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王家耀:信息高速公路上,“汽车”性能决定速度

发布日期:2016-08-17 发表者:gly 浏览次数:832次
       2015年3月5日,李克强总理在政府工作报告中指出:要制定“互联网+”行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。
        什么是“互联网+”?马化腾解释说:“简单地说,就是以互联网平台为基础,利用信息通信技术与各行业进行跨界融合。
        而在5月8日国家测绘地理信息局召开的相关会议上,局长库热西也提到,推动跨界融合发展,创新地理信息服务。积极推进“地理信息+”行动战略,加强与发展改革、国土资源部门合作,推进地理信息与区域规划、生态保护、水利、境界、土地等信息的深度融合。

        无论是“互联网+”,还是“地理信息+”,具体理解开来,如今的中国,“信息高速公路”已经四通八达,密如蛛网,地理信息产业发展也在这座高速公路上,如何发展的好?只有将自身产业特点与互联网、云计算等高速快捷,极大程度降低中间流通成本的特点结合起来,才能实现促进自身发展的作用。“当高速公路已经普遍的时候,决定速度快慢的事实上是汽车本身的性能”。为此,本刊特别采访了地理信息领域专家王家耀院士,听他畅谈云GIS发展与应用,智慧城市建设及地理信息安全方面的重要观点。


        记者:任何行业发展都需要有不断的新的生长点,您认为云计算会给地理信息行业带来怎样的新生?是服务模式的创新,还是其他方面?
        王院士:正如你所说的,任何一种产业的发展都要有新的生长点,要想使产业持续的发展,就必须有持续的新的技术生长点做支撑。随着电子计算机和网络通信技术的不断发展,地理信息系统的体系结构经历了“主机GIS→桌面GIS→网络GIS(C/S、B/S)→网络服务(Web Service)/网格服务(Grid Service)”的发展进程,目前Web Service/Grid Service和云GIS服务(云GIS服务可视为网格GIS服务的简化版);地理信息系统的开发模式也经历了“GIS功能包(GIS Package)→集成式GIS(Integrated GIS)→模块式GIS(Module GIS)→组件式GIS(COM GIS)→Web Service/Grid Service(封装组件)”的发展与演进,目前Web Service/Grid Service(封装组件)已成为主流。
        同网格计算相比较,云计算对运行环境的要求相对较低,非常适合商业化运营,因此云计算肯定能给地理信息产业带来新的机遇,目前许多城市都在启动云计算中心建设,特别是基于云计算的智慧城市时空信息共享平台就是云计算带来的商机。

        云计算给地理信息产业带来的是地理信息服务模式的创新。这要从“云”和“计算”说起。说白了,“云”是指把基础设施作为服务,即“IaaS”。这是云模式的基础,没有这个环境,架构在其上的平台、软件和内容的服务(如PaaS、SaaS、CaaS等)就无法生存;而“计算”是任何信息技术的核心和实质,没有“计算”,什么模式都是空壳。所谓云GIS,实际上是将GIS的平台、软件和地理空间数据都部署到“云”基础设施上,能以弹性的、按需所获的方式提供最广泛的基于Web的服务。


        记者:这几年,国内外GIS平台厂商相继推出了自己的云GIS平台,您是如何看待这些平台的云特性的?您觉得国内的云GIS平台在未来如何实现云应用?
        王院士:目前,从事云GIS研究的较多,但真正形成商品化软件的不多,其中最具代表性的是国外ESRI公司推出的该领域第一个云GIS即ArcGIS for Server 10.1和国内中地数码推出的MapGIS 10云平台及超图公司推出的SuperMap iServer。这三款云GIS平台都不同程度地体现了超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务和廉价性等云特性。
        总体来说,这些云GIS已经在构建数字城市地理空间信息平台方面得到应用,其发展前景是广阔的。应大力支持国产自主云GIS平台的研发和应用。
        就目前的发展与应用而言,云GIS中的“云”无非是“公有云”、“私有云”和“混合云”三个方向。从我国的GIS市场来看,基于“公有云”的GIS商业模式可能由于基础地理信息保密和商业利益等原因,实现起来会有一定的障碍;而基于“私有云”的GIS商业模式由于它只需考虑一个企业或客户的数量和功能需求,搭建起来更容易实现,所以基于“私有云”的GIS商业模式会成为一个重要的发展方向。它的优点更为突出些,如简化了GIS的部署和管理,降低了构建GIS的投资和运营成本,缩短了GIS的构建周期,有利于提高GIS程序和基础设施的灵活性。

