目睹GIS二十年兴与“亡”:已彻底融入IT

引言:自我革新与升级,向互联网和IT产业学习大数据思维和服务思维,携带空间思维和地理学方法彻底融入IT,既是传统GIS的唯一出路,也将为IT带来新的生机;必须放弃对地图和测绘思维的执著与固守,才能在新的时代破茧成蝶,重拾“为世界建模”的理想。 2018年,是我投身GIS领域的第20个年头,当年略显前沿,如今日趋边缘,甚至“消亡论”屡被提及。回顾这20年的历程,GIS的发展也是其“消亡”的过程,当初畅想的“大众GIS”如期而至,用了当年意想不到的姿势,“彻底融入IT”也将是GIS最终的归宿。

1对垒MIS,GIS曾经辉煌

1998年,我在燃气公司担任“燃气管网地理信息系统”技术负责人,与中地MAPGIS合作,共同设计了很多沿用至今的管网系统功能,我也在项目结束后,转身进入了中地工作。

1999年美国副总统戈尔提出“数字地球”的构想,国内的数字xx开始成为热潮。作为核心技术的GIS野蛮生长,每年都有几十个软件参加科技部的国产GIS测评,热闹程度堪比今天的人工智能。

当时常被拿来与GIS对比的,是被称为管理信息系统的MIS,以数据库技术为核心,建设设施管理、档案管理等业务系统。在GIS人眼中,MIS是被鄙视的,因为其太“简单”,仅是“各种表格查来查去”,而GIS才是前沿,不仅囊括了数据库技术,更有地理学和各种复杂的术语被拉来撑腰。时常有人讨论:GIS是技术还是科学?

MIS这个名词很快就“消亡”了,“各种表格”成为信息化的基本方法,以“无处不在”的方式“消亡”,正是其强大生命力所在。GIS实现“无所不在”的理想之日,也是其“消亡”之时。

2传统与新兴的分界线

我们现在所称的传统GIS及其连接的产业链,是指——以“外业测绘+内业加工”为数据收集手段,以电子地图为信息载体,以“GIS平台+应用开发”为交付形式的产业模式。“地图+数据库”的技术路线于上世纪60年代提出,以Esri公司为代表的GIS软件公司,推动其产业化发展到今天。

2002年,ArcGIS 8推出Geodatabase,可视为传统GIS的巅峰之作,《Modeling Our World》既是论述Geodatabase的书籍,也是GIS界雄心壮志的一份宣言。

2005年Google Earth/Map的推出,可视为新时代的开端。

那一年,我刚加入Esri中国工作,被称为WebGIS的ArcIMS推出不久。对比瓦片地图的顺畅体验,用户对ArcIMS颇有微词,我们回答“那不是GIS”。

瓦片路线的确不是GIS,而是图片传输与空间网格的结合,后来GIS普遍采用了瓦片技术。不仅是瓦片技术,互联网地图的空间搜索、路径搜索也采用与传统GIS完全不同的技术路线,那是GIS被IT化的开始。

据传言,Google Earth/Map让Esri总裁Jack略显焦虑,遂把ArcGIS Online作为战略产品着力打造,但其仍以“地图”为核心,而Google的核心是“位置”。

2010年,高德在纳斯达克上市,怀着对“国产Google Earth”的憧憬,我加入了高德。近距离观察互联网地图产业模式,发现其与传统GIS的最大区别:在技术路线上,传统GIS把空间问题转化为地图问题,而互联网将其转化为IT问题,大幅提升了运行效率和开放性;在数据采集上,互联网强调效率和面向应用,而传统GIS过于强调精度和遵循规范。

表面上,互联网地图仍是地图,而实际上空间搜索、实时交通和导航才是真正的核心,而这三件事情与传统意义上的地图数据无关,地图只是充当背景而已。曾有人试图将导航数据导入到ArcGIS中实现路径计算功能,结果直接死机。

从Google Earth开始,空间信息应用就分化为两条道路:互联网公司的IT路线和传统GIS的地图路线。IT之路借助互联网突飞猛进,阵营不断壮大;地图之路仍在原地踏步。

尤其在我国,GIS应用带着较深的测绘烙印,“空间化=地图化=测绘化”的传统思维将GIS应用的天花板拉低。在数字化时代,GIS混的风生水起;互联网时代,GIS基本缺席;而大数据时代的到来,让GIS陷入困境。

