在GTC 2020『GIS基礎(chǔ)軟件新技術(shù)論壇』上,超圖研究院副院長胡中南作《云原生GIS及Web端技術(shù)新進(jìn)展》報告,他首先系統(tǒng)講解了云原生GIS技術(shù)的三大新進(jìn)展:微服務(wù)更微、可擴展,容器化部署更全、更易用,自動化編排適配更多平臺等,介紹了這些技術(shù)如何支撐云南地質(zhì)大數(shù)據(jù)等系統(tǒng)實現(xiàn)高可用、高并發(fā)、高彈性“三高”價值;也系統(tǒng)闡述了Web端GIS技術(shù)從基礎(chǔ)庫、組件庫、模板庫到WebApps的多層次結(jié)構(gòu)及相關(guān)新進(jìn)展,讓GIS前端應(yīng)用開發(fā)定制更快速便捷。
目前成都創(chuàng)新互聯(lián)公司已為近1000家的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、網(wǎng)絡(luò)空間、網(wǎng)站托管維護(hù)、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計、蘇仙網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù),公司將堅持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略,正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化,與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長,共同發(fā)展。
本文將分為云原生GIS(點擊左側(cè)藍(lán)色文字可直接查看)與Web端GIS兩大部分,現(xiàn)分享Web端GIS技術(shù)部分資料如下:
演講PPT
上半部分主要講云原生GIS技術(shù)如何助力GIS系統(tǒng)快速部署與運維。
接下來我為大家介紹Web端GIS技術(shù)。
以前大家可能認(rèn)為SuperMap的Web端就是一個SuperMap iClient JavaScript,僅僅是將Leaflet等開源技術(shù)做一些封裝集成、改進(jìn),和SuperMap服務(wù)器產(chǎn)品的REST API做了對接,其實這只是我們Web端技術(shù)棧的組成之一,也即圖上所示的基礎(chǔ)的iClient Libraries類庫(L1)。
我們在上面還提供了iClient Components,就是所謂的WebGIS組件庫(L2),適配了Vue框架和React框架。在這之上我們面向行業(yè)應(yīng)用共性,基于組件庫進(jìn)一步封裝,提供了Web模板庫iClient Templates(L3),只需將數(shù)據(jù)、LOGO和圖片等進(jìn)行簡單修改,就可以快速上線。我們還提供了可構(gòu)建、可定制、可擴展的Web Apps,如MapDashboard和WebSite UI(L4),以及更偏向使用的一些Web Apps,用做制圖、分析等(L5)。
由此可見,SuperMap GIS的Web端包括這五個層次的內(nèi)容,已經(jīng)不僅僅是SuperMap iClient JavaScript單個產(chǎn)品。
在SuperMap iClient JavaScript層面,我們也有新的增強與改進(jìn)。
SuperMap iClient JavaScript 2020模塊圖。Web Libraries和 Web Components都有一些增強,新增加了Web Templates。
在此,我重點介紹一下組件和模板的新特性和新技術(shù):組件技術(shù)就是把Libararies類庫做進(jìn)一步的封裝,更少的代碼做更快的開發(fā),比如可以一行代碼加一個Web Map組件,里面填一個服務(wù)地址和地圖資源ID,就可以出一個地圖了。歡迎大家在超圖軟件官網(wǎng)查看范例。
這是2019年我們提供的技術(shù)。今年我們新增了多款Vue組件,包括時間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等都有新的增強和改進(jìn)。
今年我們新增了多款Vue組件,包括時間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等組件都有新的增強和改進(jìn)。
這是我們做的全球新冠疫情圖范例。使用組件技術(shù)做了封裝,用戶不用一行一行寫代碼,操作更方便、開發(fā)更快捷。
新的Web模板技術(shù),可以讓應(yīng)用開發(fā)更便捷。直接提供多種行業(yè)應(yīng)用模板,用戶只需修改LOGO、配色,或刪除不用的地方即可。
再上面就是大屏,可快速開發(fā)建站。
No Code無代碼開發(fā),可以快速建站,包括SuperMap iPortal門戶首頁、地圖大屏App等,都可以進(jìn)行拖拉式操作,不需要寫代碼就可以完成可視化定制。門戶首頁可以拖出來,Web應(yīng)用可以用大屏拖出來。
地圖大屏也做了一些增強。
以前做了大屏只能看,不能互動,不能點,點了以后也不能操作。現(xiàn)在能看、能點、能互動。有了交互更好用。
包括,我們對布局也做了優(yōu)化,移動端可以自己修改布局。
包括超寬屏終端都可以適配,這是一個項目的照片。
另外一個定制就是SuperMap iPortal站點定制和擴展增強。
從首頁到登錄頁、管理頁甚至各個Web Apps都支持定制和擴展。
從而實現(xiàn)No Code的可視化定制,同時做了一些新的組件和能力增強。
可以用這個特性快速搭建一個新的首頁,從上面的菜單、左上角的LOGO,包括Banner、橫幅各種內(nèi)容都支持修改、增加和刪除。甚至用戶不懂開發(fā)都可以直接進(jìn)行操作。此外,該布局是自適應(yīng)的,在手機上同樣可以觀看。
