三維GIS的基本問題探討
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提 要
本文回顧與評述了三維GIS的相關發展情況，探討了三維GIS的有關基本問題，如數據獲取、大數據量存貯與處理、三維空間分析，同時指出科學計算可視化、數據庫系統管理、數字影象處理等技術的成熟和二維GIS長期發展提供的理論實踐經驗等為三維GIS的發展提供了良好的基礎。最后為三維GIS實際系統的開發提出了幾個值得注意的要點。
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關鍵詞
三維GIS 基本問題 數據結構
0.引言
二維 GIS始于二十世紀六十年代的機助制圖，今天已深入到社會的各行各業中，如土地管理、電力、電信、城市管網、水利、消防、交通以及城市規劃等。但二維GIS存在著自身難以克服的缺限，本質上是基于抽象符號的系統，不能給人以自然界的本原感受。隨著應用的深入，第三維的高程信息顯得越來越重要。一些二維GIS和圖象處理系統現已能處理高程信息，但它們并未將高程變量作為獨立的變量來處理，只將其作為附屬的屬性變量對待，能夠表達出表面起伏的地形，但地形下面的信息卻不具有，因此它們在國際國內也被俗稱為2.5維的系統?？紤]到2.5維這一概念并不嚴密，作者稱之為“地形面三維”或簡稱面三維。我們認為，面三維的GIS本質上仍然是二維GIS系統。
二維GIS只能處理平面X、Y軸向上的信息，不能處理鉛垂方向Z軸上的信息。它在表達上通常是將Z值投影到二維平面上進行處理，因此對于同一（x, y）位置的多個Z值不能表達。
地形面三維的表達將Z值投影到一個模型上，顯示時X、Y、Z三個軸均被顯示，其模仿人類從某點觀察的視覺，使三維對象看起來象真正的三維對象一樣。但是面三維技術有兩個明顯的缺點：①它表達的對象內部是空的，不具備應有的信息；②雖然它能表現鄰近的多個表面，但對于表面交叉的情況，則難以進行交叉表達和管理。只有將這類現象置于真正的三維空間中考慮，才能靈活高效地處理各種三維問題，如三維內部屬性和拓撲關系，三維空間索引和管理等。這是三維空間表達與二維GIS、地形面三維表達的本質區別之一。
三維空間表達考慮多個Z值的出現，將多個（X, Y, Z）觀測點結構化為實體域，這種處理是對人類居住空間的較為接近的近視[1]。
1.三維GIS發展評述
世界的本原是處在三維空間中的，二維GIS將現實世界簡化為平面上二維投影的概念模型注定了它在描述三維空間現象上的無能為力，克服這一缺陷迫切需要真正的基于三維空間的GIS的問世。因此在過去的一段時間里，人們很早就開始了三維GIS理論和實際系統方面的探索，同時遇到了不少困難。下面對此展開討論。
1.1 三維GIS的研發思路與相關軟件發展情況
隨著GIS應用的深入，人們越來越多地要求從真三維空間來處理問題。在應用要求較為強烈的部門如采礦、地質、石油等領域已率先發展專用的具有部分功能的三維GIS，如加拿大LYNX Geosystems公司的LYNX軟件，但由于它們一般是針對自己的領域開發的，沒有從理論上加以系統完整的研究，沒有面向通用平臺進行設計，因此具有較強的局限性。這是由當時的應用要求、數據獲取手段及相關的計算機技術發展條件決定的。
由于二維GIS數據模型與數據結構理論和技術的成熟，圖形學理論、數據庫理論技術及其它相關計算機技術的進一步發展，加上應用需求的強烈推動，三維GIS的大力研究和加速發展現已成為可能。
(1) 三維GIS研發思路
當前研究和開發三維GIS的思路可歸納為兩種：
● 由于三維GIS首先要將地理數據變為可見的地理信息，因此人們一方面從三維可視化領域向三維GIS系統擴展，這一點同早期的二維GIS來源于計算機制圖管理一樣，是從可視化角度出發的[2][3][4]。
● 另一方面，GIS需要存儲和管理大量的空間信息和屬性信息，因此另一部分人從數據庫的角度出發向三維GIS發展，從商用數據庫向非標準應用領域擴展，將三維空間信息的管理融入RDBMS中，或是從底層開發全新的面向空間的OODBMS, 如GODOT[5]，GeoO2[6]，GEO++[7]，SmallWorld GIS。一個新的發展方向是將三維可視化與三維空間對象管理藕合起來，形成集成系統。
（2）三維GIS相關軟件發展概況
