地理信息系統(tǒng)推進(jìn)智慧城市建設(shè)

2013-10-28 中國(guó)智慧城市導(dǎo)刊

——專訪中國(guó)科學(xué)院院士、武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 龔健雅

文/本刊記者 尚進(jìn) 張健

　　著力強(qiáng)化測(cè)繪地理信息服務(wù)，加強(qiáng)數(shù)字中國(guó)、“天地圖”、監(jiān)測(cè)地理國(guó)情三大平臺(tái)建設(shè)，大力促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全力推動(dòng)測(cè)繪地理信息事業(yè)再上新臺(tái)階。這是李克強(qiáng)總理在2011年對(duì)測(cè)繪地理信息工作做出的重要批示。

　　目前，GIS （地理信息系統(tǒng)）應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，在城市信息化建設(shè)中發(fā)揮的作用越來越大。伴隨著“時(shí)空過程模擬與實(shí)時(shí)GIS系統(tǒng)”這一項(xiàng)目的攻關(guān)，其在智慧城市建設(shè)中將會(huì)發(fā)揮怎樣的作用，又將帶來怎樣的突破？本刊記者就這些問題采訪了中國(guó)科學(xué)院龔健雅院士。

　  本刊記者：目前關(guān)于“城市信息化”的各種概念和提法很多，如數(shù)字城市、智能城市和智慧城市等，請(qǐng)問您是如何看待它們之間的特點(diǎn)和區(qū)別的？它們之間是否可以用一種“遞進(jìn)式”的關(guān)系來形容？

　　龔健雅：數(shù)字城市是智慧城市的基礎(chǔ)，沒有數(shù)字化的城市信息支持，就談不上智慧城市的建設(shè)，可以說，智慧城市是建立在高度發(fā)達(dá)的城市信息化基礎(chǔ)之上的，因此智慧城市是數(shù)字城市的延伸與發(fā)展。智慧城市的特征是“智慧”或者“智能”，即要有智能的決策和服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)智能決策與智能服務(wù)，城市實(shí)時(shí)信息的獲取是必不可少的，也就是說需要在數(shù)字城市的基礎(chǔ)上加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)或者說傳感探測(cè)建設(shè)，將物理城市與數(shù)字城市連接起來，再加上智能分析和智能服務(wù)的工具，使信息“智慧”起來。智能與智慧的概念比較難以界定，個(gè)人理解，智慧是更大一些的概念，而智能是一些具體的實(shí)現(xiàn)，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能導(dǎo)航等。

　　本刊記者：您是GIS（地理信息系統(tǒng)）領(lǐng)域的專家，并且十分關(guān)注GIS對(duì)于當(dāng)代城市發(fā)展的推動(dòng)作用。那么請(qǐng)問您，您覺得GIS與城市化建設(shè)和城市管理之間存在著怎樣的邏輯關(guān)系？這種邏輯關(guān)系在城市的智慧化發(fā)展階段將如何得以提升？

　　龔健雅：智慧城市需要有智能分析和智能服務(wù)的功能，而要做到智能分析與智能服務(wù)，時(shí)空信息必須要參與其中，并且要提供大力的支持，這就是為什么強(qiáng)調(diào)智慧城市要與物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)緊密結(jié)合。GIS在城市信息化中的作用很大，起到了重要的基礎(chǔ)性的支撐作用，成為數(shù)字城市的基礎(chǔ)平臺(tái)。要想實(shí)現(xiàn)智慧城市最便捷的方法是在現(xiàn)有的數(shù)字城市基礎(chǔ)之上連接物聯(lián)網(wǎng)及傳感網(wǎng)，得到城市實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，使各種狀態(tài)信息具有精確的時(shí)間和空間標(biāo)簽，同時(shí)擴(kuò)展現(xiàn)有GIS的功能，使之能夠接入、管理各種時(shí)空信息，并開發(fā)基于時(shí)空信息的智能分析與智能服務(wù)工具軟件，使之成為一個(gè)智慧城市的空間信息支撐平臺(tái)。

　　“時(shí)空過程模擬與實(shí)時(shí)GIS系統(tǒng)”這一項(xiàng)目主要的任務(wù)是研發(fā)新一代地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從三維地理信息系統(tǒng)向四維地理信息系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，為智慧城市、智慧省區(qū)、智慧中國(guó)甚至是智慧地球提供地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，其主要作用是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界海量多元實(shí)時(shí)時(shí)空數(shù)據(jù)的管理與分析，為時(shí)空模擬系統(tǒng)提供直接的數(shù)據(jù)支持和展示環(huán)境。