這是2019年已有功能,今年我們做了新的增強。另外就是全代碼定制。
你可以基于自己的技術(shù)直接寫一個首頁。不管是我們提供的組件,還是你自己寫的組件,或是第三方組件都可以拿來使用。
包括我們的登錄頁和資源管理頁都可以進(jìn)行修改和定制。
此外,大屏本身也是可以擴展的。
包括數(shù)據(jù)上圖。
數(shù)據(jù)洞察,都是可以修改和定制的。
可以加自己的圖表、UI。
前面所提到的是定制開發(fā),再上層就是直接使用的WebApp。
如果大家感興趣,可以去我們官網(wǎng):,或GTC網(wǎng)站:來觀看新特性。
數(shù)據(jù)上圖,制圖能力更豐富。
可以在線打印Web地圖。
簡單回顧一下,我們講到的兩大部分技術(shù):一個是云原生GIS技術(shù),讓GIS后臺服務(wù)管理運維更高效,另一個是Web端GIS技術(shù),讓GIS前端應(yīng)用開發(fā)定制更快速。一個是高效,一個是快速。
總的報告可以用兩個圖連起來,第一就是K8s部署結(jié)構(gòu)圖,通過它可以把云原生GIS技術(shù)一覽無余,包括SuperMap iServer、SuperMap iPortal、SuperMap iManager之間的關(guān)系、用了什么技術(shù)等都可以看到。
第二張圖如上所示,我們在Web端的整體技術(shù)層次都可以看到,從SuperMap iClient Libraries類庫,到組件、模板,到大屏、Site UI定制、擴展,以及WebApps等等。
以上就是我的報告,謝謝大家。
意義:GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)是地理信息領(lǐng)域軟件技術(shù)的制高點,是整個產(chǎn)業(yè)鏈條的關(guān)鍵。發(fā)展GIS基礎(chǔ)軟件對我國地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和保證國家地理信息安全至關(guān)重要。
方法:大數(shù)據(jù)與GIS的結(jié)合正在改變傳統(tǒng)地理研究與分析方法,也在悄然改變GIS的服務(wù)形態(tài)。IT新技術(shù)的融入,不斷豐富和提升地理智慧的內(nèi)核。而爆發(fā)式增長的市場需求,又為GIS技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用發(fā)展提供了新的動力。
擴展資料
超圖集團正式對外發(fā)布了基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的GIS基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品SuperMap GIS 9D,其在大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)、新一代三維GIS技術(shù)、云端一體化GIS技術(shù)、跨平臺GIS技術(shù)四大方面取得了全新進(jìn)展和突破,
滿足大數(shù)據(jù)應(yīng)用、新型智慧城市和新型測繪等應(yīng)用需求,解決了海量時空數(shù)據(jù)分布式管理、高性能、高可信分布式計算的新難題,以及傳統(tǒng)GIS復(fù)雜圖示制圖與空間分析的老問題,開創(chuàng)了GIS與大數(shù)據(jù)等技術(shù)融合發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用的新格局。
此次會議圍繞大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的探索實踐、GIS與空間大數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)時代的地理信息應(yīng)用轉(zhuǎn)型升級、新一代三維GIS技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用、中國GIS的國際化探索等話題,測繪地信主管部門,阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),
超圖等GIS基礎(chǔ)軟件企業(yè),相關(guān)科研機構(gòu),眾多海內(nèi)外GIS用戶單位的相關(guān)專家在主題大會環(huán)節(jié)呈現(xiàn)了數(shù)十場精彩報告,共同探討大數(shù)據(jù)時代的GIS技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用落地。
參考資料來源:中國經(jīng)濟網(wǎng)——2017地理信息軟件技術(shù)大會在京舉辦
兩極衛(wèi)星22年的周期夢:
中國南極測繪科學(xué)考察22年成就與貢獻(xiàn)
二十二年來,中國極地測繪科學(xué)考察在國家測繪局領(lǐng)導(dǎo)和大力支持下,在國家海洋局極地辦公室的直接指導(dǎo)下,中國南極測繪研究中心 (2005年1月成立極地測繪科學(xué)國家測繪局重點實驗實室) 在為中國南北極科學(xué)考察提供測繪保證和利用3S技術(shù)(GPS-全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、RS-衛(wèi)星遙感技術(shù)、GIS-地理信息系統(tǒng))及其集成,開展南極球動力學(xué)研究、極地冰蓋環(huán)境變化和冰川運動監(jiān)測、海平面變化研究以及構(gòu)建我國互聯(lián)網(wǎng)極地空間信息和極地考察管理信息共享服務(wù)平臺等方面,應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新,突破極區(qū)地學(xué)研究難題,創(chuàng)造性地探索出符合中國國情、獨具特色的極地測繪技術(shù)體系和制圖途徑,為中國測繪科學(xué)開拓了南北兩極新的研究領(lǐng)域,取得的多項成果,填補了我國相關(guān)研究領(lǐng)域的空白,達(dá)到國際先進(jìn)水平。南極地圖的覆蓋和中國地名的命名,為國家維護(hù)國家南極權(quán)益有著重要意義。