但是迄今為止，目前國際國內還沒有一個成熟完整的三維GIS系統，與三維GIS相關的系統大多集中在三維可視化方面，如EVS，Vis5D，Voxel，醫學可視化及各種CAD軟件等，也有一些三維系統部分實現三維GIS的功能，比較有名的軟件有：LYNX， IVM（Interactive Volume Modeling）， GOCAD， I/EMS，SGM等[8][9]。
1.2 三維GIS數據模型和數據結構
上述軟件的共同缺點是僅重視表達三維對象本身，對各對象間關系的表達沒有足夠的重視，因此管理大批量三維空間對象的能力較弱，也不能做一些GIS需要的空間分析。LYNX軟件能夠處理和表達三維地質數據，但它們不容易在其它領域推廣使用，MGE系統有一些簡單的三維模塊，但也遠不能滿足三維GIS應有的要求?？偲饋碚f，這些軟件在構造、表達三維對象上具有較強的能力，但管理和分析能力較弱。作者認為出現這種情況的一個主要原因是三維空間數據模型理論和技術的不成熟，另外空間數據庫技術也正處于發展中，不象RDBMS那樣具有成熟的理論和技術，因此導致了三維空間建模能力的薄弱。為此，許多學者和研究人員在這方面作出了很多努力[10]~[27]，但仍然沒有形成完整的三維GIS理論和開發出成熟的三維GIS系統。
在完整的三維GIS系統研究和開發方面，BREUNIG曾經進行過較為系統的研究與實踐[28]。他為三維GIS提出了一個空間信息集成模型，該模型以所謂的擴展復雜要素（e-complex）為內核，表達三維空間地學對象的幾何性質，度量屬性及對象間的復雜拓撲關系。以此為基礎，他又進一步定義了拓撲操作，并將各種e-complex對象融入地學建模和管理的模型框架中，最后給出了一個地質應用的例子。該模型是以矢量模型為基礎，對象及對象間的拓撲關系表達較為精確，但各種操作復雜費時，空間分析不易。
國內李清泉也做過較為系統的三維GIS研究[9]。他以八叉樹和不規則四面體為基礎提出了三維GIS的混合數據模型。以柵格結構的八叉樹作為對象描述的總體框架，控制對象空間的宏觀分布，以矢量結構的不規則四面體描述變化劇烈的局部區域，較為精確地表達細碎部分，并將這兩種模型進行有機地結合。這種混合模型是一種矢量柵格三維結合的有益嘗試，在一些情況下比較合適，但還需要其它表達模型的補充，以提高表達、訪問和操作的效率。
作者認為，由于地學對象賦存形態各異，千變萬化，各種模型又都有其優缺點，因此為三維GIS表達和分析服務的各種數據模型和數據結構設計，應當針對不同的數據獲取方式、地學對象本身的大致形態和主要的應用目的設計不同的數據模型與結構[29]。以此將各種模型的長處充分發揮，進一步提高三維GIS表達和分析的效率。
1.3 三維空間分析
在三維空間分析方面做得較多的是計算機圖形學領域里的工作者，但他們的工作往往偏重于幾何圖形與算法性能，例如邊界追蹤檢測[30]~[32]、鄰居尋找[33][34]，很少考慮為地學目的服務的分析。地學領域曾有人在三維地質表面模擬中提出過三維邊界搜索算法[35]，但其算法較為復雜。作者曾提出過結構較為簡單的鄰域尋找算法[36]，能在線性四叉樹和線性八叉樹中直接確定單元的鄰居。三維空間分析中還有很多研究工作要做，例如三維拓撲關系的描述與構造，三維查詢與統計分析等，有待于進一步的研究。
2.三維GIS的定義、特點及功能
2.1 三維GIS的定義
從不同的角度出發，GIS有三種定義：①基于工具箱的定義，認為GIS是一個從現實世界采集、存貯、轉換、顯示空間數據的工具集合；②數據庫定義，認為GIS是一個數據庫系統，在數據庫里的大多數數據能被索引和操作，以回答各種各樣的問題；③基于組織機構的定義，認為GIS是一個功能集合，能夠存貯、檢索、操作和顯示地理數據，是一個集數據庫、專家和持續經濟支持的機構團體和組織結構，提供解決環境問題的各種決策支持?；诠ぞ呦涞亩x強調對地理數據的各種操作，基于數據庫的定義強調用來處理空間數據的數據組織的差異，而基于組織的定義強調機構和人在處理空間信息上的作用，而不是他們需要的工具的作用。