3传统GIS的困境

首先,数据源发生了根本的变化,包括遥感在内的传感器成为主要的数据来源。沿袭“先成图,再应用”固有习惯,不仅实时性无法保障,也会造成大量的信息损失,必须直接认知传感器数据完成应用,而传统GIS并非为此应用场景而设计。

其次,应用需求从“信息记录和表达”上升到“空间辅助决策”。

过去20年,GIS的重点是数据采集和建库,而在大数据时代,利用数据支撑决策才是价值所在。空间辅助决策的核心是综合与高效,而地图数据综合有先天缺陷成为无解难题。

最后,难以适应IT基础设施的云化。

传统GIS无论是系统架构还是数据结构,根本上是不适合云架构的,在面对大数据IT基础设施时显得无所适从。云存储普遍采用对象存储,连文件概念都没有,点线面文件结构无处安放;云计算是分布式的,而GIS数据本身无法离散和分布。

半个多世纪前的GIS基础理论,至今没有根本进步。由点线面和拓扑构成的世界,让GIS与众不同,同时又与世隔绝。“为世界建模”的理想固然美好,但世界变了,GIS却仍在固守。

4放弃对地图的执著,方能彻底融入IT

大数据思想给各行各业带来了全新的方法论,但对GIS界来说,大数据噱头却是“装旧酒的新瓶”,沿袭旧有的思维模式和技术路线实施大数据,根本上就是南辕北辙。

空间大数据方法,首先需要颠覆面向地图的数据组织模型。电子地图是手绘地图的电子化,是面向人类视觉而非计算机的信息表达形式,传统GIS将数据承载、空间计算和数据表达全部依附在地图之上,是造成自我封闭的根本原因之一。

反观互联网空间服务的技术路线,网格是空间定义、信息承载和空间计算的基本单元,瓦片地图、空间搜索、实时交通、叫车匹配无一例外全是网格……为什么用网格?因为网格在计算机中记录为统一规则的编码,调用编码进行各种运算,是通用的IT方法,可借由各种IT优化手段应对海量数据和海量访问。地图表达,只是一种可视化手段,与空间计算无关。

2015年,阿里巴巴全资收购高德后,整体解散了面向政企的业务群,我便与几个小伙伴离职创业。偶然机会,接触到北京大学程承旗教授研究的GeoSOT网格及其网格思想,惊为天作,不由脑洞大开。在交流的当天,我们便决定抛弃一切原有积累,聚焦在网格体系的基础研发中,并将遥感数据应用作为第一个落地场景。

几年来,随着对理论和技术探索的不断深入,产品研发的初步成功,对比互联网和传统GIS应用场景的异同,我们坚定认为:利用网格体系,可将互联网地图服务与传统GIS方法和数据统一起来,实现了坐标体系、地图体系与网格体系的无缝对接,其可能应用范围将远超当前的互联网地图服务,传统GIS也必将由此路径实现整体升级,彻底融入IT,让“基于地理,融合数据”切实落地。

5自我革新,方能破茧成蝶

相对于互联网的一日千里,GIS的发展显得缓慢而保守,但多年构建的应用场景与生态并非短期内可被替代,其积累的大量数据也是未被发掘的宝藏。

现有互联网服务提供的空间能力并非包罗万象,留给传统GIS业界的空间仍然巨大,但如果在思想和技术上继续因循守旧,可能会再次错过。国家测绘地理信息局已经撤销,曾经给予GIS的扶持、保护与束缚也同时会消失,但“去山中贼易,去心中贼难”,传统思维的惯性如不改变,让大量的数据“睡”在档案馆, “捧着金饭碗要饭”也无法改观。

Google Earth上有一周前的高分辨率影像,所有历史影像都能实时查询;而我们的专业部门,从数据获取到业务应用,少则两月,多则两年,准确家底无人知晓,数据搜索更无从谈起。“说的时候什么都有,用的时候什么都没有”是新任自然资源部长陆昊在某一场合发出的质疑之声。相对互联网地图服务,测绘地信界的基础服务能力和意识着实让人汗颜。GIS是赋能他人的行当,不能提供实时有效的服务,纵有巨量数据也全等于无。

自我革新与升级,向互联网和IT产业学习大数据思维和服务思维,携带空间思维和地理学方法彻底融入IT,既是传统GIS的唯一出路,也将为IT带来新的生机;必须放弃对地图和测绘思维的执著与固守,才能在新的时代破茧成蝶,重拾“为世界建模”的理想。

“佛系GIS”的消亡,也必将迎来新生!