GIS自主创新十年路（七）：Universal GIS

GIS自主创新十年路(七) Universal GIS

转载自：http://songguanfu.blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-33694-type-blog-itemid-187878.html
作者：宋关福
原文发表时间：2007年9月19日

SuperMap 2000和SuperMap IS 1.0发布之后，eSuperMap 也在从原型到产品化的轨道上正常运行，再过几个月，SuperMap GIS的产品线即将建成。从产品研发的角度，似乎可以松口气了，接下来只需要把这一系列产品在应用的检验中逐步完善，就可以达成超图的平台软件发展战略目 标了。但在信息技术飞速发展的21世纪，唯一不变的就是变化本身，如果此时停下脚步，必将会被滚滚而来的IT车轮碾过，我们必须思考未来将有什么新的技术 变革！

4 年前，超图抓住了GIS组件化的技术变革机遇，基于微软的COM/ActiveX技术开发了SuperMap 2000，并以此作为国产GIS后来者进入GIS领域。但若不能抓住下一次技术变革的机遇，我们就会面临被新技术淘汰的危险！对于GIS厂商而言，要完成 一次大的技术变革，需要好几年的时间，并耗费大量人力和物力。GIS领域的国际老大哥ESRI从启动基于COM的ArcGIS 8到于1999年12月正式发布，花了将近4年时间；超图从ActiveMap到SuperMap 2000正式发布，也历经了差不多4年。而且产品从第一个版本正式发布到完善成熟，还需要几年。因此，如果不提前看到新的趋势并做好准备，当新技术已经成 为主流的时候在启动升级换代，为时已晚！

作为GIS研发人员，除了具备扎实的的地学知识以外，还应有三只关注变化的眼睛：第一只眼关 注用户需求变化，要随需而变，这是根本；第二只眼关注IT变化，不管GIS软件中蕴含多专业的地学知识，但它首先是软件，IT的所有新的变化都可能给 GIS软件带来不可低估的影响；第三只眼关注同业变化，此举不是为了要跟着先行者走，那是追星族，没有战略的表现，而是留意同行举动背后蕴藏着什么样的用 户需求变化，以便采取更有效途径去满足。前两只眼是预见性的，最为重要，第三只眼用于亡羊补牢，要尽量争取用前两只眼发现问题和机会。那么，在GIS软件 的应用方面有什么新的需求？在组件式GIS、WebGIS和嵌入式GIS之后，究竟还隐藏着什么新的技术变革？其实，就在我们研发SuperMap 2000和SuperMap IS 1.0期间，一场巨大的技术变革风暴正在逼近我们！

1999年12月，SUN公布了J2EE(即 后来的Java EE)技术规范的第一个版本，这是一个瘦客户端的多层企业开发架构；2000年6月22日，微软公布了其.NET战略，.NET不仅要提供新的开发语言、 新的组建模型，更重要的也是要把Internet/Intranet建设成可以交换组件、共享服务的地方。这初看起来似乎没什么特别之处， SuperMap IS之类的WebGIS不正式朝着这个方向发展吗？但实际上，其中蕴涵着几个对GIS有严重影响问题：

首先，在这 种面向服务的多层企业开发架构中，软件系统的计算重心从以PC/工作站为主的客户端，向服务器端偏移。但不巧的是，90年代中期以来，由于看到PC和工作 站的操作系统已经被Windows垄断的趋势，国内外的GIS厂商纷纷把源自Unix上的GIS 软件移植到Windows，并且都花了巨大代价，超图的产品内核也构建在Windows上。但当时服务器的操作系统仍是Unix和Linux的天下， Windows就算以后在服务器上会有更大的进步，但也很难说几年后Windows也会垄断服务器端，如果GIS功能重心真的转移到服务器上，那么下一代 GIS必须解决跨操作系统的问题！

其次，即使在Windows操作系统上发展，.NET组件技术将逐步取代COM组件模型，那么超图和其他国内外同行刚刚在COM上构建的组件式内核岂不很快面临挑战？!