TURNER認為“Geographical Information System”主要用來區分純粹的二維GIS與三維GIS[2]，為強調在三維任務如地質或地貌應用上的擴展，人們創造了術語“Geoscientific Information System”(GSIS)[28]。后來這個詞被修改為一個縮寫形式“Geo-Information System”(GIS)[24][28]。為區分三維GIS與現今世界上比較成熟的流行的各種二維商業GIS，這里傾向于BREUNIG的觀點[28]，用GIS指代“Geo-Information System”，認為三維GIS是布滿整個三維空間的GIS，與傳統的基于平面的二維GIS或2.5維GIS明顯不同，尤其體現在空間位置與拓撲關系的描述及空間分析的伸展方向上。
三維GIS加上時間維方面的處理即為四維GIS。
2.2 三維GIS的特點
在三維GIS中，空間目標通過X、Y、Z三個坐標軸來定義，它與二維GIS中定義在二維平面上的目標具有完全不同的性質。在目前二維GIS中已存在的0，1，2維空間要素必須進行三維擴展，在幾何表示中增加三維信息，同時增加三維要素來表示體目標[9]?？臻g目標通過三維坐標定義使得空間關系也不同于二維GIS，其復雜程度更高。二維GIS對于平面空間的有限-互斥-完整劃分是基于面的劃分，三維GIS對于三維空間的有限-互斥-完整劃分則是基于體的劃分，因而，通過分析基于（單一）體劃分的三維矢量結構GIS幾何成分之間的拓撲關系，李青元提出五組簡化的拓撲關系[37]。三維GIS的可視表現也比二維GIS復雜得多，以致于出現了專門的三維可視化理論、算法和系統。
總起來說，與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達能給人以更真實的感受，它以立體造型技術給用戶展現地理空間現象，不僅能夠表達空間對象間的平面關系，而且能描述和表達它們之間的垂向關系；另外對空間對象進行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。而與CAD及各種科學計算可視化軟件相比，它具有獨特的管理復雜空間對象能力及空間分析的能力。三維空間數據庫是三維GIS的核心，三維空間分析則是其獨有的能力。與功能增強相對應的是，三維GIS的理論研究和系統建設工作比二維GIS也更加復雜。
2.3 三維GIS的功能
RHIND基于二維GIS的發展狀況提出了三維GIS可能包括的十項功能：數據采集和檢驗有效性；數據結構化和轉化為新的結構（包括創建拓撲關系和從一種拓撲關系轉化為另一種拓撲關系）；各種變化（平移、旋轉、比例、剪切（shear））；選擇；布爾操作（交、并差、或及切割斷面、開隧道（tunneling）、建筑building）；計算（體積、表面積、中心、距離、方向）；分析；可視化；系統管理[23]。KELK為三維地學模擬提出過14項功能[24]：1）從其它系統中引進數據和部分分析功能；2）保存和操作真三維坐標數據；3）無原始坐標信息損失地變化方向；4）保存和顯示地理對象內部組分的信息；5）能夠方便地進行交互式修改，可針對地理對象及其數據庫；6）允許滿足不同數據模型要求的模型重建；7）將斷層等特征作為事件考慮，允許它們影響地學對象；8）處理大的比例尺差異；9）處理內部流體運動和其它時間方面的事件；10）和其它定量公式交互；11）允許局部細節和更廣的軟中心（soft-focus）圖片顯示；12）視覺上使用戶滿意；13）分析各種建模趨勢、模式及與其它GIS模塊的聯系；14）在主要的數據庫中存貯模型和導出報表。
BREUNIG從空間信息集成的角度為三維GIS的發展提出了三項必備的功能：1）復雜地學對象的管理和處理；2）能夠對由各種空間對象表達形式表示的地學復雜對象進行有效的空間存??；3）能夠對各種空間對象進行有效的空間操作[28]。ALEXANDER和SIGRID在城市三維GIS的設計者中提到了三維城市GIS應該具備的另兩項功能：1）應能受益于現代數據獲取方法的進步；2）三維城市GIS應面向未來的技術[38]。三維GIS 也必須解決一些傳統問題：不確定性；誤差定位和消除；處理數據模型的不連續；處理時態數據；處理在不同數據結構中的不同類型和不同比例尺數據[18]。作者認為，三維GIS除了具備二維GIS的傳統功能以外,還應該具有如下獨有的功能:
● 包容一維、二維對象
三維GIS不僅要表達三維對象,而且要研究一維、二維對象在三維空間中的表達。三維空間中的一維、二維對象與傳統GIS的二維空間中的一維、二維對象在表達上是不一樣的。傳統的二維GIS將一維、二維對象垂直投影到二維平面上，存儲它們投影結果的幾何形態與相互間的位置關系。而三維GIS將一維、二維對象置于三維立體空間中考慮，存儲的是它們真實的幾何位置與空間拓撲關系，這樣表達的結果就能區分出一維、二維對象在垂直方向上的變化。二維GIS也能通過附加屬性信息等方式體現這種變化，但存儲、管理的效率就顯得較低，輸出的結果也不直觀。