一、為中國測繪科學(xué)開拓了南北兩極新的研究領(lǐng)域
從1984年參加中國首次南極考察隊開始,承擔(dān)了22年中國極地測繪科學(xué)考察重點項目研究。地球兩極自然環(huán)境極端惡劣,每次“首次”考察,危險性高,最艱苦,難度大。我國派出了22次南北極科學(xué)考察隊中,屬“首次”的只有四次,即1984年中國首南極南極考察隊創(chuàng)建長城站、1988年中國首次東南極考察隊創(chuàng)建中山站、1999年中國首次北極科學(xué)考察隊赴北冰洋考察、2004年中國首次北極黃河站建站。測繪學(xué)科為這“四個首次” 出色地完成了的測繪保證,并有三人次獲國家南極考察委員會授予極地考察建站二等功。
22年來從無到有,在中國極地測繪一片空白的情況下,建立起了中國西南極、東南極大地測量原點、高程系統(tǒng)和完整的測繪基準(zhǔn)。同時還建成了中國境外獨立自主、有利于我國空間技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的南極長城站、南極中山站和北極黃河站等三個GPS衛(wèi)星常年跟蹤站;探索出適應(yīng)地球兩極特殊自然環(huán)境地區(qū),開展南極地球動力學(xué)、極區(qū)重力場、極地冰雪環(huán)境變化和物質(zhì)平衡、南大洋海平面變化研究以及構(gòu)建極地互聯(lián)網(wǎng)GIS共享服務(wù)平臺、實施基礎(chǔ)測繪保證等一套完整的技術(shù)體系,為我國測繪與遙感信息工程科學(xué)開辟了極地新的研究領(lǐng)域,在國際上填補了相關(guān)研究領(lǐng)域的空白。
1991年經(jīng)國家南極考察委員會和國家測繪局聯(lián)合批準(zhǔn),組建了中國南極測繪研究中心(下稱“中心”),并有一人擔(dān)任了 19年國際南極研究科學(xué)委員會(SCAR)中國常設(shè)代表,開展了與加拿大、澳大利亞、新西蘭、德國等多項國際南極合作研究。
“中心”還承擔(dān)了中國第一幅南極地圖—長城站地形圖的測定,中國第一個南極地名——長城灣的命名,國測繪標(biāo)志設(shè)在北極點進(jìn)行大地測量。
22年來,“中心”承擔(dān)完成了《中國首次南極測繪科學(xué)考察研究》、《南極現(xiàn)代地殼運動和遙感成圖研究》、《南極拉斯曼丘陵小像幅航攝成圖研究》、《南極冰貌環(huán)境變遷與海平面變化和南極動力大地測量研究》、《南極地區(qū)測繪與遙感應(yīng)用研究》、《中國首次北極科學(xué)考察研究》、《南極地理信息獲取及其動態(tài)過程研究》、《我國南極考察地區(qū)基礎(chǔ)測繪》和《北極衛(wèi)星跟蹤站和動態(tài)空間信息系統(tǒng)的建立》等重點項目,其中1989年獲國家科技進(jìn)步二等獎一項、2002年獲何染何利地球科學(xué)與技木進(jìn)步獎一人,獲省部級一等獎有六項。
二、應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新,突破極區(qū)地學(xué)研究難題,取得國際先進(jìn)水平成果。
1、為解決在南極人跡難近地區(qū)我國考察急需冰貌地圖,組織“中心”科技人員技術(shù)攻關(guān),突破無地面控制點的衛(wèi)星影像數(shù)字制圖難題,并發(fā)現(xiàn)出衛(wèi)星遙感冰雪表面幅射強度信息與海拔高度的相關(guān)規(guī)律,建立高程反演模型,在室內(nèi)測繪出人工難以到達(dá)南極冰面地形,這一創(chuàng)新理論和方法為南極研究國際首創(chuàng)。
2、在南極現(xiàn)代地殼運動研究方面,早在1986年我國第一個南極科考站長城站剛建立,領(lǐng)先當(dāng)時南極考察其他國家,測繪學(xué)創(chuàng)造性地在極地自然環(huán)境中,采用地面和衛(wèi)星相結(jié)合技術(shù),在喬治王島布設(shè)了我國第一個監(jiān)測南極地殼斷層運動形變網(wǎng)。并于1996年起參與國際組織監(jiān)測南極板塊運動的大規(guī)模衛(wèi)星GPS全南極會戰(zhàn)觀測,使我國躋身于南極地球動力學(xué)研究國際先進(jìn)行列,獲得我國長城站和中山站地殼動態(tài)過程研究的國際先進(jìn)水平成果。
3、在南極GIS研究方面,于1998年領(lǐng)先建立中國南極互聯(lián)網(wǎng)共享服系統(tǒng),引起國際南極研究科學(xué)委員會(SCAR)重視,于2000年專門在武漢召開南極喬治王島國際GIS學(xué)術(shù)會議,推廣中國這一先進(jìn)成果,2004年SCAR又在武漢大學(xué)召開東南極GIS國際研討會。國際SCAR至今共召開了三次南極GIS國際研討會,其中有兩次是在武漢召開的,為我國極地測繪考察贏得了國際榮譽。
4、在中國首次北極科學(xué)考察中,史無前例地在北冰洋上利用差分GPS技術(shù)對浮冰進(jìn)行精確的動態(tài)變化過程研究,并首創(chuàng)性地在北冰洋冰上進(jìn)行絕對重力測量試驗獲得成功,填補了國際相關(guān)領(lǐng)域空白。
三. 創(chuàng)造性地探索出符合中國國情、獨具特色的極地測繪制圖途徑。