　　通過科技的攻關(guān)，我們希望在智慧城市的時(shí)空信息技術(shù)支撐方面取得一定的突破，從而為智慧城市建設(shè)貢獻(xiàn)力量。這一項(xiàng)目，能夠從時(shí)空信息動(dòng)態(tài)接入、時(shí)空信息高效管理、時(shí)空信息智能分析和時(shí)空信息綜合決策方面提供一套完整的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的解決方案。

　　本刊記者：記得您在一次會(huì)議上曾經(jīng)指出，當(dāng)前GIS正在從過去的“系統(tǒng)”概念轉(zhuǎn)向一種“服務(wù)”的概念。請(qǐng)問您是如何理解和評(píng)價(jià)這一轉(zhuǎn)變的？這種轉(zhuǎn)變究竟是一種技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，還是社會(huì)發(fā)展的使然？

　　龔健雅：因?yàn)槟壳熬W(wǎng)絡(luò)技術(shù)非常普及和成熟，GIS必然從原來的單機(jī)系統(tǒng)、局域網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展到廣域網(wǎng)系統(tǒng)，而廣域網(wǎng)現(xiàn)在一般都采用了“Web Service”（Web服務(wù)）技術(shù)，Web 服務(wù)技術(shù)提供了很多先進(jìn)的理念和技術(shù)。它與對(duì)地觀測(cè)、地理信息系統(tǒng)、導(dǎo)航和通信技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合，產(chǎn)生了地理信息服務(wù)，其熱點(diǎn)問題也在不斷變化，比如說從90年代末的萬維網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享到本世紀(jì)初的功能互操作發(fā)展，再到近五年的傳感網(wǎng)的協(xié)同感知，也有可能到未來的物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)作認(rèn)知。

　　過去十年，我們實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的GeoSurf和GeoGlobe地理信息共享服務(wù)平臺(tái)，可以把城市的測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)放在網(wǎng)上提供在線服務(wù)，如天地圖等公共服務(wù)平臺(tái)；我們目前也可以把軟件放在網(wǎng)上提供服務(wù)，如我們實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的GeoSquare和OpenRS等平臺(tái)，用戶可以不購(gòu)買數(shù)據(jù)和軟件，直接提出請(qǐng)求，獲得相應(yīng)的服務(wù)。

　　關(guān)于地理信息服務(wù)下一步的發(fā)展，我們認(rèn)為是傳感網(wǎng)協(xié)同感知和模聯(lián)網(wǎng)協(xié)作認(rèn)知。把城市感知網(wǎng)的傳感器連接到萬維網(wǎng)上，這也被稱之為傳感網(wǎng)協(xié)同感知服務(wù)，它主要是解決城市空天地傳感器的協(xié)同調(diào)度、一體化融合和聚焦服務(wù)模型等科學(xué)問題，這樣用戶可以通過可視化終端調(diào)度這些傳感器，實(shí)現(xiàn)城市信息的實(shí)時(shí)協(xié)同接入，做到即使呆在家里，也能知曉外面所發(fā)生的任何事情。當(dāng)然，也可以把決策模型連接到萬維網(wǎng)，也就是俗稱的模聯(lián)網(wǎng)協(xié)作認(rèn)知服務(wù)，它主要是解決城市異構(gòu)決策模型的表達(dá)、理解、共享和協(xié)作等科學(xué)問題，用戶可以通過決策終端優(yōu)化組合這些模型，實(shí)現(xiàn)城市綜合應(yīng)急決策。

　　本刊記者：據(jù)了解，您目前正在參與一些“智慧城市”的發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)。那么從您的角度來看，在整個(gè)規(guī)劃過程中存在哪些共性的挑戰(zhàn)或問題？您覺得為什么會(huì)出現(xiàn)這些挑戰(zhàn)或問題？可否請(qǐng)您就這些挑戰(zhàn)或問題的解決提出一些建議？

　　龔健雅：我們目前在參與山西太原、寧夏、徐州等省市智慧城市的規(guī)劃建設(shè)，為智慧武漢也提出了一些建議。我們規(guī)劃的總體出發(fā)點(diǎn)是根據(jù)各個(gè)城市的特色及發(fā)展定位和需求，機(jī)制和體制先行，循序漸進(jìn)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)空間技術(shù)和信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，緊緊圍繞智慧城市的核心關(guān)鍵技術(shù)和具有智慧城市運(yùn)行管理服務(wù)的鮮明特色。

