地理智慧创新IT价值

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　　提到地理，大家想到的是五大洲、四大洋、某国的首都在哪、有何特产这类中学地理知识。这样的地理谈何智慧？事实上，这是对地理的狭隘理解。

　　我们先来看一个160年前的故事。1854年，伦敦索豪区霍乱爆发，十天之内，500人死亡。当时人们认为霍乱是通过呼吸道传染，并且没有有效药物治疗，引起极度恐慌，以至于四分之三的民众逃离家园。挽救世界的英雄是内科医生约翰•斯诺，他既不是靠新药物，也不是靠新手术。而是靠一张地图！他试着把霍乱病亡者按居住地标注在街区图上，发现一个奇怪的现象：大多数的死者都靠近一口水井。他意识到霍乱可能是通过消化道传染，这口井可能被污染，切断传染途径就应该能控制传染。当地官员在他的游说下将信将疑的取下水井的摇把，仅过三天，霍乱的发病和死亡人数就迅速下降，疫情得到了有效的控制。约翰•斯诺通过对地理分布的分析，发现了霍乱的传播方式，并有效控制了霍乱疫情，这是初级的地理智慧的应用。

　　在IT时代，3S技术的发展与应用大幅度提升了地理智慧，解决了一般IT无法解决的问题，创造出更多的IT价值。全球导航卫星系统（GNSS）可以提供更精准的位置信息，遥感（RS）可以快速获取地面影像和地形，这是地理信息数据收集的重要手段。地理信息系统既是采集数据的重要工具，更是存储、管理、处理数据、提取有效信息，并利用这些信息进行制图、查询和分析，为政府和企事业单位提供独特的信息化能力。

　　关于智慧，有人提出DIKW体系，也就是关于数据(Data)、信息(Information)、知识(Knowledge)及智慧(Wisdom)的体系（图1）。

　　原始观察及量度获得了数据。分析数据间的关系获得了信息，这些信息可以回答简单问题，譬如：谁？什么？哪里？什么时候？

图1 DIKW模型及3S的作用

　　在行动上应用信息产生了知识，知识可以回答“如何”的问题。透过沟通与自我反省而利用知识会产生了智慧，智慧可以解答关于行动的“为什么”及“何为最佳”的问题。数据偏向对过去的描述，而智慧则偏向未来。

　　在3S领域，获取数据以及从数据提取信息需依赖RS、GNSS和GIS技术手段，从信息到知识以及从知识到智慧需要GIS技术手段作支持（图1）。

　　地理智慧是以空间分析技术为基础，进行的地理决策(Geo-decision)、地理设计(Geo-design)和地理控制(Geo-control)等(图2)。

　　关于地理设计，业内已有很多论述。简单讲是以地理分析为基础，把地理环境因素引入的全局考虑的设计，由于考虑了环境因素，地理设计比传统设计更优化。比如，引入地形和周边建筑等环境因素，借助三维空间分析技术，对设计中的建筑进行光照分析、可视域分析，可优化已有的设计方案。地理设计正在越来越多的应用于各个领域。

　　地理决策则是基于地统计学和空间分析技术的计算机辅助决策方法。由于考虑了位置和空间因素，地理决策能实现基于传统IT手段的辅助决策无法实现的能力。这方面的案例非常多。

　　开篇讲到160年前在卫生领域的使用地图辅助决策的故事。在新的IT时代，GIS在卫生领域应用非常广泛。如，2003年中国爆发SARS疫情，超图软件迅速为北京疾控中心、国家疾控中心和卫生部免费开发部署了SARS疫情分析系统，把北京的疑似病例、确诊病例、死亡人数等信息都在地图位置上进行标注，并根据各类病例在不同区域的分布情况，制定防控策略，做到真正的有的放矢。

图2 地理智慧的构成

图3 SARS疫情分析系统

　　基于地理智慧的辅助决策在越来越多的行业发挥作用。在电力系统，当电网在工作的时候，电流的流向，局部区域的电力供应是否充足都可以实时在GIS应用平台上展现，并提供智慧的地理决策。在营销领域，地理智慧决策也发挥着巨大的价值，根据烟草营销大数据的采集和地理智慧分析，可以分色块地表现哪些区域平均每条烟的单价最高，哪些区域单价较低，通过基于位置的大数据分析，便可为渠道铺货和广告投放提供辅助决策。

　　利用地理智慧进行辅助决策的应用领域还非常多，如灾害应急、连锁店选址、军事地形分析等等都是地理智慧决策的典型应用。
　　

　　地理控制是通过地理位置对客体施加影响，并达到智慧控制客体的活动和行为，这是地理智慧应用的新方向。

　　红绿灯优化与自动控制是地理控制的一种应用。几年前，中科院地理所的研究团队通过对北京市一些主干线进行红绿灯智能优化，在行驶畅通情况下，以正常速度行驶在主干线上的车将一路绿灯，海淀区中关村南大街主干线的优化。最新的技术在路口个方向增加若干传感器，根据路口的实际交通情况自动控制个方向的红绿灯，从而更加精确和高效。

　　自动驾驶是地理控制的一种新兴应用，不少研究机构正在试验自动驾驶汽车，可以基于地理位置等系统信息实现自动行驶而不出现故障。乘用车自动驾驶技术的实用化还需要一个过程，但农用机械在田间作业的精准控制和自动驾驶正在一些地方投入使用。

图4 红绿灯优化与自动控制

　　在以上三类地理智慧应用中，地理决策相对应用最成熟，正在普及推广到政府和企事业单位的更多领域；地理设计正在快速兴起；而地理控制目前应用领域较少，很多应用方向还在探索和试验中。

　　总的来说，IT技术的创新，极大地提升了地理智慧。同时，地理智慧也解决了传统IT所无法解决的与位置相关的复杂问题，地理智慧创新着IT价值。由于绝大多数的信息都与位置有关，因此未来地理智慧将会无处不在！

　　本文刊登在第43期《超图通讯》上，超图软件总裁宋关福首次撰文解读了超图软件的企业宗旨“地理智慧创新IT价值”，点击下方【阅读原文】可获取更多精彩内容。

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