1、在我國無法花巨資利用常規(guī)方法實現(xiàn)南極地區(qū)航空攝影測量成圖時,為了保證國家多學(xué)科考察急需地圖使用,“中心”創(chuàng)造性地設(shè)計技術(shù)方案,利用直升飛機作為升空平臺,采用普通非量測型120相機航拍和地面布標(biāo)控制等措施,歷時三個南極夏季考察時間,克服南極環(huán)境中千辛萬苦,只花小量經(jīng)費,成功地測繪出符合規(guī)范要求的國際南極拉斯曼丘陵地區(qū)第一套大比例尺地形圖,探索出南極露巖區(qū)小像幅航空攝影成圖方法,解決了東南極科考所需地形圖問題。這一成果被專家評定為創(chuàng)造出了符合國情并具中國特色的南極制圖途徑,為國家節(jié)省了巨額經(jīng)費。
2、在我國為了取得有國際影響的科考成果,第一次組織多學(xué)科綜合考察隊,向被稱為生命禁區(qū)的東南極內(nèi)陸冰蓋Grove山高寒地區(qū)沖刺時,“中心”組織課題組,冒著冰裂縫縱橫危險,采用DGPS先進(jìn)技術(shù),高精度實地測定14000個GPS點,成功地繪制出南極內(nèi)陸冰蓋高原上世界上第一份1:10000人工測定的精確地形圖,被國際南極認(rèn)為極珍貴的科考成果。
3、在實現(xiàn)國際橫穿南極“ITASE”中國計劃時,“中心”承擔(dān)了國家交給的導(dǎo)航任務(wù),為了保證在南極復(fù)雜的氣象和自然環(huán)境中,內(nèi)陸冰蓋考察隊向人類未曾到達(dá)的縱深冰原區(qū)進(jìn)入時,能絕對安全進(jìn)去,能絕對安全返回,經(jīng)過反復(fù)研究,采用了衛(wèi)星定位和雷達(dá)定向相結(jié)合技術(shù),探索出一套保證考察車隊進(jìn)出安全可靠的導(dǎo)航方法,保我國多次內(nèi)陸險區(qū)考察順利進(jìn)行,并在國際上獲得了1300km由中山站至DOME-A的研究南極冰蓋物質(zhì)平衡的剖面高程數(shù)據(jù),為國際南極研究人類從未到達(dá)過的區(qū)域開了先河,填補了空白。
四、南極地圖的覆蓋和中國地名的命名,填補了中國該項歷史空白,為國家維護(hù)了權(quán)益
南極洲1400萬平方公里陸地面積,在國際上存在著領(lǐng)土要求。22年來,測繪覆蓋南極近20萬平方公里面積、具有國家版圖象征意義的各類地圖、埋設(shè)了大量的具有空間坐標(biāo)的中國永久性測繪標(biāo)志。作為國際SCAR大地測量與地理信息工作組中國代表單位,擔(dān)負(fù)著按國際SCAR準(zhǔn)則要求,負(fù)責(zé)命名中國南極地名。“中心”承擔(dān)測定的各類南極地圖上,命各并獲得了國際SCAR承認(rèn)和公布的300多條中國南極地名,不僅填補了南極自古以來無中國命名地名的歷史空白,而且維護(hù)了國家在南極的權(quán)益。
五、 培養(yǎng)極地科考青年一代,教育青少年崇尚科學(xué),貢獻(xiàn)突出
22年來,“中心”有 70余人次赴地球兩極考察,培養(yǎng)出一支善于拼搏、適合極地的具有團隊精神的科研梯隊骨干。“中心”主住和科研人員,在全國各地,包括香港、臺灣在內(nèi),作了近500場極地考察和科普報告,聽眾達(dá)30多萬,對教育青少年熱愛祖國、崇尚科學(xué),收到很好的社會效益?!爸行摹笨蒲腥藛T曾獲得湖北省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、湖北省勞動模范、湖北省科技精英、有突出貢獻(xiàn)中青年專家、“五一”勞動獎?wù)?、全國先進(jìn)工作者等榮譽稱號。
“十五”期間極地考察與科研新成果與貢獻(xiàn)
一、“3S技術(shù)集成在極地冰貌環(huán)境與地殼動態(tài)過程中的應(yīng)用研究”獲2004年湖北省科技進(jìn)步1等獎。該項成果被專家評定為具有國際領(lǐng)先水平主要體現(xiàn)在:
(1)、在國際上,率先將星載合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)應(yīng)用于南極內(nèi)陸冰蓋研究,并利用Grove山地區(qū)雷達(dá)影像和相干性的特征,成功地提取藍(lán)冰和冰裂縫的分布信息以及冰川流動走向。為我國在南極高難高危冰原區(qū)建立地面數(shù)字高程模型和監(jiān)測冰蓋運動與形變、保證考察隊員生命安全等,找到了有效途徑。
(2)、利用多種不同時期的衛(wèi)星傳感器獲取的空間信息,解決東南極人類無法到達(dá)的達(dá)爾克和極紀(jì)錄兩條冰川長達(dá)17年的變化過程,在國際上第一次公布了其入海流量,為研究南極環(huán)境物質(zhì)平衡提供了理論依據(jù)。
2、“首次中國北極科學(xué)考察”獲2004年國家海洋局海洋創(chuàng)新成果1等獎。該項目是由國家海洋局中國極地考察辦公室直接主持的全國性多學(xué)科參加的綜合性極地考察大型項目。
3、“南極洲全圖”獲2004年中國測繪學(xué)會(國家測繪局級)優(yōu)秀地圖作品2等獎。該圖(包括電子地圖)是目前國際南極考察中信息量大、可視化性強、現(xiàn)時性好的第一幅可供科學(xué)考察使用的綜合全圖。2003年春節(jié),國家極地考察辦公室將該圖作為禮物送給國務(wù)院。
二、為我國南、北極重大科學(xué)考察活動立了新功
1、為我國成功地尋找到了并測定出南極冰蓋最高點立了功
2004/2005南極夏季,引起國內(nèi)外極為關(guān)注的“中國十三名勇士挺進(jìn)南極DOME-A”的重大科學(xué)考察活動中,“中心”派出了博士生張勝凱參加承擔(dān)尋找南極冰蓋最高點任務(wù)。DOME-A是最有利于科學(xué)考察并可獲得國際影響研究成果的南極四個地理特征點之一。南極洲共有四個地理特征點:南極點、南磁極點、地球冷極點等三處,已分別被美、法、俄三國占住,但留下最后一個地理特征點--冰蓋最高點,被稱為人類不可接近的南極DOME-A,一直尚無其他國家到達(dá)。因此,我國作為南極考察大國地位考慮,中國不失代價也要占住該點,到DOME-A建立南極第三個科考站,并計劃于2006年進(jìn)行前準(zhǔn)備考察。但因得知歐洲也有國家盯住了DOME-A,所以我國決定提前行動,派出13名勇士于2005年1月要搶先占住DOME-A。于是國家將挺進(jìn)DOME-A的路線導(dǎo)航和尋找南極冰蓋最高點的艱巨任務(wù)下達(dá)給測繪。