● 可視化2.5維、三維對象
三維GIS的首要特色是要能對2.5維、三維對象進行可視化表現。在建立和維護三維GIS的各個階段中，不論是對三維對象的輸入、編輯、存儲、管理，還是對它們進行空間操作與分析或是輸出結果，只要涉及到三維對象，就存在三維可視化問題。三維對象的幾何建模與可視表達在三維GIS建設的整個過程中都是需要的，這是三維GIS的一項基本功能。
● 三維空間DBMS管理
三維GIS的核心是三維空間數據庫。三維空間數據庫對空間對象的存儲與管理使得三維GIS既不同于CAD、商用數據庫與科學計算可視化，也不同于傳統的二維GIS。它可能由擴展的關系數據庫系統也可能由面向對象的空間數據庫系統存儲管理三維空間對象。
●三維空間分析
在二維GIS中，空間分析是GIS區別于三維CAD與科學計算可視化的特有功能，在三維GIS中也同樣如此。空間分析三維化，也就是在直接在三維空間中進行空間操作與分析，連同上文述及的對空間對象進行三維表達與管理，使得三維GIS明顯不同于二維GIS，同時在功能上也更加強大。
● 應能及時受益于現代數據獲取方法的進展和大數據量處理技術的發展
目前，由于科技水平的限制，人類獲取地學三維數據的能力的弱小是阻礙三維GIS迅速發展的一個重要原因。一旦三維地學數據變得象遙感數據獲取那樣及時、廣泛與普及，三維GIS將會有更迅猛的發展。因此現時的三維GIS設計與開發應充分考慮未來三維地學數據獲取能力的提高，以便及時受益于現代數據獲取方法的進步。另外，三維GIS要處理的數據量往往很大，計算機軟硬件技術的飛速發展無疑能提高三維GIS的性能，這一點也是三維GIS設計必須要考慮的。總起來說，三維GIS應該留有易于擴展的接口，具有及時吸收外部先進技術的功能。
3.三維GIS發展面臨的有利因素與困難
3.1 三維GIS當前面臨的有利因素
三維GIS 現在正面臨著有利的發展時機,這表現在如下幾個方面：
● 在二維 GIS領域已經具備比較成熟的理論和技術,例如在數據獲取、處理、管理、輸出，數據模型與數據結構等方面有很多較為成熟的理論和方法。在實踐上已有幾十年的發展經驗，被廣泛應用于各個部門和領域。這是眾所周知的。二維GIS方面的很多理論、技術和經驗都能為三維GIS借鑒。
● 三維可視化技術在生物、醫學、地質、大氣等領域已有很多成功的應用。三維GIS與二維GIS的一個重要不同之處在于它有一個三維對象的視覺表現問題，這也是它的一個基本要求，現在成熟的科學計算可視化技術已經為這一要求打下了較為堅實的理論技術基礎。三維GIS工作者要做的是對各種地學對象的本質特征進行分析，找出它們與其它領域對象的不同點，進行合適的概念建模和幾何建模，利用相應的三維可視化技術對之進行視覺表現。
● 在數據存儲工具方面，關系數據庫已有較成熟的理論技術和廣泛的應用，為支持空間數據管理的擴展關系數據庫系統和面向對象的空間數據庫系統已經研制出來并已商業化，目前還在進一步完善。例如，現在的流行關系數據庫系統基本上都支持空間數據的存儲，支持變長記錄，因此它們也都是擴展的關系數據庫系統。面向對象的數據庫系統有：GEO++[7], SmallWorld, GeO2[6]和GODOT[5]等。
3.2 三維GIS當前面臨的困難
上述已有的研究成果只是三維GIS領域的一部分，由于三維GIS涉及的專業領域很廣，隨著應用的深入，它還有很多問題需要解決。KELK曾經描述過三維地學模擬面臨的問題：復雜的空間關系；不容易找到象醫學領域那樣易于“解剖”的地學對象；稀疏的、隨機的不充足的采樣數據；來自于遙感的預示性或模糊性數據的比例尺太?。怀渥悴蓸訑祿墨@得需要昂貴的代價；巖石塊內巖性變化較大；時間和地質過程的動態本質[24]。根據已有的知識和經驗，作者認為當前三維GIS發展需要解決如下關鍵問題：
（1） 三維數據實時廉價獲取
