老张是北京市东城区的一名城管监督员。一天，他发现自己负责监督管理的区域里出现了一大堆露天垃圾。他马上拿出随身携带的“城管通”，给垃圾拍了照并注明地点，传给城管监督中心。监督中心接到信息后第一时间迅速立案，并将地点信息传到城管指挥中心。指挥中心又迅速将“急需清运”的指令传到有关地区的环卫部门。仅仅一小时后，那堆露天垃圾就被清运干净。
“之所以能如此便捷，秘诀就在于东城区利用 GIS 软件，以每万平方米划分成一个网格单元，形成了一个支撑精确、高效、全时段、全方位城市管理的集成化信息管理平台。如今，这一模式已经在全国几十个城市得到推广。”超图软件总工程师梁军告诉记者。
超图软件总工程师 梁军
GIS (Geography Information System，地理信息系统)是关于地理位置和地理空间的信息技术。如今，从资源管理、土地规划、环境监测、防灾减灾，到交通管理、城市规划，再到科研、教育和国防等领域，都有 GIS 的身影。
作为一项重要的新兴战略性产业，GIS 平台软件作为“地理信息操作系统”，是地理信息技术的核心，为各类地理信息应用提供支撑。“发展 GIS 平台软件，占领地理信息技术的制高点，对发展我国地理信息产业和保障国家地理信息安全至关重要。”梁军说。
可喜的是，近年来，国产自主 GIS 平台软件技术发展较快，市场份额快速上升，国内市场份额已经占据半壁江山，并且涌现出一大批技术国际领先的公司。其中，超图软件就是这批公司中的代表，依靠先进的技术实力，已成为国内 GIS 市场的重要力量。前不久，由该公司科研团队研发的“云端一体化SuperMap GIS 软件平台研发及产业化”项目荣获 2015 年度北京市科学技术奖一等奖。
国产 GIS 进入超越阶段
大多数人对 GIS 感觉很陌生。其实，GIS 正走出测绘、绘图、资源和环境管理等传统领域，其应用日益深入到社会生活的方方面面，与普通大众接触得越来越亲密。
在路线复杂的市区里，如果有人突发心脏病，基于 GIS 平台的120 医疗急救指挥系统，可以指挥司机绕过堵车路段，争分夺秒地把病人送到最近的医院。GIS 技术定位的呼救点，能够自动标注发病地点及会面地点，并按照离发病点由近到远的原则推荐5 个就诊医院。在指挥中心，可直接对120急救医院进行调度并对其车辆及出车情况进行管理与监控，还可及时打印出车单和出车地图。
GIS 与普通民众生活对接，已抬眼可见、密不可分，进入发展的新阶段。
GIS 不仅服务于我们的日常生活，在电子政务中也扮演着重要的角色。目前，各级政府部门的综合业务管理和辅助决策工作80%以上与地理信息有关。有人把它形象地称为“科学家手中的显微镜、百姓出行的指南针”。
梁军告诉记者，GIS 平台软件在地理信息领域的地位，就相当于操作系统在IT 中的地位，处于非常核心的位置，一旦 GIS 平台软件被攻破，系统中所有地理信息数据及其他相关数据将完全暴露。GIS 平台软件的自主化和国产化替代，对于国家信息安全有着极为重要的意义。
由于各种主客观原因，过去相当长一段时间，我国的 GIS 平台软件大量采用国外产品。随着城市的智能化与智慧化，城市的网络与信息安全问题将更为突出。
近年来，我国在 GIS 研发领域取得了显著成绩，成为世界 GIS 科研强国之一。一批致力于自主创新、具有国际竞争力的高科技企业，在软件技术的研究和产品的开发上取得了显著的进步，在市场和应用方面不断取得新的进展。国内市场占有率已经达到半数以上，并在数字城市、智慧城市的建设中得到深入地实际应用与考验，取得了非常好的应用效果。
梁军告诉记者，“国产的 GIS 软件已经开始从追赶进入到超越的阶段，在跨平台技术、二三维一体化技术等方面已领先国外产品。”
GIS 平台步入云时代
据梁军介绍，本次获奖的云端一体化 GIS 技术体系，是指通过“集约化的 GIS 云平台”来集约利用计算资源提供高可用的 GIS 服务，通过“多样化的 GIS 端”来构建跨多端设备的 GIS 应用，通过“云端一体化的 GIS 系统”实现云端之间高效互联、协同工作的 GIS 应用模式。
在当前移动互联网、云计算技术快速发展的形势下，传统的 B/S 架构 GIS 应用已经不能满足愈加多样化的应用需求。一方面，当前市场对 GIS 应用的要求，已经从简单的 Web 客户端应用，演变为跨 PC 端、Web 端、移动端的二三维一体化的多端应用。另一方面，由于 GIS 应用本身有大数据的特征，GIS 正面临着 CPU 瓶颈、大数据量、超大用户量、多服务来源等问题和需求，因此亟须更强大的 GIS 服务器平台、一体化的 GIS 系统来支撑。