DOME-A是個冰蓋高原區(qū),范圍很大。由于該地區(qū)人類未曾到達(dá),危險性大,而且我國自己無法救援,所以國家規(guī)定在目的地停留時間也很短。這是一項冒風(fēng)險的硬骨頭任務(wù),出不得半點差錯。找偏了方向,到不達(dá)最高區(qū)域,或者氣溫極低,根本無法測出最高點,這不僅將給國家造成巨大經(jīng)濟損失,而且關(guān)系到國家國際聲譽問題。因此,“中心”組織科研人員查閱國際大量資料,建立多種冰蓋地面高程數(shù)字模型(DEM)試驗,翻復(fù)研究分析,制定了多套預(yù)案,根據(jù)22年來探索出南極考察的技術(shù)實施體系,并利用建立在中山站常年衛(wèi)星跟蹤站等基礎(chǔ),決定在現(xiàn)場采用地面方法快速圈定區(qū)域范圍,利用DGPS技術(shù),雪地車從大本營中心輻射流動測點等技術(shù)以及儀器保溫措施等,“中心”在國內(nèi)用通信實現(xiàn)現(xiàn)場全程指揮。張勝凱博士生在考察勇士們的協(xié)助下,在生命極限挑戰(zhàn)的禁區(qū),發(fā)揚一不怕苦、二不怕死精神,克服高原嚴(yán)重缺氧和極端惡劣自然環(huán)境中難以想象的艱難困苦,在國家預(yù)定的時間內(nèi),完成了全線導(dǎo)航、南高地和北高地的判別,最后在70多平方公里范圍內(nèi),進(jìn)行上千次衛(wèi)星定位,最后,在全國人民翹首以待的情況下,成功地精確地測定出南極冰蓋最高點的地理位置和高程:南緯80 ?22′ 00〃 ,東經(jīng)77 ?21′ 11〃 , 高程4093米。中央電視臺、新華社于2005年1月18日向國內(nèi)外公布了這一成果。這是人類首次實地測得的前人未曾到達(dá)過的南極冰蓋最高點。在該點上設(shè)立了中國永久性測繪標(biāo)志,第一次飄揚著中國國旗。這一珍貴成果不僅為我國實現(xiàn)冰原建站目標(biāo)奠定了基礎(chǔ),而且為國家贏得南極權(quán)益,為國際填補了南極空白,為國家立了新功。
2、參加創(chuàng)建中國北極黃河站,開拓了北極新的研究領(lǐng)域
2004年“中心”派出鄂棟臣(65歲,全隊年令最大隊員)和艾松濤(全隊年令最小隊員)作為中國首次北極建站考察隊員中赴北極斯瓦爾巴德群島新奧爾松,參加了中國北極第一個科學(xué)考站--黃河站建站工作。同時,為了進(jìn)行南北兩極地球動力學(xué)和環(huán)境動態(tài)過程系統(tǒng)性對比研究,在北極建成了第一個常年衛(wèi)星GPS跟蹤站。2004年7月28日黃河站落成,國家主席胡錦濤專門寫賀信祝賀。
中國北極第一個GPS衛(wèi)星跟蹤站建成,為我國參與北極相關(guān)領(lǐng)域國際合作打下了基礎(chǔ)。
三、成功地舉辦了2004武漢東南極GIS 國際研討會
由于中國南極測繪研究中心在構(gòu)建我國極地web GIS處于國際先進(jìn)水手,國際南極研究科學(xué)委員會(SCAR)于2000年在武漢召開了第一次國際南極地理信息系統(tǒng)研討會,推廣中國經(jīng)驗,2004年5月,又受SCAR委托,在武漢大學(xué)成功地舉辦了有美、德、意等九個國家代表參加的“東南極地理信息系統(tǒng)研討會(04GIS”)。SCAR在世界上總共召開了三次南極國際GIS學(xué)術(shù)會議,除了德國舉辦一次外,其中有兩次是委托“中心”在武漢召開的。同一地點召開兩次國際GIS會議,提高我國在南極該領(lǐng)域研究的國際地位,擴大了國際影響。
一、背景
20世紀(jì)80年代以來,交通運輸部門采用現(xiàn)代技術(shù)改善工作效率和質(zhì)量。同時,環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等影響人類生活質(zhì)量和生存空間等重大問題日趨嚴(yán)重,而由交通所引起的環(huán)境污染、交通堵塞等問題也被人們逐漸認(rèn)識,跨學(xué)科多層次的合作研究成為解決交通運輸及其相關(guān)問題的基本途徑。
隨著社會的進(jìn)步,社會經(jīng)濟水平不斷提高,人民生活也越來越富裕,由道路、水運、鐵路、航空和管道構(gòu)成交通系統(tǒng)也越來越復(fù)雜。在交通的規(guī)劃、設(shè)計和管理中遇到許多前所未有的難題。而交通地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System for Transportation,GIS-T)的出現(xiàn)給新時期的交通提供了嶄新的技術(shù)平臺和手段。
GIS-T是以現(xiàn)代計算機科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測繪科學(xué)為基礎(chǔ),并與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合,采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù),對交通地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息,為決策者提供可視化的支持。GIS-T為新時期的交通行業(yè)發(fā)展提供了新的思維模式。
