《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確指出，要“圍繞打通科技與經(jīng)濟(jì)的通道，以技術(shù)市場、資本市場、人才市場為紐帶，以資源開放共享為手段，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈，加強(qiáng)各類創(chuàng)新主體間合作，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，推進(jìn)科教融合發(fā)展”。高?？蒲袡C(jī)構(gòu)要圍繞市場需求，進(jìn)行科研成果攻關(guān)，避免技術(shù)與市場脫節(jié)、科研工作與市場需求脫節(jié)，科研成果化后盡快通過企業(yè)將科研成果付諸商業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)科研成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。

　　響應(yīng)著國家政策，GIS科研與市場應(yīng)用相結(jié)合共促創(chuàng)新的案例在空間信息業(yè)界并不少見。在9月18日召開的主題為“GIS – Inspiring What's Next”的第十六屆Esri中國用戶大會上，主辦方Esri中國與北京大學(xué)、武漢大學(xué)、南京師范大學(xué)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，分別就人文社會科學(xué)時空數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（文科大腦）研發(fā)、科學(xué)數(shù)據(jù)案例研發(fā)及數(shù)據(jù)實驗室建設(shè)、虛擬GIS創(chuàng)新研發(fā)方面與三所院校展開深入合作。

       南京師范大學(xué)與Esri中國戰(zhàn)略合作簽約儀式

　　會后泰伯網(wǎng)現(xiàn)場就虛擬GIS創(chuàng)新研發(fā)等合作課題的詳情采訪了合作高校代表之一的南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院閭國年教授。

　　學(xué)科研究本身的發(fā)展不可能脫離市場應(yīng)用的實踐驗證，閭教授銘記著恩師陳述彭院士經(jīng)典名言：沒有理論支撐的高新技術(shù)可能是盲目的，沒有高新技術(shù)支撐的理論可能是落后的。

　　其實每一個理論研究的探索都是在幫助應(yīng)用主體去看清未來發(fā)展的方向，GIS理論研究與市場應(yīng)用之間同樣存在著相輔相成的關(guān)系。閭教授認(rèn)為目前的GIS已到了需要自身蛻變演化的歷史轉(zhuǎn)折點的關(guān)鍵時刻。

　　傳統(tǒng)GIS的發(fā)展與局限

　　國內(nèi)的GIS始于科學(xué)研究與國土測量測繪的需求，從手工制圖發(fā)展到數(shù)字化數(shù)據(jù)采集。即便近年來移動設(shè)備的爆炸性發(fā)展讓地圖、定位、導(dǎo)航等應(yīng)用催生了數(shù)千億產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)，但地理信息產(chǎn)業(yè)也還僅僅是量變，并無爆炸性的突變。地圖等于地理嗎？地理信息的內(nèi)涵就是空間+屬性嗎？地理信息系統(tǒng)是否需要遵守地理學(xué)的定律和地理學(xué)規(guī)律？閭教授用一系列的問題表達(dá)了自己對現(xiàn)階段GIS從形式到內(nèi)涵如何突破現(xiàn)有框架的思考。

　　隨著新技術(shù)的發(fā)展，對整個自然與社會的洞察需求也在提升，現(xiàn)有的GIS能否滿足這些不斷涌現(xiàn)的需求。答案很明顯，閭教授認(rèn)為當(dāng)前GIS應(yīng)用依然是“小眾”。

　　如何使地理信息走出小眾，走進(jìn)內(nèi)涵更為廣大的地理智能領(lǐng)域，需要改變的是構(gòu)成GIS自身描述與表達(dá)的體系。

　　比如，所謂的時空，不僅僅是空間位置三維坐標(biāo)加上時間標(biāo)簽的時空基準(zhǔn)體系，而是真正的測量記錄以及再現(xiàn)現(xiàn)實世界各種系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)之間連續(xù)動態(tài)對象的物質(zhì)遷移、能量轉(zhuǎn)化與信息交換。這大大超出現(xiàn)有架構(gòu)的地理信息系統(tǒng)所承載的內(nèi)涵。

　　目前的GIS平臺，在數(shù)據(jù)模型上，以點、線、面、體、像素、體素表達(dá)的地圖數(shù)據(jù)模型，適應(yīng)不了地理現(xiàn)象的語義描述、動態(tài)過程、要素相互作用、地理關(guān)系的抽象表達(dá)，造成了利用大數(shù)據(jù)理解和挖掘?qū)ΜF(xiàn)實世界的有效表達(dá)的不足。在數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，以基于文件和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的進(jìn)行地理進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，構(gòu)建索引體系，沒有根據(jù)地理學(xué)的基本定律創(chuàng)建數(shù)據(jù)存儲與管理體系，導(dǎo)致高動態(tài)、海量數(shù)據(jù)的管理和分析效率不高。伴隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，各類應(yīng)用對地理信息統(tǒng)一表達(dá)的需求日漸強(qiáng)烈。換而言之，現(xiàn)有框架下的GIS平臺的發(fā)展瓶頸也日益顯現(xiàn)。

　　新形態(tài)GIS蛻變演化的方向

　　訪談中閭教授給筆者描述了包括“語義描述”、“空間定位”、“幾何形態(tài)”、“演化過程”以及“要素關(guān)系”、“屬性特征”的地理信息六要素表達(dá)模型，以及“時間”、“地點”、“人物”、“事物”、“事件”、“現(xiàn)象”、“場景”的現(xiàn)實世界七要素表達(dá)模型，極大地豐富了現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)空間加屬性所傳達(dá)的內(nèi)涵信息，發(fā)展了大數(shù)據(jù)對現(xiàn)實世界表達(dá)的概念模型，這也許可以突破目前系統(tǒng)發(fā)展的局限。

