三十年中国GIS基础软件市场回顾与发展展望

Review and Prospect of China GIS Basic Software Market for 30 Years

SONG Guanfu, LI Shaojun

(1. SuperMap Software Co.,Ltd., Beijing 100015, China; 2. Engineering Technology Research Center of Geographic Information Basic Software and Application in National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation, Beijing 100101, China)

Abstract:

　　The commercialiaation of China GIS basic software started from 1987. and experienced decades of development. However, due to the lack of market space and scale, and the industrialization mechanism, the market performance of China’s

　　GIS basic software is not satisfactory. During the last dozen years, with the enhancement of the national supports, the increase of the enterprise innovation input, and the development of the market demands, China GIS basic software has made great progress in both in technology and in the market. The overall domestic market share is nearly 70%, and the overall technical level runs with the international counterparts, and the application of new technologies (e.g., 3D GIS) are at the international forefront. In the future, China GIS basic software will continue to increase investment, adhere to independent innovation, and make greater progress.

Key words:

　　GIS basic software; 30 years development of GIS; independent innovation

引　言

　　业界常说：“软件定义世界，数据驱动未来”，地理信息产业也是如此[1]。地理信息产业的发展离不开数据，也离不开软件。如果说数据是粮食，那么软件就是利用粮食加工成食品的工具，两者的完美结合，才能产生地理信息产业的饕餮盛宴[1]。

　　在地理信息系统(GIS)软件产业链中，包括基础软件和应用软件。虽然GIS基础软件的产值规模在地理信息产业中占的比重较小，却是地理信息软件产业链的技术制高点，是绝大部分GIS应用解决方案的技术基础。一个国家的GIS基础软件技术发展水平，一定程度上代表了该国地理信息技术创新的能力和水平[2]。

1　中国GIS基础软件发展历程回顾

　　1987年，北京大学遥感所的PURSIS(PekingUniversity Remote Sensing Information System)诞生，是公认的中国商品化GIS软件的起点，距今已有30年。PURSIS是在北京大学遥感所创始人承继成教授的倡导下，整合了1985～1987年间几位在读研究生王峥、任伏虎(现为中科遥感集团执行总裁)、柳林(现为美国辛辛那提大学和中山大学教授)、谢昆青(现为北京大学教授)等人的成果研发而成的286XT微机版GIS。该项工作得到了国家自然科学基金支持。今天看来，PURSIS虽然比ESRI 1982年首次发布的Arc/Info晚五年，但有可能是全球最早的DOS环境GIS软件产品。

　　1988年9月，PURSIS更名为SpaceMan，升级成为了真正意义的商品化软件，至1994年前后发展到SpaceMan4.0版，并在国土、气象、林业和教育等领域拥有约2 000多用户。1993年前后，在SpaceMan的基础上，程承旗教授和邬伦教授领导研发了国内第一套基于Windows环境的GIS软件CityStar[3]，参与系统设计与开发的成员们后来都成为了中国GIS科学发展的中坚力量。

　　PURSIS、SpaceMan和CityStar的发展，包含了一代GIS先行者的梦想、探索与实践，也激励着后来的GIS从业者们不断向前，为中国GIS基础软件产业的发展点燃了星星之火。20世纪90年代，一大批国产GIS基础软件纷纷出现，包括武汉测绘科技大学的GeoStar[4]、中国地质大学的MapCAD、中科院地理所的APSIS、中国林科院的WinGIS，北大青鸟的青鸟GIS和北大方正的方正智绘等在内，共计20多个。

　　1997年，在PUSIS出现十年后，SuperMap GIS的前身，ActiveMap组件式GIS诞生，成功应用于国内军事项目。到2000年年底，超图软件正式发布了第一代的SuperMap GIS基础软件。

　　虽然中国的GIS基础软件队伍不断壮大，但在市场上的表现并不尽如人意。到2000年，中国GIS市场份额的前几名基本是清一色的国外品牌，包括ESRI、MapInfo、Intergraph、Bentley、Autodesk和SmallWorld等。

　　为什么中国GIS基础软件的起步并不晚，但在1987年之后的十余年间，其发展却落后于国际品牌?究其原因，笔者认为：一是当时中国GIS应用市场的发展远远落后于欧美发达国家，没有大的市场空间和规模，无法孕育强大的GIS基础软件;二是市场经济发展不足，没有成熟的产业化机制。相比于美国的ESRI先成立公司后发布产品的模式，中国GIS产品大多是先有了产品和技术，后成立公司，导致产品缺乏专业化的公司来持续经营和发展。

　　可喜的是，随着技术的进步和需求的牵引，2000年以后，自主GIS基础软件取得了较快发展[5-6]。据赛迪顾问发布的调查报告，2008年，中国市场GIS软件份额前四名中，自主品牌占两席(图1a);到2015年，中国市场GIS软件份额前四名中，自主品牌占三席，且首次夺得第一(图1b)。