國務(wù)院頒布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006━2020年)》中指出,交通運輸業(yè)發(fā)展思路之一是“以提供順暢、便捷的人性化交通運輸服務(wù)為核心,加強統(tǒng)籌規(guī)劃,發(fā)展交通系統(tǒng)信息化和智能化技術(shù),安全高速的交通運輸技術(shù),提高運網(wǎng)能力和運輸效率,實現(xiàn)交通信息共享和各種交通方式的有效銜接,提升交通運營管理的技術(shù)水平,發(fā)展綜合交通運輸”。而智能化和信息化的基礎(chǔ)之一就是GIS-T。
交通部頒布的《公路水路交通中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中給出公路水路交通科技發(fā)展目標(biāo)之一“到2010年,數(shù)字交通技術(shù)實用化程度和行業(yè)管理信息化水平明顯提升,集裝箱多式聯(lián)運和一體化運輸技術(shù)明顯突破,交通決策技術(shù)明顯提高。到2020年,智能化數(shù)字交通管理技術(shù)、一體化運輸技術(shù)、決策支持技術(shù)整體達(dá)到國際先進(jìn)水平,交通運輸管理技術(shù)能夠適應(yīng)交通現(xiàn)代化的要求,全面實現(xiàn)決策的數(shù)字化與科學(xué)化”。
國務(wù)院頒布的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》指出,要“推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級”,并“堅持以信息化帶動工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化,提高經(jīng)濟社會信息化水平”。而GIS-T的研究、開發(fā)和應(yīng)用正是促進(jìn)交通行業(yè)信息化的必要手段和途徑,進(jìn)而改善交通行業(yè)的發(fā)展模式,保證交通行業(yè)的科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。
二、國外發(fā)展?fàn)顩r
美國是較早利用計算機技術(shù)建立交通運輸和規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的國家之一。在20世紀(jì)80年代中期,美國聯(lián)邦公路署開始公路綜合數(shù)據(jù)庫的開發(fā)研制,并在1988年建立了實用的GIS-T。該系統(tǒng)包含45,000條道路,總長595,456公里覆蓋全美國的公路網(wǎng),并且有與每條公路關(guān)聯(lián)的屬性信息,如公路等級、歸屬、編號、長度、路幅形式、中央分隔帶、交叉口類型、車道數(shù)、路面類型、橋梁、州交通量、州界等。1995年第20屆PLARC會議上,美國聯(lián)邦公路署向與會的各國代表提供了一張綜合公路數(shù)據(jù)庫V2.0光盤,該數(shù)據(jù)庫是適合于交通運輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、分析建模的綜合數(shù)據(jù)庫,是當(dāng)時世界上最大的公路數(shù)據(jù)庫之一。
在美國公路署的倡導(dǎo)下,各州運輸局相繼展開一系列的GIS-T的研究,包括適合于GIS-T的交通運輸建模問題、GIS-T的數(shù)據(jù)存儲方式、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、GIS-T應(yīng)用范圍、軟件平臺選擇、GIS-T項目可行性研究等。其中Wisconsin 運輸局是GIS-T的開發(fā)與數(shù)據(jù)集成的先驅(qū),開發(fā)的基于地理信息系統(tǒng)的路面管理系統(tǒng)已投入運營之中,同時還開發(fā)了橋梁管理和維護(hù)地理信息系統(tǒng)、交通標(biāo)志和道路設(shè)施管理系統(tǒng)、基于地理信息系統(tǒng)的交通事故分析等系統(tǒng)。為減少數(shù)據(jù)建庫費用,實現(xiàn)資源共享,各州運輸局與測繪部門緊密合作,采取分工負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集,同時將GPS技術(shù)引入數(shù)據(jù)采集中并建立了進(jìn)行空間信息采集和集成的參考框架和標(biāo)準(zhǔn)。美國運輸組織成立了GIS-T工作組,從事GIS-T與ITS的數(shù)據(jù)模型、線性參考系設(shè)計、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、線性參考系中的誤差傳播等研究。
隨著GIS-T的廣泛研究和展開,美國從1992年以來先后召開多次學(xué)術(shù)研討會并出版了相應(yīng)的論文集。美國開展GIS-T研究的特點是緊密結(jié)合交通運輸發(fā)展的實際,解決在交通運輸中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)和策略問題。
德國是較早將GIS-T用于公路選線實際工作中的國家之一。在興建勃蘭登堡的Oranienburg市的繞城公路時,通過GIS-T技術(shù)進(jìn)行了該項目的環(huán)境協(xié)調(diào)性研究及路線方案的規(guī)劃。日本東京煤氣公司研制了基于GIS-T的車載導(dǎo)航系統(tǒng),該系統(tǒng)由CD-ROM數(shù)據(jù)庫和實時通信系統(tǒng)組成,用于事故搶修、車輛調(diào)度和野外作業(yè)指揮。加拿大的艾伯塔省建立了全省的公路維護(hù)系統(tǒng),實現(xiàn)了GIS-T對道路養(yǎng)護(hù)的決策支持。美國印第安納州交通局采用GIS-T管理全州的公路、上千座橋梁以及鐵路、航道、民航機場等交通信息。
