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“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业

拾遗派

*本文转自“北京科技报”,侵删

“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派
来源:北京科技报 | 科学加客户端
出品:科普中央厨房(撰文/记者 赵天宇、图文编辑 陈永杰、新媒体编辑 陈炫之)
原标题:“疫情地图“走红背后蓬勃发展的GIS产业 | 科学加
本文采访专家:
王大成 (国家遥感应用工程技术研究中心高级工程师)
刘 瑜 (北京大学遥感与地理信息系统研究所研究员)
孙媛媛(高德地图大数据分析师)
| 本文约 4300 字,阅读约需 5 分钟 |
新冠肺炎疫情爆发以后,疫情分布图、疫情热力图和疫情追踪图等"疫情地图"迅速走红。其背后GIS(地理信息系统)产业未来将会蓬勃发展。
“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派
每日发布疫情实时地图数据、利用大数据技术协助追踪疫情密切接触者、公众借助手机定位功能查询周边疫情信息......新冠肺炎疫情爆发以后,疫情分布图、疫情热力图和疫情追踪图等"疫情地图"顺理成章的"走红",成为公众获取疫情数据、了解疫情发展的必备工具。
用数据和事实说话、用已知推测未知,用地图来反映复杂的数字和数据,甚至可以预测和模拟环境、社会问题,"疫情地图"走红的背后,精准大数据和GIS起到了不可或缺的作用。
未来,随着5G、无人机、智能机器人等多种移动终端的发展,我国GIS产业有望迎来真正意义上的跨越式发展。
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疫情下的地图服务之变
疫情期间,实际上是对地图应用的一次"大考",越是用户量大的地图应用,需要承担使命就越大。
现在打开高德App、百度App界面,都能够找到"疫情实时跟踪"或"疫情动态",与各个新闻资讯端的各省确诊案例分布的"疫情地图"相比,显得更为细致,包含了发热门诊、同乘查询、患者求助以及道路交通、公共出行、疫情措施等消息的滚动爆出;实际上,地图产品的疫情动态跟踪已经成为人们了解疫情的最佳信息获取入口。
“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派
高德和百度都在疫情期间推出了疫情地图服务(图片来自网络)
在高德地图中上线的"新冠肺炎疫情地图"能让用户更简单明了掌握周遭疫情发生的情况;用户也可以在高德地图中的"附近"了解到所在区域的疫情严重情况等等;
而搜狗地图推出的确诊病例乘坐交通同程查询以及疫情小区分布图也及时满足了用户自觉防控的需求。
由于新冠肺炎病毒存在气溶胶传播途径,对于酒店卫生消毒以及是否存在确诊病例居住情况也需要做排查和筛选,这是对酒旅行业服务的一大紧迫任务,而百度地图也已经上线了"无接触酒店查询",用户打开百度地图输入并搜索"无接触酒店"即筛选到合适下榻的酒店资源。此外,百度地图还推出了"境外出行防疫指南"。
除了湖北省出现封城并严格限制车辆行驶之外,全国很多城市的公交、地铁、轮渡、长途客运暂停运营,疫情压力相对较轻的一些城市的地铁、公交等公共交通暂未停运,随着复工在即,城市流动人口又逐渐开始加剧,如何在返程高峰时加强疫情防控成为重点。
据了解,高德地图、百度地图均推出的公交、地铁客流量"满载查询",其中高德地图的"满载查询"覆盖了北京所有地铁线路及市区绝大多数公交线路,在京市民打开最新版高德App输入目的地,即可查看所要乘坐线路实时的乘车拥挤程度,以提前做好线路安排,避免人群扎堆。
临近返程高峰,对私家车主经过高速公路的长途出行,高德地图上线"返程直通车"的一站式服务,在导航信息之中特别加入了高速封路状态提醒以及路线实时规划、防疫检查站提醒信息以及高速收费自2月17日之后的免收费提醒、实时车流信息、返程人员信息在线登记等多项功能。如果缺少这些功能及时上线,人们出行体验将会受到冲击。
百度地图为用户提供了通过热力图图层,帮助大家查看实时人口流量密度,以此来决定出行路线,避开商圈、交通枢纽等人流密集场所、小区和发热门诊的查询。
 
