GIS助力 打造美好智慧城市——记中山大学地理科学与规划学院教授张新长

□ 王 辉

张新长在学术会议上发言

成立于1994年的国际欧亚科学院，是由世界著名自然科学家、工程技术专家和管理与社会科学家组成的国际科学团体。以“重视科技与经济的融合；重视科学与技术的交叉优势；重视人类与自然、社会的和谐发展；重视社会重大问题的战略研究；重视国际，尤其是欧亚大陆资源的创新融合”为使命,总部设在莫斯科，在欧洲（法国）、欧亚（俄罗斯）和亚太地区（中国）建立了3个区域中心的国际欧亚科学院，已在15个国家建立了科学中心，并拥有来自46个国家和地区的600余名院士、通讯院士和荣誉委员，其中包括中国院士百余名。

2017年11月18日，国际欧亚科学院中国科学中心第二十次院士大会在北京举行。根据国际欧亚科学院的章程，经国际欧亚科学院中国科学中心院士大会选举推荐，并经国际欧亚科学院主席团会议审议，通过严格遴选，中山大学地理科学与规划学院教授张新长在会上被授予国际欧亚科学院院士证书。此次入选，无疑是对张新长长期从事地理信息科学与技术领域的科学研究、技术发展和应用实践工作的肯定。

辛勤耕耘 收获颇丰

多年来，张新长一直坚守在地理信息科学与技术领域的研究与实践中。目前他已主持包括国家自然科学基金项目(1项重点项目，5项面上项目)、广东省自然科学基金重点项目和教育部高等学校博士学科点专项科研基金（博导类）等在内的科研项目70余项。曾获得过国家科技进步奖二等奖1项，并先后获得省部级以上及全国学会科学进步奖15项（其中特等奖1项，一等奖5项，二等奖8项，三等奖1项）。

截至2017年12月底，张新长已在国内外期刊上公开发表学术论文204篇，其中被SCI或EI收录46篇；公开出版14部书籍，其中包括著作4部、教材10部，并有2部获“十一五”国家级规划教材，1部获“十二五”国家级规划教材；获得省部级以上教学成果奖11项（其中特等奖1项，一等奖1项，二等奖5项及其他奖项等）。

由于贡献突出，2011年张新长被评为全国“宝钢优秀教师奖”，2014年获第六届“全国优秀科技工作者”称号，2015年获“夏坚白测绘事业创业创新贡献奖”及“科学中国人（2016）年度人物”称号。

获授予国际欧亚科学院院士证书

多年来，通过开展的系统性工作和坚持不懈的努力，张新长在地理空间信息多源数据融合集成、智能化管理与数据库自动更新等方面，已取得了一系列丰硕的创新成果，并已在城乡统筹空间规划等领域得到了大量的推广应用，其主要的科技成就与学术贡献不容小觑。

随着空间数据获取技术的发展和数据库资源的不断丰富，地理空间数据获取手段呈现出三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率）的特点，如何更加有效地获取数据并提取信息，并将这些不同来源和不同结构的数据有效融合与集成起来，实现数据库的快速高效更新，是地理信息领域的研究热点，也是亟待解决的难题之一。

在此情况下，张新长带领团队攻坚克难，在地理空间信息的信息整合、智能发现与数字化快速获取方面，突破了从理论方法到技术应用的一系列难题，创立了一种多源异构地理空间信息融合集成的理论方法与模式，形成了地理空间信息整合、提取、更新、应用服务的一整套完全自主知识产权的技术体系及系列化成果，实现了多源异构数据的有效融合。

之后，面向地理空间信息系统建设和数字城市（智慧城市）服务平台建设的重大要求，团队又突破了海量空间数据的一体化整合、空间关联更新等理论难题和核心技术，进一步创建了地理空间信息一体化整合与空间数据库动态更新智能化处理平台，由此实现了数据库的自适应更新，为智能城市建设提供了高效准确的数据保障。

面对目前我国城镇化过程中存在的各类规划内容冲突，缺乏有效利用，土地的节约集约化利用程度低，城乡规划决策科学化水平偏低等重要问题和新型城镇化规划、监管、决策对地理信息服务的迫切需求，张新长更提出并构建了城乡统筹空间规划信息平台与全生命周期管理模式，为城乡一体化发展的新型城镇化建设做出了重要贡献。

作为我国数字城市最早的研究者之一，张新长见证了中国数字城市发展的一个个关键节点，对其未来的发展，张新长有自己的想法。他觉得，现在的数字城市建设还存在虚拟体和真实体二者之间不能很好地智能化关联，真实的现实世界和虚拟世界脱节的情况，所以才有了物联网、云平台、大数据这些新技术的相继问世，而这些技术就是为了将两个世界有机地结合起来。其中，大数据的作用尤为重要，长期发展下去，不仅会改变科技发展、商业竞争的游戏规则，也许将来评价一个国家、一个地区是否强盛，将更多取决于对大数据的掌握情况。