KELK曾把三維地學數據獲取作為幾個主要的困難之一，“一般情況下只有很不完整的，有時是相互沖突的信息可以獲取……”，“經濟條件不允許為解決不確定性而進行的充足采樣”[24]。地學三維表達與分析和醫學可視化有很多相似的地方，但醫學可視化在實際應用中比較成功，而地學可視化卻顯得困難。其中一個重要的原因是地學三維數據采樣率很低，難以準確地表達地學對象的真實狀況。另一個原因是醫學領域的研究者對他們研究中期望看見的對象一般都有較為準確的印象模式，而地學領域的研究者因為地學對象的復雜變化性不能準確地確定研究對象的各種屬性[2][24]。正因為地學對象在自然界的紛繁復雜，使得此一地的經驗模型不能移植到另一地的地學研究對象中，因此三維數據實時獲取在地學領域顯得尤為重要。
（2） 大數據量的存儲與快速處理
在三維GIS中，無論是基于矢量結構還是基于柵格結構，對于不規則地學對象的精確表達都會遇到大數據量的存儲與處理問題。除了在硬件上靠計算機廠商生產大容量存儲設備和快速處理器外，還應該研究軟件方面的算法以提高效率，例如針對不同條件的各種高效數據模型設計、并行處理算法、小波壓縮算法及在壓縮狀態下的直接處理分析等。
?。?） 完整的三維空間數據模型與數據結構
三維空間數據庫是三維GIS的核心，它直接關系到數據的輸入、存儲、處理、分析和輸出等GIS的各個環節，它的好壞直接影響著整個GIS的性能。而三維空間數據模型是人們對客觀世界的理解和抽象，是建立三維空間數據庫的理論基礎。三維空間數據結構是三維空間數據模型的具體實現，是客觀對象在計算機中的底層表達，是對客觀對象進行可視表現的基礎。雖然有很多人展開過相關方面的研究與開發（如前所述），但還沒有形成能為大多數人所接受的統一理論與模式，有待于進一步研究與完善。
（4）三維空間分析方法的開發
空間分析能力在二維GIS中就比較薄弱，目前大多數的GIS都不能做到決策層次上來，只能作為一個大的空間數據庫，滿足簡單的編輯、管理、查詢和顯示要求，不能為決策者直接提供決策方案。其中很大一個原因就是在現有的GIS中，空間分析的種類及數量都很少。在三維GIS中，同樣面臨著這個問題[1]。因此，研究開發GIS的基本空間分析及將各領域的專家知識入嵌入GIS中，是三維GIS發展的一個重要方面。
4.當前三維GIS研發的幾個注意點
從前面關于三維GIS的發展、定義、特點、功能、面臨的機遇與困難，結合當今GIS建設的情況，我們得到當前三維GIS研發應該注意的幾個方面。
(1) 目前應以開發二維為主、三維為輔的混合型GIS為主要目標，不宜單純開發三維GIS。原因有二：1）需求上的決定。在當前GIS產業界，二維GIS已經能夠滿足大部分實際需求，對三維GIS的需求仍然只占少部分。2）技術上的限制。正如前文所闡述的，當前在三維數據獲取、大數據量處理與存儲、三維可視化、三維空間分析方面還不能以較好的性價比滿足大規模商業應用的需要。如果完全采用三維GIS，勢必將花費高昂的系統建設費用，在二維GIS能夠滿足需要的情況下，用戶沒有必要去一味追求高性能。當然，這里并不排除部分單位研制完全的三維GIS以滿足一些行業的特定需要，如軍事、采礦、石油勘探、地質結構研究等工作。
在具體實現時，建議在一般情況下進行二維顯示與分析，當有特殊需要時可以調出三維結構作相應處理。
(2) 在數據結構上要以邊界表達法（BR）為主。不要認為三維GIS一定要進行三維空間分析，事實上雖然三維空間分析是三維GIS的特色，但實際需求仍然以三維可視化和數據管理為主，因此在三維GIS系統中要以矢量結構為主體數據結構，而在需要時轉換為柵格結構。當然，這與研究基于3D柵格框架的三維集成數據結構并不矛盾，相反，集成數據結構反而為矢量柵格的快速轉換提供了便捷的通道。
(3) 對于需要進行三維空間分析的地方，需要專門研究支持快速分析的數據結構與空間分析算法。作者曾經在這些方面做過一些探討，如集成矢量與柵格特征的四層矢量化八叉樹結構[39]、基于該數據結構的空間數據模型與空間分析等[40]。
(4) 城市三維現在已成為當前三維ＧＩＳ中研究與開發的一個重要方面。信息化目前正成為社會發展的主流，城市作為信息存在與傳播的主體，理所當然地也成為三維GIS表達的一個重要對象。國內外已有人作出了較好的探索[38][41][42]，但在實際系統的開發與應用上還需要加大力度。
5.結語
本文根據作者多年研究開發三維GIS的經驗體會，回顧評述了三維GIS的特點與相關軟件發展情況，同時指出三維GIS的發展一方面面臨著完整的三維數據模型和數據結構的缺乏，數據獲取及大數據量存貯和處理上的困難，三維空間分析能力薄弱等困難，另一方面又面臨著科學計算可視化理論技術、數據庫系統管理技術、數字影象處理技術和二維GIS長期發展提供的理論實踐經驗等有利因素。文章最后也為三維GIS實際系統的開發提出了幾個值得注意的要點。
