说到地图,我们通常想到的是传统的纸质地图或地球仪。不过自疫情以来,各类“疫情地图”在网络上相继走红,让人们凭借一部智能手机,就能很方便地获取疫情数据、了解疫情发展。这些“疫情地图”走红的背后藏着一项黑科技——GIS。
20世纪最伟大的发明之一
GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,是以数据库为基础,在计算机硬件和软件的支撑下,对地球上的地理数据进行收集、输入、存储、处理、分析和输出的计算机系统,它可以对地球上的事物和事件进行成图和分析。
GIS被认为是人类在20世纪最伟大的发明之一,诞生于1963年。这年,加拿大测量学家罗杰·汤姆林森主持开发了世界上第一个GIS,随后在20世纪70年代初,成功研究出第一个实用意义上的GIS,将传统的地图变成数字形式的地图。
传统的地图是静态的、平面的,多绘制在纸张、布片等载体上。如世界上现存最老的地图古巴比伦地图,刻在泥巴上;我国现存最老的地图则是绘制在木板上。而与传统地图不同,GIS把地图的视觉化效果、地理分析功能与一般的数据库集成在一起,形成了动态的、立体的地图。
2005年,谷歌推出了一款虚拟地球软件——Google Earth。这款软件把卫星图片、航拍图片和GIS整合在一个地球的三维模型上,可以让人们直接在互联网上纵览全球。这个划时代产品的诞生,让人们关注到了GIS。此前,作为一种专业学科软件,GIS被局限在狭窄的专业领域里默默发展,直到此刻才走进了公众的视野。
认识世界的全新工具
曾经,有人幻想过如下场景:坐在电脑前,借助事先输入的数据,就能预测出某个城市未来某个时间点上流感的患病概率,甚至还能根据人们的年龄和常去的地点给出风险提示;足不出户,根据案发地点基站的数据信息,按照线索进行一定的筛选,就能锁定嫌犯的地址……现如今,在GIS的帮助下,这些幻想都已经成为现实。
如今GIS被广泛应用在气象、城市规划、卫生甚至军事等各个领域。
在气象领域,可以制作数字化的天气预报图、建立气候的地理模型、生成地质灾害易发程度区划图等。
在城市规划领域,可以利用空间分析模块进行城市公共设施选址研究、城镇土地分等定级等。
在公共卫生领域,可以建立数学模型,模拟疾病扩散情况,例如疫情期间走红的各类“疫情地图”,可以帮助人们了解疫情传播情况和防疫措施。
在军事领域,则被视为整个信息化战场的“神经枢纽”,例如在最近的俄乌冲突中,得益于GIS的各类功能,乌军不仅可以进行反炮兵、反空袭作战,还全面提高了战场生存能力。
有人说,了解了GIS,就获得了一种认识世界的全新工具,它能帮助人们发现更为广阔的世界。
机遇与挑战共存
Esri公司是GIS技术的全球最大提供商。对GIS的未来发展,其全球解决方案总监斯潘格拉德认为,无论是现有的技术还是未来可能出现的技术,无论是互联网、云计算、大数据还是物联网、分布式计算和传感器网络,都能在GIS所搭建的平台上相通、相连。越来越丰富和及时的数据,不但能帮助我们管理和安排好现有的工作,还能预测出未来可能发生的事情,让我们防患于未然。GIS与我们生活的联系将更为紧密。
在大数据时代,随着新一代信息技术的兴起与发展,GIS的发展拥有前所未有的机遇,例如与物联网结合、与云计算结合等。但同时,GIS领域中对海量数据的存储、处理等问题也日渐凸显。如何将GIS中的大量数据进行共享?如何对大数据文件进行管理与保护?如何解决大量的重复数据?如何提高数据的实时更新率?如何提高海量计算的能力?……GIS面临着诸多挑战。
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