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GIS最新热点以及未来发展热门
作者:   来源:测绘地信    时间:2018-04-02   浏览: 人次

GIS是空间技术和信息技术的交叉学科,相关领域的研究热点都有可能成为GIS的发展趋势。GIS的技术环节无外乎数据获取、数据分析、数据呈现三个方面,从近年的发展情况看,GIS可能在这三个方面都有着激动人心的前景。


一、数据获取

数据是GIS的基础,数据获取技术是GIS的技术之源。在已有存量数据的基础上,GIS的增量数据源大体有卫星遥感、定位信息、摄影测量等,数据获取的发展关键在于增量数据源的发展。

1.1倾斜摄影测量

倾斜摄影测量是这两年蓬勃发展的一项技术,相对于竖直航空摄影在地物立面信息获取方面的缺陷,倾斜航空摄影可以快速获取大范围区域地表物体三维立面信息,可以支持对摄影区域的三维测量。倾斜摄影测量有着非常高的高程测量精度,可以实现快速的大场景建模与地物测量,能够生成接近真实的地表三维场景。

 

倾斜摄影测量示意图

1.2近景摄影测量

近景摄影测量与倾斜摄影测量有着相似的技术背景,区别在于倾斜摄影测量一般利用空基航摄仪进行,近景摄影测量则是采用地面或近地面短距摄影测量设备进行。相对于倾斜摄影的大范围和较高精度,近景摄影测量更注重于对单个地物的超高精度测量,可以获得具有极高精度和分辨率的精细地物模型,可以完美还原如雕塑、文物、景观等复杂地物。

 

对石窟内佛像的三维精细扫描测量

1.3影像智能识别

随着遥感手段的发展,获取的遥感影像分辨率越来越高,数据量越来越大,基于影像采集的矢量要素也越来越多,累积了大量的采集经验和解译样本。在人工智能技术的加持下,对这些影像解译样本开展深度学习,计算机自动从影像提取要素的能力会越来越强,精度也越来越高,未来有望实现自动利用卫星影像生产矢量地图。

 

卫星照片中美军基地战机清晰可见

1.4智能数据匹配

近年来以谷歌地图、百度地图等为代表的基于位置服务(Location Basde Service,LBS)应用已经走入每个用户的手机中,深刻得影响着互联生活。LBS应用的对数据的鲜活性要求极高,尤其是对道路、地名变化的响应能力对用户体验影响很大。智能数据匹配是利用搜索引擎获取的海量网络信息进行筛选,获得与地理位置相关联的信息,并与地图数据进行匹配,达到快速发现变化,自动进行更新的目的。随着AI的不断发展,对海量信息的分析匹配能力不断增强,数据匹配的准确性和自动化程度也会越来越高。

 

亚米级高精度位置服务

1.5定位技术发展(室内、高精度、小型化)

智能手机让每个人都有了感知地理位置的能力,然而,目前的定位还存在很多局限。例如,室内、野外还有很多卫星定位盲区,定位精度还不够高,高精度定位设备不够便携等。现在,室内定位、差分定位、网络定位等技术发展很快。不远的将来,仅用一部手机甚至手表,就可以实现随时随地精准定位至厘米水平。定位信息的迅速发展,会对位置服务的应用带来深远的影响。

 

精准的室内定位技术

1.6空间信息扩展(地下、深海、深空)

目前空间信息在很多人的概念中依然是地面或者近地面的信息,随着探索和测量手段的不断发展,人类活动的范围已经扩大到了地下空间、深海、外太空甚至地外行星,观测尺度从空间更是扩展到了时空。更广袤的时空信息不断涌现,催生着GIS上天入地,谈古论今,这样未来只能说眼界限制了我们的想象。

 

BAE公司将为美国研发深海定位导航系统

1.7为我们的世界建模

十多年前曾经有本GIS的书叫《Modeling Our World》,在当时,还显得有些诗意和概念化。而如今,这样的前景已经非常清晰。未来,在各种探索和测量手段的支持下,整个世界甚至是外太空都可以被装进虚拟的世界,每个人都可以自由出入于虚拟与现实之间。进可纵观天下,退可田园诗意,一起为我们的世界建模。

 

二、数据分析

GIS之所以是一门学科而不仅是技术,在于其智慧的一面。如果说数据是其生命力,那么智慧就是空间数据的分析能力。数据分析的发展与大数据、人工智能、云计算等信息技术有着密切的联系。


2.1高效的数据管理

空间数据库一直是GIS的一个基础理论,却也是一直发展不够成熟的一个领域。因为GIS的数据确实太多太复杂了,这些数据有不同的形状(如湖泊、道路、房屋、河流),不同的性质(如线划地图、卫星地图、街景地图),不同的轨迹(如行驶的汽车、空中的飞机、奔流的洪水、隐蔽的洋流),它们很难用一个统一的模型来描述,进而对数据分析时的数据使用效率带来很大局限。现在,数据管理技术由于NoSQL、分布式存储、空间数据模型等的发展,GIS数据的管理模型有望获得统一,为更好的应用数据打下坚实的基础。

 