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传统地图变成数字地图是20世纪最伟大的发明之一
GIS是地理信息系统(Geographic Information System)的英文简称,这是一门结合了地理学、地图学、遥感和计算机科学的综合性学科,它的优势正在于,可以对在地球上存在的事物和发生的事件进行成图和分析。
“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派
GIS是一门结合了地理学、地图学、遥感和计算机科学的综合性学科
1854年,伦敦爆发严重霍乱,当时流行的观点是霍乱是通过空气传播的,但医生John Snow却有自己的分析,他详细的统计了每户病亡人数,并把这些死亡人数户数在地图上标注出来,结果他发现,大多数病例的住所,都围绕在Broad Street水泵附近,因此得出了霍乱通过饮用水传播的证据,这对最终控制霍乱疫情起到了至关重要的作用。
John Snow的"死亡地图",被认为是当代"疫情地图"的雏形。值得一提的是,这比真正意义上的GIS还要早出现一百多年
“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派
John Snow利用手绘方式绘制的霍乱地图,被认为是疫情地图的雏形(图片来自网络)
随着人类科技的发展,电子化数字化开始走进日常生活,从计算机发明之初,科学家们就在思考,如何把真实世界当中的高山丛林、高楼大厦变成数字形式、准确地反映在电脑里呢?
1963年,加拿大测量学家罗杰·汤姆林森主持开发了世界第一个地理信息系统,并在上个世纪70年代初,成功研究了第一个实用意义上的GIS系统,将传统的地图变成数字形式的地图,而GIS也被认为是人类在20世纪最伟大的发明之一
地理、信息和科学是GIS的3个关键词:简单的说,GIS系统将描述位置(地方)的层信息结合在一起,并通过这些信息,让观者更好的认识这个地方,把"在什么地方"和"这是什么"连接起来,因此一个GIS地图能够关联许多不同的层信息。
但与纸质图不同的是,GIS的信息来自于数据库,并且只在用户选择显示时才会出现。数字地图上的每一条信息都位于一个层上,用户可以根据需要打开或关闭这些层。
举个例子来说,商人和气象研究人员使用同一张城市地图,商人们打开的是人流分布和热力图层,而气象研究人员打开的则是降水分布图层,这两幅地图都是以相同的街道和街区地图为基础的,但是他们在这张地图上添加了不同的信息,也就达到了不同的作用。
如今,GIS已经在地理、水文、交通、测绘等领域广泛应用:天气预报里的气象图、森林火灾的风险等级图、买卖房子时房地局登记所用的地理软件、电力公司的电网路线图,都是GIS的"杰作"。
 
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助力疾控化繁为简
如今一百多年过去了,得益于计算机技术的进步,相关设备的日益强大,制图学已经有了跨越式的发展,互联网的发展也让数据快速收集和共享变为可能,从霍乱、黄热病到如今的新型冠状病毒肺炎,在疫情防控的关键时期,GIS又一次彰显了巨大的作用和价值。
“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派

2016年,由Esri制作的美国寨卡病"疫情地图",当时监控美国寨卡病例数量的图表向公众开放。每个州红色的阴影越深则病例越多 (图片来自网络)