顺应大数据发展的大趋势，张新长带领团队早已开展了相关的研究，目的就是将大数据中最有用的信息挖掘出来，然后通过进一步整合，模拟未来城市的发展趋势。“如果这个做好了，其他的问题将会迎刃而解。但总体来说，道路是曲折的，前途是光明的。”张新长告诉记者。

一心求学 一心求变

在地理信息科学与技术领域摸爬滚打了将近40年的张新长，年轻时便十分好学。“文革”十年社会动荡，都丝毫没有动摇过他一心求学的信念。1978年，还是“知青”的张新长，作为国家恢复高考制度后的首届考生，凭借优异的成绩，考入当时的武汉测绘学院（现为武汉大学）地图制图专业学习。在大学里，张新长争分夺秒，刻苦钻研，为增加知识储备，付出了很多的时间与精力。

在线开放课程建设与教学模式创新研究

本科毕业后，凭借优异的成绩，他顺利走上了工作岗位。5年时间里，他先后就职于新疆测绘局、湖北省测绘局，虽工作稳定，但他觉得这并不是自己想要的人生。为了更好地将自己的专长发挥出来，张新长决意辞去工作，继续求学。于是他考取了武汉测绘科技大学（现为武汉大学）地图制图与地理信息工程硕士研究生，并相继获得了地图制图与地理信息系统工程专业的硕士和博士学位，为自己的学业生涯交付了一张完美的答卷，也为后来从事科学研究奠定了坚实的基础。

1990年，博士毕业的张新长进入武汉测绘科技大学地图制图系任职，4年后调职中山大学，由此开启了他在那里近30年的教学生涯。

20世纪90年代的中山大学地理学系GIS（地理信息系统）课程尚未开设，张新长凭着自己出色的专业素养以及热情与坚持，主持创办了中山大学GIS本科专业，填补了中山大学地理学科没有该专业的空白。之后，张新长在地图学与地理信息的研究方向上愈钻愈深。

张新长告诉记者，在科研和教学上，他真正的起步其实开始于1998年从英国学习回国之后。1997年，作为高级访问学者，张新长前往英国东伦敦大学学习GIS应用。

留英一年，张新长获益匪浅。“出去后发现国外真是不一样，一所二流的大学，学科教育居然发展得那么好。”张新长说。最令他吃惊的是，当时在英国买房可以先在网络上进行区域分析，买家提出条件提交后，网络可以帮买家进行空间分析，挑出一些符合条件的地段供买家选择。“这就是现在寻常的叠置分析和缓冲分析，而那个时候英国早已做出来了。”惊叹之余，张新长更多考虑的是如何将这些先进的技术学到手。

在英国的一年，通过不断摸索，张新长已逐渐掌握了当时最流行的GIS软件Arcinfo，并对自己从事的专业有了更深刻的认识。回国后，对于所从事的工作张新长觉得心中更有底气了。

1990年代，中国的地理信息行业正处于起步阶段，教学条件比较落后。尽管当时工资较低，张新长还是自掏腰包，凑了8000多元买了一台电脑，用于教学、备课。“那时只能在黑板上给学生们讲GIS硬件是怎么回事，讲打印机是怎么回事，现在想想其实还蛮有意思，但在当时来说真的是太无奈了。”张新长回忆说。

喜欢做科研，喜欢讲课，更希望将自己的思想、自己做的研究成果一代一代地传下去，让更多的人学习到，这是张新长非常乐于尝试的事情。“如此，作为一个教育工作者，我才算尽职了啊！”他笑着说道。

与时俱进 玩转MOOC

从教以来，张新长始终以严谨的治学之风，敏锐的科研眼光以及虚怀若谷的长者风范，感染着一届又一届的学生，这在无形之中也为他带领的学术团队注入了强大的凝聚力和创造力。

在本科生的教学上，他不仅重视学生理论知识的积累，更重视学生实际动手能力的训练。为使学生将学到的理论知识与实际工作结合起来，在他的奔走努力下，学校已与广州、佛山、增城等地的企事业单位和相关部门合作，建立了中山大学地理信息科学本科专业的实习基地。

在研究生的培养上，他的要求则更为严格。“五加二”“白加黑”地学习与工作在其团队成员看来是再平常不过的事。两周一次的例会，他会给硕士生和博士生安排好每周的具体任务，并把要求完成的实验指标定下来。他说：“不严厉，学生不可能出成果。”他觉得一个合格的GIS毕业研究生，一定要做到三会，即：一会计算机编程；二会撰写论文；三会“讲故事”（做报告），还要会针对不同的对象区别表达。严师出高徒，张新长带出的毕业生往往都成为了各单位竞相争抢的“香饽饽”。