数据库运维服务

2.2跨行业数据透视

空间数据分析和挖掘一直是GIS最强大的武器,但它却没有得到充分利用。随着大数据、云计算的发展,数据进入了一个爆炸的时代,GIS数据能够与很多行业数据进行交叉,产生奇妙的化学反应。随着研究人员的不断努力,现在很多行业的评价、统计、分析指标都加入了位置参数,GIS开始走出家门,说百家话,穿万家衣。

 

2.3空间尺度衍伸(宏观、微观)

GIS一直以来在做分析时都离不开一张内容复杂的地图,地图的边界就成为了GIS想象力的局限。在数据大爆炸的时代,数据挖掘后形成的多层次指标,让GIS信息冲破了这一边界。向上,伴随指标不断的概括与综合,GIS可以参与到各类宏观决策当中,突破区域、时间的限制;向下,GIS可以具象每一个细小的抽象空间,进入物质内部,描述每一个微小的位置变化。

 

宏观和个体结合GIS分析自行车系统

2.4迅捷的处理速度

毫无疑问,计算技术的发展一定会让GIS的分析速度更快。这种变快是量变到质变的过程,随着单位时间能处理的数据量的极速增长,我们获得有效信息的时间被大大缩短,进行更复杂计算的可能性也在大大增加。这让数据分析出现两个趋势,一是实时化,结合全世界建模的概念,可以让一个人随着运行轨迹实时的计算出场景变化(例如自动驾驶);二是深度化,计算可以覆盖的面越来越广,涵盖的信息越来越多,可能会获得更多抽象的、内涵丰富的数据加工产品(例如基于真实场景的游戏)。

 

无人驾驶正向我们驶来

2.5从计算到决策

不得不再次请出人工智能。现在的GIS依然还停留在你想要什么我给你分析什么的阶段,人工智能在GIS领域的不断学习真逐渐的揭示出一种新前景,我给你什么你才想到什么。这样的前景是不是很令人激动,GIS真正从一个工具成为了助手,一个聪明的、懂你心意的、精确无比的助手。

 

人工智能与智慧城市


三、数据呈现

GIS的精彩与其数据呈现能力密不可分。可以说,一般公众对于GIS的理解大多停留在数据呈现环节,广义的数据呈现包括但不限于地图、图表、手机APP、Web应用程序等,它不仅仅是指可视化效果,而更应视为触及最终用户的各种功能。数据呈现与互联网、计算机视觉等领域息息相关。


3.1无限扩张的三维空间

依然回到为我们的世界建模这个话题,既然建模了就要展现出来,一个真实的、无延迟的三维空间才是最酷的。现在的三维受限于硬件机能、建模技术等因素,大多将场景限制在一个不大的范围内。未来,建模范围都那么大了,展示能力也会提高。场景一天天的变大,模型越来越接近真实,直到有一天,边界会消失,模型会如实景一模一样。

 

福鼎市三维数字城市

3.2VR和AR

在三维技术的加持下,VR和AR如两个兄弟并肩发展。VR是将真实的人放进虚拟的场景里,终极目标是人忘记了自己在一个虚拟的世界里;AR是将虚拟的场景放进真实的世界中,终极目标是人无法分辨什么是真实,什么是虚拟。VR和AR注定是阶段性的技术,未来会走向同一个终点。



3.3精彩纷呈的Web地图

也许,我用Web来形容地图已经受到了我想象力的限制。但我想表达的是,未来的电子地图会内容更丰富、更好看、更艺术,同时我们不再会受到硬件机能和网速的困扰,想看什么就看什么,想查什么就查什么,喜欢什么风格的地图就能让地图变得那么漂亮。


 

HT for Web整合OpenLayers实现GIS地图应用

3.4潜力无限的手机APP

坚持要把电子地图分为Web地图和手机APP两种,是因为APP代表了另一个方向,那就是随时随地。也许未来智能手机都成为了古董,可能是头盔?眼镜?眼前的一团空气?总之,把世界随身携带,让人无限期待。

 

3.5叹为观止的专业化应用

在专业领域面前,大众消费品有时会显得非常普通。既然世界都已在掌握,那么各个行业肯定也会充分应用。未来的工厂里、机床上、飞机中,有可能随时都会呈现出所需的空间信息,让专业人员随时掌握对象的空间要素,不会遗漏每一个细节。行业实在是太多了,这里只能留给各领域的大神自己发挥想象啦。

 

路由分析


四、结尾

首先,我更关注gis技术而非行业,我看好的很多技术前景未必会由gis行业来实现,事实上,谷歌地球和地图就曾深刻地影响了我们这个行业。眼下,站在变革的十字路口,行业未来如何很难预料。但是gis技术会一直发展下去,会与更多的领域交叉融合,这是一定的。

        再者文中提及的大多数技术热点并不是空中楼阁,有的已经广泛应用,有些已有了明晰的技术前景,个别内容略有想象但仍有现实基础。例如倾斜,近景,高分遥感,室内定位,便携式差分定位等等应用都非常广泛了,市场也逐渐培育了出来;空间分析方面随着地理国情监测这两年的发展,已在很多行业发展出了特有的指标体系,上升到宏观层面是自然而然的趋势;终端应用方面,互联网公司应用gis的规模很大,当然他们更愿意称之为位置服务。

 

来源:测绘地信、知乎用户测绘小河马(本文仅代表作者个人观点,供大家互相交流学习之用,版权归原作者及刊载媒体所有)



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