最后，J2EE和.NET，我们应该选择哪条路？

在 最后一个问题上，我们最初倾向于.NET。2001年年中，钟总找我商量中科院知识创新工程项目申报题目的事，我建议做《面向.NET框架的地理信息服务 关键技术预研究》，7月该项目获准得到支持。超图以该项目为基础提出了下一代SuperMap的研发计划，即SuperMap .NET计划。2002年年初，我们感到放弃J2EE就等于放弃Unix和Linux服务器市场，必须同时考虑支持J2EE和.NET！当时超图刚中标科 技部863招标课题《面向网络海量空间信息大型GIS》，该课题明确要求支持Unix。于是我们决定合并执行科技部和科学院的这两个项目，提出一套框架， 同时支持Unix、Linux和Windows操作系统、支持J2EE和.NET两套多层企业级服务架构、支持.NET组件和Java Beans组件对象模型。

为了达到上述目的，并能灵活应对未来新的技术变化，我们提出了Universal GIS架构，即基于标准C++构建全新的跨平台GIS内核 ，我们称之为UGC(Universal GIS Classes)，然后分别使用.NET技术和Java技术，基于UGC封装.NET组件和Java Beans组件，最后在此基础上开发Internet GIS和桌面GIS软件。整个体系就像一株鸳鸯树，UGC是共同的根基，主干分为Java和.NET两支，在每一支主干上分别生长着Internet GIS和桌面GIS等组成的树冠。参考了哲学中共相(Universal)和殊相(Particular)概念，Universal GIS后来被翻译为共相式GIS。关于共相式GIS的具体思考路径，以前写过专门文章介绍，此处不再详述。

Universal GIS是一个以不变应万变的技术架构，如果以后出现新的二次开发语言，或新的组件模型，甚至药支持新的操作系统，只需要进行相应的调试和封装，就可以快速 支持新技术，而内核可以保持相对稳定。实际上，各数据库厂商基本采用这种架构，数据库系统平台的内核基本上都采用C/C++编写，只不过需要在不同的操作 系统和硬件上编译调试，不管应用于.NET还是Java开发环境，提供相应的接口即可，内核不需重大改变。数据库一直在服务器端发展，所以这个体系一直延 续至今。而GIS则经历了从大型设备到PC的发展历程，而后又重回大型设备，GIS追着IT绕了个大圈。

这个技术架构看似简单，但要实现跨操作系统，GIS 软件比数据库的难度要高得多。数据库主要在服务器上提供数据管理功能，可视化功能要求不高(对CPU的计算压力较小)，因此可视化部分完全可以用Java 之类的跨平台语言在内核的外围完成。而GIS则不同，不仅数据管理的计算负荷大，而且可视化的计算量也非常大，因此可视化不能采用Java在外围完成，必 须也在C++级实现。不同操作系统之间的可视化技术差别很大，因此一个完善的Universal GIS内核开发工作量，比在某种操作系统上重构一个GIS内核要大得多。加之GIS产品线长，产品种类多，因此整体开发工作量极其巨大。 (声明：本人无意比较GIS软件和数据库软件的技术含量高低，更无意贬低数据库这一伟大的软件平台。此处仅想说明，由于GIS在可视化方面的要求太高，导致GIS软件在实现跨操作系统方面的复杂程度更高，仅此而已)

从2002 年提出Universal GIS架构，到2005年公开发布这个架构，2006年年初发布第一个基于该架构的产品SuperMap IS Java 1.0，前后历经将近4年 时间，而且产品线还远远没有完成。到2007年上半年，除SuperMap IS Java已经升级到1.2以外，还没有更多基于该架构的产品发布。因此有朋友在网上提出质疑：超图是不是仅仅在炒概念？共相式GIS研发计划是否能进行到 底？借此机会我想告诉大家，这个计划不仅没有被放弃，而且进展顺利。时值超图公司成立十周年之际，从2007年年底开始，很快就会有一系列基于 Universal GIS架构的产品陆续跟大家见面。

五六年的研发时间，数千万人民币的资金投入，使得Universal GIS成为超图历史上投入最大的研发项目，相信该项目将会给业界带来令人激动的成果。

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