图1 中国基础软件市场份额
Fig.1 The market share of China GIS basic software in 2008 and 2005

　　图2对比了2008年与2015年自主GIS品牌和国外品牌的市场份额情况，可以很明显地看到，自主GIS品牌市场占有率从2008年度的37%上升至2015年度的49%;国外GIS品牌市场占有率则从48%下降到34%;在其他15%(2008年)和17%(2015年)的份额中，绝大部分也是中国自主GIS品牌，如图2所示。

图2　自主品牌市场份额的变化
Fig.2 The market share changes of self-owned brand GIS

2　自主GIS基础软件发展的驱动因素

　　自2000年以来，我国自主GIS基础软件取得了快速的发展，在众多行业和领域得到广泛应用。概括起来，其驱动因素主要包括以下几个方面[7-8]。

2.1 科技主管部门的推动

　　1996年前后，科技部启动GIS软件测评工作，由国家遥感中心牵头，中国地理信息系统协会(后更名为中国地理信息产业协会)具体组织实施，各软件厂商积极参加每年的测评，科技部择优向社会推荐。

　　自主GIS软件测评活动，在国内掀起一阵“GIS软件技术比武”的热潮，大家你追我赶，竞相发展技术，提升产品，对自主GIS基础软件的发展，起到了非常关键的作用。

　　除软件测评以外，国家高技术研究发展计划(863计划)的实施也对自主GIS基础软件的发展起了很重要的作用。如2001年启动的863项目“面向网络海量空间信息大型GIS”采用“比武招亲”形式，即先在投标的各家中择优选择5家进行支持，两年后对各家产品与技术进行测评验收，支持优胜的3家。这种创新的淘汰机制，使其对GIS基础软件技术发展的促进作用发挥到极致，中标的5家不敢懈怠，全力以赴投入技术创新，且该项目要求必须由企业牵头，有成熟的产业化机制，侧重产业化推广而非纯粹的科学研究。经过该项目，基本奠定了我国自主GIS品牌的格局。类似的项目机制，非常有利于推动产业技术的发展。

2.2 企业技术创新投入增大

　　早期的GIS软件企业规模小，研发资金投入有限。随着企业的快速发展，规模不断扩大，研发投入规模也逐步增大，大幅增强了GIS软件信息技术研发和创新能力。如中国GIS基础软件品牌中地、吉奥和超图几家公司的员工人数都在千人以上，与十年前相比规模大了很多，其中超图将近3000人规模，2016年研发投入超过亿元规模。

　　有规模的投入，不仅可以加快新技术发展的速度，还可以构建规范化的产品研发体系，提高产品品质。如超图研究院创立的软件研发管理体系，特别是具备持续运行3万多个测试程序的自动化测试体系，不仅提高了产品品质，还能推广给其他IT企业。

2.3 领先的需求牵引

　　目前，中国政府的GIS应用水平，也已经处于世界前列，特别是在大量新技术的应用方面，有的已经领先于欧美发达国家。如在三维GIS应用方面，中国政府信息化中三维应用非常广泛，已经站在该技术应用的前沿。领先的应用蕴含领先的需求，领先的需求催生领先的产品和技术。中国GIS基础软件企业迎来了最好的机会，解决好了中国的应用需求，就可以做出全球领先的软件产品。

　　在上述3个因素的影响下，中国自主GIS基础软件在技术先进性和产品成熟度两方面，都有了极大的进展。

3　对当前中国GIS基础软件发展的思考

　　中国GIS基础软件走出了一条自主创新之路，如图3所示。在1980年代的起步阶段，GIS应用主要以桌面GIS为主，提供基础的GIS空间分析功能，并应用于个别传统行业。1990～2000年代，自主GIS软件实现对国外GIS软件的追赶，以组件式GIS、WebGIS、空间数据库技术为主，逐步发展起了三维GIS技术。过去十年间，自主的GIS基础软件取得了较快发展，与国际GIS技术并驾齐驱，广泛应用于中国信息化建设的方方面面。

图3中国基础软件30年
Fig.3 China GIS basic software for 30 years

　　当前，在需求和技术等的牵引下，中国GIS基础软件最近几年的重要技术方向可以总结为CCTB，即云GIS技术(Cloud Computing GIS)、跨平台GIS技术(Cross Platform GIS)、新一代三维GIS技术(ThreeDimension GIS)和大数据GIS技术(Big Data GIS)。