在發(fā)達(dá)國家,GIS-T幾乎已滲透于交通的各個領(lǐng)域。在交通規(guī)劃中應(yīng)用于:交通需求分析與預(yù)測、路網(wǎng)方案評估、項目選擇及優(yōu)化、交通工程設(shè)施規(guī)劃、危險品運輸路徑規(guī)劃、緊急情況下的疏散規(guī)劃、公交線路規(guī)劃、公共汽車站站址選擇等;在道路設(shè)計中應(yīng)用于:道路走廊選擇、路權(quán)取得、道路線形仿真等;在交通管理與服務(wù)中的應(yīng)用有:日程養(yǎng)護(hù)管理、路面管理系統(tǒng)、橋梁管理系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、交通控制、交通事故分析、交通動態(tài)模擬、汽車運輸調(diào)度、交通災(zāi)害防治、超限卡車路徑選擇、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等;在港口應(yīng)用于:港口基礎(chǔ)設(shè)施管理、船舶自動識別技術(shù)、裝卸管理等;在航道中應(yīng)用于:航道疏浚、航標(biāo)管理等。這些應(yīng)用的技術(shù)手段是以GIS-T為中心,集成全球定位系統(tǒng)、遙感、網(wǎng)絡(luò)和多媒體等技術(shù)。
三、國內(nèi)發(fā)展與現(xiàn)狀分析
我國是一個發(fā)展中國家,經(jīng)濟上還處于發(fā)展階段。我國的現(xiàn)狀使交通規(guī)劃與管理就顯得十分重要。為從根本上解決交通問題,吸取西方發(fā)達(dá)國家在交通管理規(guī)劃方面的經(jīng)驗教訓(xùn),增強規(guī)劃決策和管理的科學(xué)性、合理性,逐步展開GIS-T技術(shù)在交通規(guī)劃與管理中的推廣和應(yīng)用,進(jìn)行GIS-T的理論和應(yīng)用研究,具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。
從20世紀(jì)80年代起,我國公路管理部門采用各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立了一些公路路況數(shù)據(jù)庫,交通部組織組織了一系列旨在提高公路規(guī)劃和管理水平的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)研制,包括路面管理系統(tǒng)CPMS、橋梁管理系統(tǒng)CBMS,這些系統(tǒng)具有查詢簡單快速的特點,但只有公路屬性數(shù)據(jù),并未建立各級道路的空間數(shù)據(jù)庫,無法滿足空間分析的需要,難以勝任對公路信息的全方位動態(tài)管理和進(jìn)行公路規(guī)劃、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的分析和決策支持。為從總體上改善我國公路信息的管理水平,縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距,交通部決定建立我國自己的公路數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),并于1991年將省市兩級的公路數(shù)據(jù)庫建設(shè)任務(wù)下達(dá),開發(fā)完成了地市級公路數(shù)據(jù)庫Trans-GIS的研制開發(fā)。1995年交通部科技司申報國家重點科技項目“GIS在公路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與開發(fā)”中,著手研究將GIS-T技術(shù)用于公路建設(shè)和管理,建成基于公路交通地理信息系統(tǒng)。1998年中國城市規(guī)劃研究院承擔(dān)的863項目“GIS支持下的城市交通需求分析系統(tǒng)軟件開發(fā)”,將城市地理信息系統(tǒng)和交通需求模型結(jié)合為一體進(jìn)行研究開發(fā),在交通需求分析中引入地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)分析模型和空間技術(shù)分析,從交通數(shù)據(jù)采集、管理、交通分析過程以及結(jié)果的表現(xiàn)等方面對交通需求分析進(jìn)行支持。GIS-T的研究在中國蓬勃發(fā)展起來。
GIS-T蓬勃發(fā)展的主要原因分析如下:一是信息技術(shù)的發(fā)展,使得相關(guān)信息技術(shù)的性能價格比急劇提高,開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)的經(jīng)費門檻大幅度降低,系統(tǒng)開發(fā)費用從幾百萬降低到幾十萬人民幣。二是目前在軟件開發(fā)領(lǐng)域,組件技術(shù)以前所未有的方式提高了軟件的生產(chǎn)效率,近二十年來興起的面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)入到成熟的實用化階段。為了適應(yīng)組件式軟件技術(shù)潮流,地理信息系統(tǒng)軟件像其他軟件一樣,由過去廠家提供全部系統(tǒng)或者具有二次開發(fā)功能的軟件,過渡到提供組件由用戶自己再開發(fā)的方向上來,從而使開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)的技術(shù)門檻大幅度降低。三是我國公路大建設(shè),以及因特網(wǎng)和電子商務(wù)引發(fā)的對物流的關(guān)注,形成了對以GIS-T為核心的3S(衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS和遙感系統(tǒng)RS)技術(shù)研究和應(yīng)用的強大的需求。
在此條件下,GIS-T呈現(xiàn)如下特點:
(1)交通系統(tǒng)應(yīng)用3S技術(shù),體現(xiàn)出集成和綜合的特點,交通部提出了“數(shù)字交通”的概念,加強以GIS-T為核心的信息技術(shù)在交通領(lǐng)域的綜合研發(fā)和應(yīng)用。
(2)以省、部級有關(guān)單位為示范,以地市級單位為推廣,以大型的運輸企業(yè)為綜合應(yīng)用,廣泛推廣實施GIS-T技術(shù)的應(yīng)用,提高了交通行業(yè)發(fā)展的技術(shù)含量。
(3)不僅在基礎(chǔ)設(shè)施管理單位開發(fā)相關(guān)系統(tǒng),而且逐漸向物流和電子商務(wù)等交通服務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移,建立以GIS-T為平臺的物流核心關(guān)鍵技術(shù)。
(4)隨著我國智能運輸系統(tǒng)應(yīng)用逐步開展,一些成功的智能運輸系統(tǒng)把GIS-T作為系統(tǒng)的信息平臺,通過地理信息系統(tǒng)整合各種其他交通信息。
根據(jù)目前GIS-T在交通行業(yè)的很多領(lǐng)域都有比較好的應(yīng)用和發(fā)展前景。
在宏觀決策和規(guī)劃中的應(yīng)用。我國交通在今后相當(dāng)長時期內(nèi)將處于快速發(fā)展時期,交通管理和建設(shè)的投資規(guī)模大、項目多、戰(zhàn)線長,是一個規(guī)模巨大、耦合度高、透明度低、動態(tài)而且開放的系統(tǒng),需求預(yù)測、發(fā)展戰(zhàn)略、政策策略、資金投入等方面將面臨著大量的復(fù)雜決策問題,如建設(shè)項目的宏觀決策、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)項目的選擇與優(yōu)化排序、建設(shè)管理與工程的控制等。而目前這些決策,如規(guī)劃(計劃)、投資項目優(yōu)化、公路建設(shè)和管理的宏觀決策和管理工作仍多處于手工操作階段,計算機僅僅用作文字和表格處理的工具。大量建設(shè)信息仍以紙張為存放介質(zhì)且較為零散,查詢效率低,信息處理重復(fù)工作量大、耗時多,更無法實時、全面地為領(lǐng)導(dǎo)或上級部門提供綜合信息報告。利用地理信息系統(tǒng)等信息技術(shù),可以提供直觀、明了的集點、線、面信息為一體的多媒體方式的各種公路專題圖,實現(xiàn)交通決策和管理的科學(xué)化,提高決策的效率和質(zhì)量。
在公路建設(shè)中的應(yīng)用。在公路建設(shè)中,可以充分利用交通地理信息技術(shù)為公路勘測和設(shè)計服務(wù)。在道路選線過程中,利用GPS和RS和其他測量手段,獲得外業(yè)的勘測數(shù)據(jù),然后通過測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)字地面模型,作為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ),以選擇公路走向。在構(gòu)建數(shù)字地面模型中,一般采用地形圖數(shù)字化或掃描矢量化,隨著數(shù)字地球概念和技術(shù)的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)在則以衛(wèi)星圖像和航空照片為基礎(chǔ),通過地理信息系統(tǒng)軟件可以快速精確地生成數(shù)字地面模型。在此基礎(chǔ)上,輸入有關(guān)的技術(shù),環(huán)境及社會等數(shù)據(jù),并且考慮各種限制條件,如曲率半徑、最大縱坡、多層地質(zhì)構(gòu)造及邊坡、已有線形物(公路,河流,鐵路等)、特別區(qū)域(沼澤地,城鎮(zhèn),環(huán)境保護(hù)區(qū)等)等,優(yōu)化道路的選擇。利用衛(wèi)星圖像技術(shù)或航空攝影測量技術(shù),可以準(zhǔn)確獲得地形高程及圖像,大大減少繁瑣、艱巨的實地測量等前期工作。地理信息系統(tǒng)軟件等技術(shù)在計算機上的運算和虛擬,可以節(jié)省期資金及設(shè)計時間。通過確定路線最佳方案,可以大幅度減少并平衡工程的土石方量。通過在路線優(yōu)化過程中處理、保存大量的數(shù)據(jù),并計算各條優(yōu)化路線的分項建設(shè)費用,為項目提供財務(wù)分析及運營費用控制。
在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)和建設(shè)業(yè)務(wù)范圍比較大,養(yǎng)護(hù)管理業(yè)務(wù)非常復(fù)雜和繁多,但從業(yè)務(wù)流程上講,有養(yǎng)護(hù)決策所需要信息的采集、養(yǎng)護(hù)方案決策、養(yǎng)護(hù)項目進(jìn)度管理、竣工管理等環(huán)節(jié)。養(yǎng)護(hù)的不同職責(zé)也分散在不同的業(yè)務(wù)部門。我們可以通過GIS-T技術(shù),進(jìn)行整體的決策和調(diào)度,在路網(wǎng)級根據(jù)交通量、交通類型、路面狀態(tài)等決定養(yǎng)護(hù)的規(guī)模和次序,根據(jù)交通分配決定養(yǎng)護(hù)的時間以避免交通堵塞等,并且直接進(jìn)行養(yǎng)護(hù)項目的管理,合理配備養(yǎng)護(hù)的人力和物力,有效安排養(yǎng)護(hù)資金,跟蹤、評價養(yǎng)護(hù)項目的完成情況,實現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)項目計劃管理、進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量管理的計算機化。