　　在城市信息化基礎(chǔ)設(shè)施上，我們主要是在電子政務(wù)、無線城市和平安城市等信息化基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃，提出了一些建議，如加強(qiáng)城市感知網(wǎng)、云計(jì)算服務(wù)、決策指揮調(diào)度能力的建設(shè)；在技術(shù)層面上，在已有數(shù)字城市的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)空間和信息的有機(jī)結(jié)合，打造城市感知網(wǎng)信息協(xié)同接入、時(shí)空關(guān)聯(lián)、高效管理、智能分析和泛在服務(wù)的技術(shù)鏈條；在應(yīng)用層面上，根據(jù)不同城市的定位和需求，提出建設(shè)的側(cè)重點(diǎn)，如在智慧太原規(guī)劃上，我們針對(duì)太原市能源豐富和環(huán)保問題突出這些問題，提出在管理上要以能源產(chǎn)業(yè)為重心，形成以智慧能源工程為主的智慧城市示范應(yīng)用；在服務(wù)對(duì)象層面上，充分利用已有的技術(shù)和系統(tǒng)，打通政府、企業(yè)和市民的信息鏈條，讓老百姓能夠切實(shí)感受智慧城市建設(shè)帶來的好處；在運(yùn)營(yíng)層面上，提出了“政府搭臺(tái)、部門監(jiān)管、企業(yè)唱戲和民眾受益”的運(yùn)營(yíng)創(chuàng)新模式。

　　當(dāng)然，由于智慧城市建設(shè)是一項(xiàng)浩大的工程，需要一批能夠從全局角度規(guī)劃的戰(zhàn)略專家，人才是智慧城市建設(shè)的重要因素，我們可以利用高校人才的優(yōu)勢(shì)，通過智慧城市產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟這一平臺(tái)，打造一批從事智慧城市建設(shè)、在國(guó)內(nèi)外有影響的專家團(tuán)隊(duì)。智慧城市建設(shè)是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和數(shù)字城市的集成應(yīng)用，因此急需一批能夠使智慧城市工程落地的高新企業(yè)，所以在規(guī)劃中，通過智慧城市的建設(shè)，推動(dòng)城市信息、空間等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。智慧城市建設(shè)也是一個(gè)服務(wù)工程，可以通過各種途徑服務(wù)于政務(wù)、企業(yè)和公眾，也需要一批能夠產(chǎn)生增值服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商，這樣可以夯實(shí)智慧城市建設(shè)的運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)。

　　本刊記者：最后可否請(qǐng)您對(duì)“智慧城市”這一新的趨勢(shì)在未來5—10年的發(fā)展軌跡進(jìn)行一下理性的展望。換句話說，從您的角度來看，我們10年后在城市的智慧化建設(shè)方面應(yīng)該達(dá)到一個(gè)怎樣的水平？

　　龔健雅：我對(duì)我國(guó)的智慧城市建設(shè)還是充滿信心的，認(rèn)為它發(fā)展的速度會(huì)比較快。而且我們已經(jīng)有了很好的數(shù)字城市建設(shè)基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算及云服務(wù)的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，再者，智慧城市的相關(guān)技術(shù)也不是太高深。所有這些為智慧城市建設(shè)提供了很好的基礎(chǔ)和平臺(tái)。雖然物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)管理與大數(shù)據(jù)挖掘是一大難題、一大挑戰(zhàn)，但它是一個(gè)相對(duì)的概念，從目前來看，對(duì)于一般的問題，我們還是能解決的。當(dāng)然針對(duì)海量的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析、輔助決策和智能服務(wù)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，隨著數(shù)據(jù)的增加，模型的深入研究，會(huì)變得越來越智慧，智慧城市也會(huì)逐漸地深入。目前在數(shù)字城市上我們可以增加一些智能分析和智能服務(wù)的工具，比如在城市電子地圖上“智能”會(huì)幫助你找到適合你口味的餐館。在城市電子地圖上發(fā)布實(shí)時(shí)交通信息，“智能”會(huì)告訴你避開擁堵交通路段等等。我不能預(yù)測(cè)十年后智慧城市會(huì)發(fā)展到何種程度，我只能說目前我們能夠想得到的一些東西，十年后基本能夠?qū)崿F(xiàn)。我認(rèn)為在信息社會(huì)只有想不到的，基本沒有實(shí)現(xiàn)不了的。十年前我們談數(shù)字地球、數(shù)字中國(guó)、數(shù)字城市，沒有想到我們現(xiàn)在這么普及，對(duì)于智慧城市，我還是充滿希望的。