一面。如果說數據是其生命力，那么智慧就是空間數據的分析能力。數據分析的發展與大數據、人工智能、云計算等信息技術有著密切的聯系。

2.1高效的數據管理

空間數據庫一直是GIS的一個基礎理論，卻也是一直發展不夠成熟的一個領域。因為GIS的數據確實太多太復雜了，這些數據有不同的形狀（如湖泊、道路、房屋、河流），不同的性質（如線劃地圖、衛星地圖、街景地圖），不同的軌跡（如行駛的汽車、空中的飛機、奔流的洪水、隱蔽的洋流），它們很難用一個統一的模型來描述，進而對數據分析時的數據使用效率帶來很大局限。

現在，數據管理技術由于NoSQL、分布式存儲、空間數據模型等的發展，GIS數據的管理模型有望獲得統一，為更好的應用數據打下堅實的基礎。

數據庫運維服務

2.2跨行業數據透視

空間數據分析和挖掘一直是GIS最強大的武器，但它卻沒有得到充分利用。隨著大數據、云計算的發展，數據進入了一個爆炸的時代，GIS數據能夠與很多行業數據進行交叉，產生奇妙的化學反應。隨著研究人員的不斷努力，現在很多行業的評價、統計、分析指標都加入了位置參數，GIS開始走出家門，說百家話，穿萬家衣。

2.3空間尺度衍伸（宏觀、微觀）

GIS一直以來在做分析時都離不開一張內容復雜的地圖，地圖的邊界就成為了GIS想象力的局限。在數據大爆炸的時代，數據挖掘后形成的多層次指標，讓GIS信息沖破了這一邊界。向上，伴隨指標不斷的概括與綜合，GIS可以參與到各類宏觀決策當中，突破區域、時間的限制；向下，GIS可以具象每一個細小的抽象空間，進入物質內部，描述每一個微小的位置變化。

宏觀和個體結合GIS分析自行車系統

2.4迅捷的處理速度

毫無疑問，計算技術的發展一定會讓GIS的分析速度更快。這種變快是量變到質變的過程，隨著單位時間能處理的數據量的極速增長，我們獲得有效信息的時間被大大縮短，進行更復雜計算的可能性也在大大增加。這讓數據分析出現兩個趨勢，一是實時化，結合全世界建模的概念，可以讓一個人隨著運行軌跡實時的計算出場景變化（例如自動駕駛）；二是深度化，計算可以覆蓋的面越來越廣，涵蓋的信息越來越多，可能會獲得更多抽象的、內涵豐富的數據加工產品（例如基于真實場景的游戲）。

無人駕駛正向我們駛來

2.5從計算到決策

不得不再次請出人工智能?，F在的GIS依然還停留在你想要什么我給你分析什么的階段，人工智能在GIS領域的不斷學習真逐漸的揭示出一種新前景，我給你什么你才想到什么。這樣的前景是不是很令人激動，GIS真正從一個工具成為了助手，一個聰明的、懂你心意的、精確無比的助手。

人工智能與智慧城市

三、數據呈現

GIS的精彩與其數據呈現能力密不可分?？梢哉f，一般公眾對于GIS的理解大多停留在數據呈現環節，廣義的數據呈現包括但不限于地圖、圖表、手機APP、Web應用程序等，它不僅僅是指可視化效果，而更應視為觸及最終用戶的各種功能。數據呈現與互聯網、計算機視覺等領域息息相關。

3.1無限擴張的三維空間

依然回到為我們的世界建模這個話題，既然建模了就要展現出來，一個真實的、無延遲的三維空間才是最酷的?，F在的三維受限于硬件機能、建模技術等因素，大多將場景限制在一個不大的范圍內。未來，建模范圍都那么大了，展示能力也會提高。場景一天天的變大，模型越來越接近真實，直到有一天，邊界會消失，模型會如實景一模一樣。

福鼎市三維數字城市

3.2VR和AR

在三維技術的加持下，VR和AR如兩個兄弟并肩發展。VR是將真實的人放進虛擬的場景里，終極目標是人忘記了自己在一個虛擬的世界里；AR是將虛擬的場景放進真實的世界中，終極目標是人無法分辨什么是真實，什么是虛擬。VR和AR注定是階段性的技術，未來會走向同一個終點。

3.3精彩紛呈的Web地圖

也許，我用Web來形容地圖已經受到了我想象力的限制。但我想表達的是，未來的電子地圖會內容更豐富、更好看、更藝術，同時我們不再會受到硬件機能和網速的困擾，想看什么就看什么，想查什么就查什么，喜歡什么風格的地圖就能讓地圖變得那么漂亮。

HT for Web整合OpenLayers實現GIS地圖應用

3.4潛力無限的手機APP

堅持要把電子地圖分為Web地圖和手機APP兩種，是因為APP代表了另一個方向，那就是隨時隨地。也許未來智能手機都成為了古董，可能是頭盔？眼鏡？眼前的一團空氣？總之，把世界隨身攜帶，讓人無限期待。

3.5嘆為觀止的專業化應用

在專業領域面前，大眾消費品有時會顯得非常普通。既然世界都已在掌握，那么各個行業肯定也會充分應用。未來的工廠里、機床上、飛機中，有可能隨時都會呈現出所需的空間信息，讓專業人員隨時掌握對象的空間要素，不會遺漏每一個細節。行業實在是太多了，這里只能留給各領域的大神自己發揮想象啦。

路由分析

四、結尾

首先，我更關注gis技術而非行業，我看好的很多技術前景未必會由gis行業來實現，事實上，谷歌地球和地圖就曾深刻地影響了我們這個行業。眼下，站在變革的十字路口，行業未來如何很難預料。但是gis技術會一直發展下去，會與更多的領域交叉融合，這是一定的。

再者文中提及的大多數技術熱點并不是空中樓閣，有的已經廣泛應用，有些已有了明晰的技術前景，個別內容略有想象但仍有現實基礎。

例如傾斜，近景，高分遙感，室內定位，便攜式差分定位等等應用都非常廣泛了，市場也逐漸培育了出來；空間分析方面隨著地理國情監測這兩年的發展，已在很多行業發展出了特有的指標體系，上升到宏觀層面是自然而然的趨勢；終端應用方面，互聯網公司應用gis的規模很大，當然他們更愿意稱之為位置服務。