那么,一份综合了地理、信息和科学的"疫情地图"是怎样被制作出来的呢?
第一步,原始的数据信息采集,也就是获取数据环节,这在疫情地图制作当中起到了非常关键的作用。与之前GIS产品不同的是,此次疫情期间,数据来源得到了充分的公开,国家卫健委、各省市卫健委每天都会发布关于疫情的相关数据,极大的提升了收集的效率。
第二步,把采集或者收集的数据进行加工;通过GIS系统,各省市感染人数、病例分布小区等关键数据点都会被一一标注。
第三步,空间分析与制图。空间分析需要用到数据获取阶段收集的交通图、人口分布图等基础地理信息数据。将疫情数据与基础地理信息数据结合进行空间分析,可获得多种疫情地图,支持不同的应用。
“疫情地图”走红背后蓬勃发展的GIS产业-拾遗派
利用GIS制作的新冠肺炎感染人数分布图(图片来自网络)
“从技术上来看,在计算机和大数据的帮助下,疫情地图的制作并不算太难。”北京大学遥感与地理信息系统研究所研究员刘瑜表示,疫情地图的难点在于,制作人员不仅要具备统计学、计算机知识,还要具备一定的地图学知识,懂得如何让公众“看得更明白”。
疫情地图制图可以通过地理信息系统商业软件完成,也可通过编写程序实现。国家遥感应用工程技术研究中心高级工程师王大成博士告诉记者,不同之处在于,商业软件功能空间分析与制图功能有限,编程可是根据实际需求满足不同制图需要。但总体来看,及时准确的数据流依然起到了至关重要的作用。
在应用层面,制图企业凭借多年的技术积累,在疫情地图制作当中也发挥了重要的作用。
高德地图大数据分析师孙媛媛告诉记者,高德在位置大数据领域的POI采集能力,覆盖超过了300个城市,因此在武汉“封城”以后不到24个小时,就上线了第一批疫情地图产品。例如地铁公交满载情况等功能,已经实现了政企合作,数据共享。
 
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GIS产业或迎跨越式发展
疫情地图走红的背后,我国GIS产业有望迎来跨越式发展。
根据中国产业信息网的统计,2018年我国GIS市场规模为7615.8亿元,是2013年的三倍左右,预计2020年市场规模将超过一万亿元,复合增长率超过20%。
王大成博士告诉记者,目前,国内GIS产业链已经较为成熟,上游厂商进行数据采集及处理,中游厂商进行GIS基础软件平台的开发与销售,下游针对各类GIS进行增值开发。
其中,中游基础软件平台是GIS产业的核心,也是技术门槛最高的部分:过去国内GIS基础软件平台市场基本为外国品牌垄断。但随着国内GIS产业的快速发展,一批国内龙头企业不仅占据了70%左右的市场份额,在技术与功能方面,与国外产品差距也在逐步缩小,甚至在部分领域实现了超越。
"此次疫情中,除了疫情地图,快递企业在武汉启用了一批智能机器人和无人机来送快递,这是自动驾驶、机器人、无人机等行业与GIS产业结合的产物吗,此外,GIS技术也在全自动化码头等项目中得到了应用。"王大成认为,随着相关技术的发展进步,GIS产业有望迎来蓬勃发展的新阶段。
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利用GIS技术绘制的城市规划图,随着相关技术的发展进步,GIS产业有望迎来蓬勃发展的新阶段(图片来自网络)
记者也了解到,部分疫情地图的内容与服务并不会因为疫情结束而取消,反而有望常态化;例如高德地图方面就表示,疫情结束以后,高德将保留部分日常生活中服务,最大可能的为公众出行提供便利。
但另一方面,与美国、欧洲等发达国家相比,中国的地理信息产业依然还有不小的提升空间;据了解,2018年,中国数字经济总量已经突破30万亿元,GIS产值占比不足3%,总体规模依然较小,在企业资本、服务能力、用户规模、社会影响等方面,更是无法与发达国家抗衡。
在软硬件设施方面,我国测绘地理信息事业自主研发能力不强,知识产权不足10%,90%的高端测量仪器还是被发达国家所垄断,特别是软件及解决方案也是依赖国外的先进技术。
"这次疫情肯定是一个机会,但促进GIS和相关产业的发展,不太可能一蹴而就,还需要做好顶层设计"刘瑜解释说,疫情的发展和扩散,本身就是时空过程,而GIS恰恰是表达这个过程的最佳手段,这相当于搭乘了"顺风车"。但如何做好相关产业规划?如何落实好信息要求?在提升"战术"层面的同时,注重"战略"层面的优化,同样是值得思考的问题。
王大成则认为,当前GIS产业规模总体较小,终端主要是智能手机,服务的是人类的出行。要推动GIS产业的进一步发展,就需要拓展GIS终端。"未来,随着5G、无人机、智能机器人等多种移动终端的发展,可以让GIS产业逐渐从服务居民出行,转移到生活、生产的多个方面。"
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