为此，超图的科研团队打造了云端一体化 GIS 技术体系，致力于在 GIS 系统中充分发挥云计算的优势，以更加友好的方式，支撑地理空间要素的建模、存储、处理、分析等，使用户在更多种终端设备上更快速、高效、低成本地使用地理信息资源。
项目基于云计算和移动计算等新一代信息技术，设计和研发了云服务器和云端一体化 GIS 体系架构，实现了云 GIS 服务与各种智能终端的一体化协同，并在多项GIS 关键技术上取得了突破性进展，形成了全新的 GIS 体系架构，研发了新一代SuperMap GIS 技术体系和系列平台软件产品，成功实现了市场推广应用，取得了良好的经济效益。
“我们在 GIS 高性能计算、GIS 智能集群、二三维一体化 GIS 和跨平台 GIS 等方面取得了重大技术创新与突破。”超图软件云产品研发中心总经理胡中南说。
超图软件云产品研发中心总经理 胡中南
据胡中南介绍，国外主流厂商的 GIS 平台软件主要基于 Windows 内核，无法原生支持国产 Linux 操作系统。其号称支持 Linux 操作系统是通过安装额外的 Windows 虚拟环境来支持运行。“这种技术架构，不仅性能低，而且依然无法摆脱 Windows 环境，而且国外 GIS 品牌还不支持国产数据库。”
科研团队研究并实现了跨平台 GIS 技术，全系列产品支持 Windows、Linux 和 Unix 等操作系统，支持麒麟、凝思和中标麒麟等国产操作系统以及超算平台，已成功运行于天河系列超级计算机，支持龙芯、飞腾和浪潮K1等三款国产 CPU 架构，同时还支持平板、手机和专业移动设备，全面实现了跨硬件平台和跨操作系统的应用。
科研团队提出和设计了云端一体化 GIS 体系架构，研制了 GIS 应用服务器、分发服务器和门户服务器，构建了大型云 GIS 软件平台，其中 GIS 分发服务器为国内外同行首创，解决了多层级分布式 GIS 应用的网络带宽性能瓶颈问题。
此外，项目组研究并实现了高性能 GIS 计算技术，研发了高性能 GIS 内核，该技术可整合发挥计算机大内存、多 CPU、多核和显卡的的经济效益。
项目最终形成了SuperMap GIS 服务器、桌面软件、开发套件、移动软件等系列产品，项目产品已经成为我国GIS 市场的主流平台软件，在智慧城市、国土、房产、交通、水利、国防、公共安全、物流、银行、保险和电信等几十个行业成功应用。三年累计销售软件许可数逾12万套，实现收入10.08 亿元，并出口日本、瑞典、韩国等数十个国家和地区。形成了700 多家增值开发商，开发了多种行业应用软件，提供了大量增值技术服务，极大地推动了我国地理信息产业发展。
深耕中国 领先世界 GIS 应用水平
“如今中国 GIS 的应用水平，已经在世界范围内走在最前沿，解决好中国用户的问题，就能解决其他国家用户绝大多数问题。”梁军表示，超图软件结合国家大政方针，对关系国计民生的重要项目深耕细作，提供最接地气的先进技术、产品和解决方案。
例如，针对当前老百姓十分关注的食品安全问题，利用 GIS 平台软件可建立追溯管理平台和流通节点追溯系统，可以汇总肉蔬在生产、流通、交易、消费环节的相关信息，监控全过程，建立食品安全行政联合执法平台，提供社会公众食品安全服务窗口。通过建立日常监控管理机制，针对突发事件快速建立应急响应机制，确保民众食品安全。
北京是世界上拥有文化遗产项目数最多的城市，但很多资源由于“知名度”不够，政府部门和老百姓不熟悉，得不到重视和保护。为此，北京市测绘院与超图合作，启动“历史文化地理信息系统”建设。通过利用 3S（GIS、GPS、RS）技术对历史地图及场景进行建模、复原、制图及展示，使 3S 技术与北京的历史文化元素相结合，综合性、立体化、多层次地展示北京古城魅力和现代文明，保护和传承北京悠久的历史文化。这是 GIS 在文物保护领域的又一个成功应用。
地图见证历史和非物质文化遗产
在应急救灾方面，GIS 也发挥着重要作用。在雅安地震中，超图工作人员用移动 GIS 技术来参与搜救等工作。工作人员人手一个手机或者平板电脑，给他们划定区域，确保整个区域无遗漏，也不会有重叠。此外，因为有几十个工作人员同时参加工作，就需要实现多人之间的工作协同。一个区域发现了生命特征，会紧急召集其他区的工作人员汇集过来，尽快地把受困人员救出来。这同时也体现了“云端一体化”服务器强大的计算能力以及移动端 GIS 便携实用的优点。
以上列举的案例只是超图云端一体化 GIS 平台应用的几个缩影。在当前智慧城市、不动产登记等信息化建设领域，GIS 也正发挥着重要作用，必将为城市发展和城市生活带来崭新变化和无限可能。