　　云GIS技术是让GIS软件能运行在云环境上，充分发挥云计算环境的优势，提高GIS服务的计算性能或者节约计算资源[9]。云GIS技术打通了云GIS(服务器)和各种端GIS(桌面GIS和移动端GIS)之间的连通。在大量应用中，GIS要能够提供尽可能瘦的客户端(如WebGL)以尽可能发挥云的计算优势，减少端的安装维护代价。服务器上的GIS软件也不再局限于一套WebGIS或ServiceGIS服务器软件，还要提供云GIS门户软件、云GIS管理服务器软件，以及提高云GIS在有限带宽上高性能运行的CDN服务器或前置服务器软件。

　　跨平台GIS指的是跨硬件设备和操作系统[10]。硬件设备包括各种服务器、桌面电脑和移动设备等;操作系统包括服务器和桌面端用的各种Windows、Linux、UNIX，以及移动端的Andriod和iOS操作系统等。跨平台GIS要解决的实际问题包括3个方面：支持各种常用和主流的服务器，如性能更高和更稳定运行的Linux服务器;支持各种端，尤其是支持离线模式下GIS软件能运行各种端(特别是移动端)的能力;支持自主可控的硬件与软件，如龙芯、飞腾等自主CPU，麒麟等自主操作系统，保障信息安全。

　　新一代三维GIS技术以数据模型、软件内核和软件形态的二三维一体化技术为基础框架，融合了传统手工三维建模技术、倾斜摄影三维技术、激光点云三维技术、BIM与GIS结合的三维技术等，实现了二维与三维一体化，地上与地下一体化，空中与地表一体化，陆地与海洋一体化，室内与室外一体化，宏观与微观一体化[11]。

　　大数据GIS技术是对空间大数据进行包括存储、索引、管理、分析和可视化在内的一系列技术的总称，而不是单纯解决某个环节的问题[12]。能同时具备挖掘和处理传统空间数据和空间大数据的GIS基础软件，才更有生命力。

　　在CCTB这4个方向中，跨平台是典型的需求驱动型，云计算、新一代三维和大数据是信息技术和需求共同驱动。未来一段时间，这四大技术方向还将继续深度影响GIS软件应用的发展。当然，GIS软件还会不断产生新的技术方向，我们需要不断进行相关的研究和探索，保证自身的先进性。

4　结束语

　　在过去三十年里，中国GIS基础软件无论在技术上还是市场上都取得了长足的进步。尽管如此，技术发展日新月异，每一轮技术变革，都可能会导致GIS基础软件重新洗牌，进而对GIS应用开发商及最终用户产生深远的影响。我们必须不断进步，在纷繁复杂的方向中选出正确的方向，避免被超越甚至被淘汰;暂时的落后并不可怕，只要抓准新的变革趋势，就有弯道超车的可能。中国GIS软件未来的路还很长，唯有加大投入，坚持自主创新，持续进步，才能做得越来越好。

参考文献

[1] 王尔琪, 王少华. 未来GIS发展的技术趋势展望[J].测绘通报, 2015(S2);66-69.

[2] 龚健雅. 地理信息系统软件的发展趋势与我们的对策[J].地理信息世界, 1997,4(1):3-6.

[3] 王欣. 地理信息系统软件-城市之星(Citystar)得到广泛应用[J].地理研究, 1996,15(2):111-113.

[4] 李德仁, 龚健雅. GeoStar—中国人为“数字地球”设计的GIS软件[J].遥感信息, 2000,15(2):36-40.

[5] 方裕. 中国GIS产业发展的10年[J].地理信息世界, 2004,12(5):36-39.

[6] 宋关福, 王康弘, 钟耳顺. SuperMap—融入IT主流的GIS技术[J].地理信息世界, 2003,11(1):49-50.

[7] 方裕, 景贵飞. GIS软件测评推动了技术与产品的发展[J].地理信息世界, 2003,11(1):12-15.

[8] 钟耳顺. 地理信息系统技术自主创新与产业实践[J].地理信息世界, 2005,13(4):1-5.

[9] 王少华 . 超图平台软件创新:超图GIS云分发服务器(SuperMap iExpress)技术简介[J].地球信息科学学报,2016,18(11):1 580-1 586.

[10] 蔡文文, 王少华, 钟耳顺, 等. 跨平台开源桌面GIS软件的设计与实现[J].测绘通报, 2017(1):122-125.

[11] 宋关福. 十年打造SuperMap三大技术体系[J].地理信息世界, 2011,18(2):83-85.

[12] 李清泉, 李德仁. 大数据GIS[J].武汉大学学报:信息科学版, 2014,39(6):641-644.

作者简介：

　　宋关福(1969-)，男，重庆人，超图集团总裁，教授级高级工程师，博士，主要从事地理信息软件技术研究工作。

通讯作者：

　　李绍俊(1978-)，男，山东即墨人，超图集团高级副总裁，超图研究院院长，教授级高级工程师，博士，主要从事地理信息软件技术研究工作。