展望未來:對GIS未來的五項思考

作者:Michael F. Goodchild
美國加州大學聖巴巴拉分校地理學教授

預測未來是有風險的,而對GIS未來的預測更是困難重重,所以對如下的分析也應該抱着批評的態度。但是我認爲對GIS進行梳理還是有益的,這將激勵那些GIS從業者進行思索和探討。

 
美國加州大學聖巴巴拉分校三維可視化校園的一部分,三維的建築物疊加在更加傳統的二維GIS地面層上 (基思克拉克提供圖片)

 

13%的技術

GIS一直是個戶外的工作,在戶外GPS信號強,用經緯度定位準確可靠,空間分辨率小於1米。因此, GIS技術最早應用在林業、資源管理、土地利用規劃這些領域也就毫不奇怪了。但美國人平均只有百分之十三的時間花在戶外,而基於GIS技術的服務幫助我們找到餐館和酒店,但幾乎不提供在複雜室內的導航服務,比如在購物中心、醫院、礦山、或機場。

目前,有兩項主要的困難妨礙GIS技術走進室內。幾年前,我參加了一項由美國國防部高級研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)贊助的研究工作,探討建立全三維GIS的可能性。調查表明地球上有幾十億座建築,如果把這些建築物的表面和內部都建立數據庫(CityGML 3級及以上),我們估計這個數據庫將會龐大到3PB(3000TB或者3,000,000GB),以目前的技術水平,這個數據量我們將無法處理。如果強行用超前(then-available)的技術配置這個數據庫,那麼將花費美國未來10年GDP的10%。換句話說,就是在這個週期內要有10%的勞動力要爲這一項目服務,這數字還不包括數據更新。所以,我們需要更快速,廉價,精確採集三維幾何形狀和屬性的技術。

此外,我們需要更有效的室內定位的方法。目前正在開發的一些技術:Wi-Fi,利用已知位置的發射器;無線射頻識別(RFID),使用固定檢測網絡;超聲波或激光成像相匹配幾何特徵等等。但是現在,我們不知道其中有哪個或者哪些最終會成功。不過,我們知道,GIS走入室內,以及室內和室外的整合解決方案將擁有巨大的市場潛力。

 

萬物無處可藏

現在可以有無數的方法讓我看到我房子的位置。從國家網格參考的網格定位11SKU3614611561到地名定位"Mike Goodchild's House",任何從正規座標的地理信息系統到非正規的人類日常用語(街道地址,興趣點,地名)現在都很容易被解析,並且從網絡服務看起來可以搞定所有一切。我認爲,對同一特定位置不同表達方式間的交互解析,是過去十年地理空間技術的偉大成就之一。隨着全球定位系統,射頻識別,最新的數據庫技術的發展,可以想象,我們有可能隨時瞭解某一事物在所有時間段的位置。其實,這在太多太多的領域中已經成爲現實:艦隊上的每一架飛機;有些國家中農場中的每個動物;每一架商業航班;每一部移動電話;每刷一次信用卡。

雖然這項應用的好處顯而易見,但是隨時隨地的瞭解每個人的具體位置也會帶來很多問題。手機用戶可以將手機關機,但是人臉識別軟件,再加上在主要城市中無處不在的攝像頭網絡,使人們有可能在不知情的情況下被追蹤,並且一旦對此有質疑也別無選擇。然而,考慮在緊急情況下的可能性:如果每一個在汶川的居民在2008年5月地震之前就被定位,那將更容易尋找可能的倖存者。

 

物聯網

知道某個物體的當前位置,並且也可以知道這個物體曾經的位置,這將會產生許許多多令人關注的極具潛力的應用,目前英國已經開發出一個名叫Tales of Things的項目,通過二維碼來標識對象(QR code,這是一個隨機的黑白正方形圖案,我們可以在包裝,登機牌或者郵件中看到)。當這個二維碼被智能手機中的某個應用掃描之後,連同這個物體當前地理位置和其他有用信息都將進入在線數據庫中,最終可以獲得該物體空間地理位置的歷史信息。當然二維碼技術雖然已經得到了廣泛的應用,但是智能手機使更多新奇有趣的應用成爲可能。二維碼紋身就是一個不錯的主意。

 


智能手機將可以讀取二維碼紋身 (圖片克倫Doehner提供)

實時GIS

繪製地圖需要時間和其他成本,因此地圖非常重要的一點就是儘可能長期有效。在傳統上,這意味着地圖只能表達地球上持久存在的地物特徵:道路,河流,山川和街道。但是在過去的二十年裏,GPS和地圖軟件的普及已經改變了這種情況,從而有可能對任何事物進行製圖。

新地理學(Neogeography)就是這一發展的結果:使個人地圖成爲可能,只表達在某一時間段內個人興趣的地圖。GPS導航系統,通過傳感器,可以顯示全國實時道路系統的擁堵狀況,空管人員可以看到飛機交通實時圖;應急管理人員可以看到實時的應急響應情況;公共衛生調查人員可以實時監控全國的傳染病暴發情況。

所有這些可能性,將使得GIS從相對從容不迫的處理分析靜態數據狀態,到可以動態的處理實時監控數據和決策。在未來,GIS將涉及更多的實時情況的監測和評估,因此需要更多新的工具,描繪不斷變化中的信息。決策將會用合理的方式制定,既考慮到現有信息的有效性又考慮到未來發展的不確定性。

 

世界的多角度觀點

上個世紀90年代,GIS遭到了社會學家的很多批評,因爲它隱含的假設是真實世界的一切都可以被系統的測量和表現——因此,地理是絕對真實的客觀反映,而非個人或者相對。

往往GIS只提供了單個點的描述,而政府需要反映個人或者團體的多重觀點。最近加拿大《每時事》雜誌的Maclean撰文報告了一系列國際性事件,涉及谷歌地圖在遇到有爭議的國境線或者地名時遇到的問題。例如在喜馬拉雅山地區,google.com顯示的與印度用戶通過google.in看到的完全不同,而也不同於中國用戶使用的google.cn。這兩個國家法律規定,在本地服務器上顯示的地圖必須遵守該國的政策。因此,google.in顯示克什米爾是印度的一部分,而google.com表明它是印度和巴基斯坦之間有爭議的領土。

地圖是動機和信仰的反映,這點對GIS這一科學理念來說多少有些尷尬。原則上,給一個地方命名並不是絕對的,而是個人或集團爲某個地方提供的名稱屬性。在英語中,分隔英格蘭和法國的是英吉利海峽,而在法語中這一水體被叫做拉芒什海峽。在未來,一個問題的多重觀點是否將會被統一管理?還是GIS將陷入觀點衝突的混亂中?

 

GIS的多重未來

我希望這些簡短評論可以讓大家產生討論的興趣。這五項是否同樣重要?是否有其他方法使未來的GIS將變得與今天大爲不同? 一個不可避免的事實是:GIS的世界一直充滿驚喜,而且我們也完全有理由相信GIS將會有一個令人興奮未來。

如果對GIS的未來有更多的思考,可以通過[email protected]聯繫Michael F. Goodchild,討論這個話題。


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