除了严厉，张新长还非常注重对学生良好心态的培养。他认为，做事情一定要有一个平和的心态，凡事只要尽心尽力去做了，就无愧于心了。但在这个瞬息万变的时代，变化往往比计划还要快，如何能够真正做到时刻保持平和的心态，并不是一件容易的事。对此，张新长有自己调节的方法，他经常对学生说：“‘忍一时风平浪静，退一步海阔天空’，要与人为善，不要斤斤计较；另外，更不要纠结于眼前的得失，眼光要放长远，与时俱进，跟上时代的步伐。”

随着移动互联网的迅速发展，教育也面临着新的挑战。在这样的大背景下，张新长想要做的就是用实际行动，为推动中国地理信息教育事业的发展贡献属于自己的一份力量。

在GIS专业已有近40年积累的张新长，一直以来都怀抱着这样一个想法。他觉得，如果GIS课程只讲给中山大学的学生听，范围有点太小了，应该想办法把多年的教学与研究成果奉献给全国高校的GIS学子。于是，在几十载的教学生涯中，张新长一直在寻找着一种新型的授课方式。

2014年11月，张新长参加了在武汉举行的第五届高校GIS论坛，并发表了题为“国家精品视频公开课‘数字城市’建设与MOOC思考”的演讲，当即引起了不小的轰动。演讲过后，有人问他：“张教授怎么也赶时髦玩这个东西啊？”他笑着说：“我就喜欢玩这个，这个事情很有意义，它对于促进中国高等教育公平性和普及性太重要了。”

最早于2011年兴起于美国的MOOC（massive online open courses），是一种新型的大规模在线网络课程模式，这种新授课模式的出现让张新长兴奋不已。

张新长任教的中山大学作为华南的知名学府，在这种新授课模式兴起不久以后便紧跟潮流，抓准时机，在华南地区率先将MOOC引了进来。

怀着传播知识的满腔热情，在学校教务处的大力支持下，张新长以独特的视角，首先开设了中山大学MOOC试点课程《地理信息系统概论》，由此他也成为了中山大学MOOC的开创者。一直以来想要启迪更多学生的朴实愿望，在张新长那里实现了。

其实在开设MOOC之前，张新长早已在创新授课模式上做了一些尝试。他的另一门课程《数字城市》已被“国家精品视频公开课”收录。凭借浅显易懂、轻松活泼的教学语言和新颖的教学方式，这门专业课程已在国家级视频公开课的992门课程中获得了总排名第5的高人气排名，评论量也高居榜首。截至目前，该课程点赞数已超过34万人次，写评论超过3.5万人次。作为中山大学第一批进入“国家精品视频公开课”的课程，它同时也是目前在全国测绘地理信息领域仅有的两门“国家精品视频公开课程”之一。

参加2017欧亚经济论坛科技分会

与精品视频公开课程面对国内普通大众开放这一模式不同，MOOC面对的是所有大学生，张新长开设的MOOC《地理信息系统概论》面对的就是全国高校GIS专业的学生。

“有一段时间我除了开会、写论文、指导硕士和博士研究生以外，心思全放在MOOC上了。”张新长说。为了上好MOOC，张新长花费了颇多精力。教学视频由二三十人的团队精心制作，课堂上说的每句话都经过精心设计，每一个概念都经过认真核实，每节课都按照知识点来作为索引，完全按照公开出版的要求来精心录制。“制作一节课的工作量比我上10次课的工作量还要大。”尽管过程辛苦，但张新长仍然乐此不彼。现在，《地理信息系统概论》作为国家级精品在线开放课程及我国测绘地理信息领域第一门中国大学MOOC课程，已于2016年9月1日正式开课，并于2017年12月获得了国家首批精品在线开放课程称号。

张新长说：“人生就该是这样的，自己喜欢做一件事，最后把这件事做好了奉献出来，让大家一起共享。如此，自己付出的努力也值了。以MOOC这种形式总结已经教了近30年的《地理信息系统概论》这门课程，就当是为我自己的GIS教学生涯画个句号吧！”

从求知若渴的少年到鬓发染霜的学者，从普通技术人员到科技领军人才，科研梦想作为一条主线一直贯穿于张新长的生命旅程中。“吾生有涯，而知无涯”，在浩如烟海的知识海洋里，张新长始终保持着一颗开放、热切的求知之心。每天坚持早起看书，关注GIS的最新理论动态，了解GIS的最新技术，始终走在GIS的前沿，是张新长对自己的要求。

“仁者不忧，智者不惑，勇者不惧”，对于未来面临的挑战，张新长显得从容不迫。因为，始终与自己赛跑的张新长，从未停下过继续探寻的脚步。