新型地理计算模式

2021-12-02
来源:世界互联网大会
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清华大学周文生团队提出了 “文档即系统”(Document As a System,简称DAS)这一全新的GIS应用模式,颠覆了人们对GIS应用模式的认知,其核心思想是在MS Word或金山 WPS文档处理环境下由业务人员利用地理计算语言对地理计算过程进行规范化描述,形成计算机可以理解的智能文档,之后由智能文档驱动后台系统完成地理计算工作。

成果名称:新型地理计算模式

成果单位:清华大学

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在大数据、智能时代,GIS作为解决空间问题的核心技术已在资源调查、空间规划等很多领域发挥着越来越重要的作用,然而由于GIS软件过于复杂,且对于复杂空间分析的计算结果难以有效验证,限制了GIS技术更加深入、广泛的应用。为此,清华大学周文生团队提出了 “文档即系统”(Document As a System,简称DAS)这一全新的GIS应用模式,颠覆了人们对GIS应用模式的认知,其核心思想是在MS Word或金山 WPS文档处理环境下由业务人员利用地理计算语言对地理计算过程进行规范化描述,形成计算机可以理解的智能文档,之后由智能文档驱动后台系统完成地理计算工作,而地理计算语言(GeoComputation Language,简称G语言)则是一种业务人员易于理解和掌握,计算机可识别并执行的一套地理计算过程描述语言(包括空间数据采集、空间数据分析以及分析成果表达),该技术具有以下3个特点:

一、为复杂地理计算提供了便利的计算环境和描述语言

DAS模式采用人们熟悉的MS Word或国产软件金山WPS作为地理分析构建和分析的环境,极大方便了地理计算的实施,而G语言是一种不同于现有编程语言的自然编程语言,采用独特的关键词技术和表格化编程技术,摒弃了传统编程语言中繁复的限制,降低了地理分析模型或分析系统构建的技术门槛,对GIS技术的广泛应用具有重要作用。

二、为系统化、规范化地进行空间分析提供了可行的计算范式

如何保证复杂地理处理的质量是一个长期困扰业界的难题,DAS模式通过人们易于理解的G语言详细记录了每一个地理计算处理步骤所使用方法、参数和中间结果,为回溯和检查地理计算成果提供了可靠的技术保证,同时也为杜绝研究成果造假提供了可行的解决方案。

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三、首次实现了地理处理知识的完整表达

在传统GIS应用模式中,地理计算过程和地理分析模型、计算成果是分离的(如现有的学术论文和研究报告),这为后续地理计算模型的复用和计算成果的验证造成了极大的困难。DAS模式首次将三者在MS Word或金山WPS中进行了整合,形成了完整的知识表达体系,从而可以实现地理分析知识的高效传播和复用,该模式在学术论文或研究报告中的应用,可大大提高学术成果到生产力的转化效率。

目前,基于该研究成果已研发了MS Word或金山WPS下的G语言集成开发和运行平台,利用该平台构建了“国土空间规划双评价智能数据处理与分析系统”、“时空大数据采集与分析DAS系统”、“村镇聚落监测DAS系统”、“全球新冠肺炎疫情时空分析DAS系统”、“清华GIS教学DAS系统”以及“青岛市自然资源监测智能统计分析DAS系统”等应用示范系统(可在公众号“双评价DAS”下载),这些系统已在全国30多个省200多家单位得到应用,其中包括100多所高校(如伦敦大学,清华大学,北京大学,武汉大学,南京大学,浙江大学),30多家国家、省市科研单位(如中国国土勘测规划院,中国地质调查局,国家海洋信息中心,中国规划设计研究院),50多家规划设计单位和科技公司。

此外,由该成果所形成的专著《A New GeoComputation Pattern and Its Application in Dual-Evaluation》也由全球顶尖的科学、教育及专业出版机构施普林格•自然集团(Springer Nature)出版,这也是测绘出版社首次向国外出版机构输出版权的专著。