　　新形態(tài)地理信息不僅要綜合考慮不同層次、不同尺度、動靜耦合、全局和局部嵌套的地理場景的整體表達(dá)，更要強(qiáng)調(diào)在地理場景中各種地理規(guī)律的表達(dá)，既能對地理與社會的全方位、多模式、三維、動態(tài)的可視化提供支撐，又具有各類地圖、場景GIS分析與應(yīng)用功能。

　　全息化地理信息系統(tǒng)需要對場景中的全地理、全社會信息進(jìn)行“地圖”表達(dá)，是數(shù)字化世界的全方位解讀，從而實現(xiàn)地理或社會現(xiàn)象及其規(guī)律的地圖表達(dá)或地理場景表達(dá)。以地理信息六要素為基礎(chǔ)建立統(tǒng)一的場景數(shù)據(jù)模型，在時空統(tǒng)一框架下，進(jìn)行幾何與代數(shù)、時間與空間、多維與高維要素、地理表達(dá)與地理計算的統(tǒng)一描述，利用數(shù)字地圖、虛擬現(xiàn)實和全息成像等多種形式對地理過程、要素相互作用以及地理規(guī)律加以綜合呈現(xiàn)，實現(xiàn)地理學(xué)視角下的地理信息全息表達(dá)。這是開展地理格局分析、過程模擬和要素相互作用的基礎(chǔ)，也地理信息大眾化服務(wù)的關(guān)鍵。

　　從地理學(xué)對世界的描述出發(fā)，基于物理學(xué)機(jī)理和幾何代數(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，綜合地理時空數(shù)據(jù)分布特征、地理學(xué)規(guī)律以及地理知識和規(guī)則，創(chuàng)新地理信息六要素與現(xiàn)實世界七要素理論模型，發(fā)展地理信息組織方法，突破GIS的關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建新型GIS，這就是閭教授近10多年來開展研究工作的主導(dǎo)思想。令人欣慰的是，經(jīng)過多年努力，閭教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊已經(jīng)研發(fā)出新型GIS的原型，發(fā)展了三維GIS、物聯(lián)網(wǎng)GIS、視頻GIS、大數(shù)據(jù)GIS、虛擬現(xiàn)實GIS等一批創(chuàng)新且有廣闊應(yīng)用前景的GIS技術(shù)與產(chǎn)品，并以江蘇省地理信息產(chǎn)業(yè)研究院為平臺孵化出了唯萊科技、聲景科技、文圖景科技等一批地理信息企業(yè)。

　　充滿想象的GIS未來

　　閭教授深入淺出的闡述，給我們描繪了未來的GIS形態(tài)，應(yīng)用驅(qū)動下的地理信息全息表達(dá)的未來，在某些層面上與本屆Esri中國用戶大會開幕Esri中國總裁何寧對大會主題的解讀不謀而合。

　　GIS ——Inspiring What's Next，世界正在經(jīng)歷大規(guī)模的數(shù)字化變革：一切正變得更加自動化，所有的物體及其運動，所有的事件及其變化，都可以被發(fā)現(xiàn)被測量被記錄，并最終構(gòu)成覆蓋全區(qū)域的數(shù)字化信息的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。面對撲面而來的數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮，我們應(yīng)該如何適應(yīng)？如何邁出下一步？我們要做的，不是被動的跟隨，而是積極主動地出擊，去擁抱它！發(fā)揮地理科學(xué)的力量去驅(qū)動它！GIS從誕生之日起，其架構(gòu)、功能和應(yīng)用模式一直在不斷地創(chuàng)新和演進(jìn)。如今，以Web為中心的地理云平臺應(yīng)運而生，已經(jīng)并將繼續(xù)改變GIS自身及其應(yīng)用模式。GIS正從一種地理學(xué)的專門語言演化為人類普適性的交流語言，朝著社會化的形態(tài)演進(jìn)，不斷走向大眾，讓所有人都能夠隨時隨地，便捷地創(chuàng)造和分享地理價值。正因如此，GIS還是非GIS，其實已經(jīng)不再重要，重要的是地理的基因無處不在，地理科學(xué)的價值無處不在，地理思維的自覺無處不在。

　　正因雙方在理念上的這種契合性，在本屆Esri中國用戶大會期間，閭教授代表南京師范大學(xué)與Esri中國正式簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，擬將南師大在地理信息創(chuàng)新科研方面的優(yōu)勢和Esri中國在GIS平臺軟件技術(shù)全球領(lǐng)先和龐大用戶群的優(yōu)勢進(jìn)行緊密結(jié)合，共同打造“虛擬GIS”在中國和全球成功典范。

　　采訪時間所限，龐大的理論體系很難用寥寥數(shù)語能描述清楚，但我們相信，現(xiàn)今最為注重表達(dá)空間位置的GIS系統(tǒng)，在不遠(yuǎn)的未來，也許可以借助新形態(tài)虛擬GIS的力量，以“場景”和“愿景”為基礎(chǔ)，實現(xiàn)泛在感知、全息描述、動態(tài)分析、實景通信，讓我們可以真正的做到“無處不在”。