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A DISCUSSION ON BASIC PROBLEMS OF 3D GIS
Abstract This paper reviews 3D GIS’s characters and related software development, discusses its some basic problems such as data acquisition, 3D data storage and handling, 3D spatial snalysis, etc. and points out that on one hand currently 3D GIS’s development is restricted by inefficient 3D data model and data structure, difficulties of 3D data acquisition, large amount 3D data procession and storage, and 3D spatial analysis, on the other hand, 3D GIS can be facilitated by mature Visualization of Scientific Computation, Database, Digital Image Procession technique and 2D GIS’s theories and experience. At last, four important points about 3D GIS software development are presented in this paper: ① At present 2D data model and structure is still one basis of GIS software, and 3D data structure is only one secondary part; ② Boundary Representation must be used as one primary method in 3D modeling, Raster structure and integrated or hybrid Vector-raster structure can only be auxiliary method; ③ Some special data structure and spatial algorithm need to be researched to support efficient 3D spatial analysis; ④ 3D city modeling is becoming one more and more important aspect of 3D GIS research and development.
Keywords 3D GIS Basic problems Data structure
肖樂斌
男，1970年生，1999年畢業于中科院地理所資源與環境信息系統國家重點實驗室，獲地圖學與地理信息系統專業博士學位，現為中科院地理信息產業中心和中科院遙感應用研究所合作培養博士后，目前的研究方向為GIS數據模型、三維數據結構和GIS軟件開發。
鐘耳順
男，1956年生，1991年獲北京大學理學博士學位，1992年進入中國科學院地理研究所博士后流動站工作兩年。現為中國科學院地理科學與資源研究所知識創新基地研究員、博士生導師，中國科學院地理信息產業發展中心主任。主要研究領域為地理信息系統基礎軟件及3S應用。
劉紀遠
男，1947年生，現為中國科學院地理科學與資源研究所所長、研究員、博士生導師。主要研究領域為資源與環境信息系統、
宋關福
男，1969年生，1998年獲中國科學院地理研究所理學博士學位，1998年-2000年在中國科學院遙感應用研究所博士后流動站工作，現為中國科學院地理科學與資源研究所知識創新基地副研究員。主要研究領域為地理信息系統基礎軟件及3S應用。