        尽管如此,我认为要想实现云GIS的具体应用,必须重点解决以下两个方面的问题:第一个问题是云GIS应用的成熟性问题,首先是云GIS用户的限制,国外GIS用户很多是中小企业甚至个人,对数据安全要求不高,而国内目前GIS用户主要还是政府部门或大型企业,对数据的安全性有严格的要求,这就制约了云GIS应用的发展;同时云GIS技术尚不成熟,人才也相对缺乏,特别是GIS与云计算相结合的高层次核心技术开发人才有很大缺口。第二个问题是云GIS在安全与标准方面的缺乏,数据和知识的保护实际上会妨碍云GIS利益的增长,不设置用户处理管制责任这种云架构的本性有可能破坏必不可少的积极的安全控制。所以,我们应该将云GIS的重点放在支撑体系结构研究上,构建安全的、基于标准的云GIS服务架构,使之具备数据安全和数字版权的管理能力,这样,云GIS应用就既能深度融合到各个政府部门、行业的主体业务中去,为其提供强大的地理空间信息服务,也能为广大公众提供公共信息在线服务,如交通、旅游、餐饮、娱乐、房地产、购物等与地理空间信息有关的服务,从而促进云GIS应用的发展。


        记者:智慧城市作为地理信息应用的重要领域之一,目前的应用发展情况如何?与云计算、云分析如何相结合推进?
        王院士:智慧城市是云GIS的最重要的应用领域之一,智慧城市建设为云GIS应用提供了新的机遇和广阔空间。
        目前,一些开展智慧城市(或数字城市)建设的城市都在启动智慧城市时空信息云平台的论证、设计和建设。之所以如此,是因为智慧城市与大数据是相伴而行的。智慧城市是通过互联网把无处不在的被植入城市物体的智能传感器连接起来形成的物理网,实现对物理城市的全面感知,利用云计算等技术对感知信息进行智能处理和分析,实现网上“数字城市”与物联网的融合,并发出指令,对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动等在内的各种需求做出智能化的响应和智能化决策支持。这本质上就是我们所说的“物联网+”的思想。面临智慧城市建设产生的大数据,云计算的应用是必然的。

        云计算与智慧城市相结合的纽带是基于云计算的智慧城市时空信息共享平台或云GIS,因为智慧城市的任何大数据都应该而且也可以定位或集成在时空信息共享平台上,任何大数据都具有空间位置或空间分布特征,这样就可以利用云计算把各种资源聚合起来,通过云GIS的功能对智慧城市大数据进行各种分析和挖掘,从而实现基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件(功能)即服务(SaaS)、数据即服务(DaaS)、知识即服务(KaaS)。这就是广义 的“资源共享”。所以,在智慧城市建设中,时空信息共享平台建设不能孤立的只管地理信息,它应该是基于时空信息的智慧城市大数据(各部门、各行业)共享、交换的平台,起到智慧城市信息聚合器的作用。这样才能充分体现时空信息云平台或云GIS在智慧城市建设中的作用,不然一个城市就有可能各自(部门、行业)建立云平台而又造成许多“信息孤岛”。


        记者:新型IT环境强化安全驱动业务,大数据、移动终端及云都驱使安全市场需求导向服务,你认为在这样的环境中地理信息安全应该注意哪些细节?
        王院士:地理信息安全是一个大问题,事关国家安全和利益。在全球信息化已进入“大数据时代”的今天,地球表层的几何特征、物理特征和属性特征,城市的所有物理设施、系统,大气、水质、环境,人的行为、位置甚至身体、心理特征等等,都成为了可被感知(智能传感器)、记录、存储和分析的对象。可以这样说,在互联网环境下,几乎没有什么大数据是不需要或不可以与地理空间数据集成并实时动态可视化的。这就给地理信息的安全问题带来了新的前所未有的挑战。

        总的来说,地理信息安全应该注意两个方面的问题:一是,制定国家地理信息共享和安全政策,从政策法规方面具体规定哪些地理信息是可以公开的,哪些是不能公开的,划定“公开”与“非公开”的界线;哪些地理信息是必须共享的,哪些是不能共享的,划定“共享”与“非共享”及“有偿共享”与“无偿共享”的界线。二是,要创新研究地理信息安全技术,包括GIS平台安全技术、地理空间信息数据管理安全技术和空间数据网络传输安全技术。具体地说,要采取四项技术措施:一是,“公开”地理信息与“非公开”地理信息要采用严格的物理隔离技术;二是,要采用国产自主知识产权GIS软件和数据库管理系统软件;三是,网络传输过程中地理空间数据的隐藏技术;四是,用户终端的加密技术和数据版权保护技术(如数字水印等)。这样,才能最大限度地从各个环节来保证地理空间信息安全。


        记者:请您预测一下2015年云计算及云GIS的主要发展趋势。
        王院士:从近几年云计算技术的快速发展和应用情况来看,2015年的云计算和云GIS的发展主要表现在三个方面:一是,基于云计算Hadoop的大规模时空数据分布式存储技术和基于云计算MapReduce的大规模时空数据并行处理技术会有较快的发展;二是,GIS技术与云计算技术的结合必将得到迅速的发展,因为云计算服务模式能为GIS带来更广阔的发展机遇,无论是政府、企业还是广大公众都有迫切需求;三是,云计算和云GIS在智慧城市建设中将会得到广泛的应用,因为云计算和云GIS是推动智慧城市发展的重要技术动因,而且智慧城市是以服务(政府、企业和公众)为宗旨和导向的,服务处理集中在云的后台,而服务提供对象(用户)在云的前端,结构简单,操作方便,用户只是享受服务,容易推广。