【人物】走进武汉大学任福教授，聆听智能时代“地图”强音

▲武汉大学资源与环境科学学院副院长 任福教授

2021年11月，由武汉大学杜清运教授和任福教授主持编制完成的国内首部《世界航海地图集》正式出版，并于2022年3月17日在国家海洋博物馆首秀，引起了业界广泛的关注。

7月盛夏的午后，笔者如期见到了图集的负责人之一、2021第九届“高校GIS创新人物”——任福教授，他戴着一副细黑框眼镜，身着藏蓝色印有“武汉大学”相关LOGO的文化衫，向笔者讲述他与地图、与珞珈山、星湖水近三十年的羁绊。《世界航海地图集》的编制成功属于阶段性的胜利，未来，他还将继续在地图学科研之路上探索前行。

01

筹备过程多曲折 历时三年终成著

记者：您在智能地图制图领域颇有建树，有很多实践应用，前不久也主持编制完成了国内首部《世界航海地图集》，能介绍下您的最新研究成果吗？

任福：我关注的智能地图制图是把目前流行的人工智能的理论与方法同地图学的原理与技术融合在一起。初步思路是想通过构建垂直的地图知识图谱来实现智能地图信息服务，或增强现有地图类信息系统的知识驱动特性。在我看来，地图集对于地图学的重要程度就类似于航空发动机之于飞机工业，后者被称为“现代工业皇冠上的明珠”。地图集编制过程实际上就是系统化梳理地图学、地图制图学及地理学等科学知识和持续性实践多学科交叉技术方法的过程。

近三年来，团队也取得了一些成果，比如主持完成了2020年版的《深圳市地图集》和2021年版的《世界航海地图集》；同时，也参与了国家重点研发计划项目“一体化综合减灾智能服务”的建设，我协助杜清运教授完成其中的课题六：应急自适应快速制图；团队初步建立了地图知识图谱及图数据库，升级了已有的在线动态专题地图软件平台，并应用到智慧城市、地理国情监测、自然资源数据管理等多个领域之中。

《世界航海地图集》是团队协作完成的一部作品，共有10位老师一起参与协作，先后有50多名本科生、研究生参加，历时三年编制而成，每一幅图都经过大家数次精心打磨。作为我国首部全球尺度、航海主题的大型地图集，它添补了学科空白，成为武汉大学地图学科自上世纪50年代成立以来，师生一起编制的首部全球尺度的综合地图集作品。图集主要针对国家海事部门的决策者、航海领域的研究者、航运企业负责人和一些对海上交通感兴趣的公众等读者，它既有科学性和专业性，又有科普的特性。

在出版审查阶段，中国地图出版社随时给予团队鼓励，以高要求、高效率和高热情提供指导和支持，编制团队的学生都被这种精益求精、一丝不苟的态度折服。2021年底的付梓印刷阶段，西安突发疫情，导致图集承印单位西安煤航地图制印公司停工停产，2022年1月，武汉大学融媒体中心推送了一篇《世界航海地图集》的推文，在稿件最后，学生编辑们加了一句“西安加油！”，温暖了很多读者。最终图集在今年3月份全部印刷完成，成果来之十分不易。

这部作品还承载着一份比较特殊的意义，它是庆祝中国共产党成立100年、国际水道测量组织成立100年的献礼之作，图集的定价是人民币723元，正是取自中共一大召开日期：7月23日。

任福教授带学生在地图集印刷车间现场校样

记者: 作为我国首部全球尺度、航海主题的地图集，与国内尺度相比，世界尺度的难点体现在哪里？

任福：图集的难点集中在两个方面：第一是地图投影，国内图集的投影基本上是固定的几种，以高斯-克吕格投影为主，但是在《世界航海地图集》中，团队为了使世界范围内不同主题地图呈现出最佳的信息表达效果，使用了多达十几种的投影方式，地图投影是地图学中公认最具科学含量的内容，团队在设计这些投影的过程中投入了很多精力；第二是制图数据的加工处理，图集的资料来源非常广泛，涉及世界上各个国家和地区及各类官方组织，要把这些不同来源的资料有机整合在一本图集里面，数据的口径、来源的规范性、权威性……都需要团队逐一审核，所以在资料加工处理方面，难度更大一些。

《世界航海地图集》印前审查签样会议

02

智能时代将迎来地图的泛化

记者：大众眼中的地图往往是空间信息的表达工具，比如说手机上的导航地图。但您在地图和抗疫、和地质灾害防治结合方面都有过不少研究。在您看来，地图在现代社会具备哪些功能？

任福：现代社会对地图的倚重程度是与日俱增的，在这种情况下地图扮演的角色，我们可以从五个视角去观察：

➢全空间视角：在现代社会，地上下、室内外、陆海、“主客体”认知空间等都是地图表达的对象，其功能体现在：定位（我在哪里）、寻址（我要去哪里）、导航（我怎么过去）。

➢全信息视角：通过空间位置全景式地串起这个位置上曾经发生的、正在发生的以及将来可能发生的各种信息，我们称之为位置智能，地图则成为组织这些信息的“主链条”。

➢全媒体视角：现代社会的地图需要通过大中小等各种不同尺寸的电子屏幕进行跨媒体表达，满足感知大数据实时制图要求，具备静态的、动态的、多模态的以及交互等多种形式和功能。

➢全周期视角：新型基础测绘能够实现对地理空间进行实体化测绘，便于将来实体的全生命周期管理，进而对城市实现精细化管控，这就要求地图和CIM、BIM等结合，把各种设施集成到地图中去。

➢全业务视角：整合行业领域的多个业务线条，通过地图承载全部业务流，构建出各类“一张图”系统，如自然资源一张图、环境生态一张图、灾害应急一张图等。这五个视角对地图提出了很多功能创新的要求，但是也恰恰说明了地图在今天的重要性。

记者：数字化和智能化时代，地图未来的发展趋势是怎样的？

任福：数字化和智能化时代都强调了机器的重要性，数字化是机器代替人劳动，智能化是机器代替人决策，地图在这个时代，慢慢呈现出不同演化方向。首先是位置服务类的地图，这类地图的特点是靠感知驱动的，如卫星导航、手机定位、无人驾驶等，通过这样的传感器来驱动地图应用，目前占据了我们这个产业产值的大半壁江山，例如高精地图、点云地图等。

其次就是像《世界航海地图集》这样的知识服务类地图，它们是靠认知驱动，即编图人员对表达对象的认知。知识服务类的地图使用范围也非常广泛，如中小学生的地理课本中，或者现在很多人家里都会有的一两本地图集。地图出版业产值不大不小，但对人们认识地理环境十分重要。

最后是文创服务类的地图，顾名思义，就是把地图元素与丝绸、剪纸、旗袍、瓷器、雨伞、日历等文创产品结合起来，它们是靠设计者的觉知和个人体验来驱动的，这类地图非常有特色，但是产业产值体量会比较小。三类地图所遵循的理论方法和技术路线差异比较大。

所以，未来发展趋势正如郭仁忠院士所提“我们将进入泛地图时代”。推动地图泛化的力量也将日益的多元化，既有测绘、地信、计算机等主打行业，还有志愿者制图、机器制图、人文制图、赛博制图等系列新兴领域。我相信未来地图将与时俱进且活力满满。

03

“思考脑”、“操作手”和“美丽心”

记者：武汉大学GIS学科底蕴深厚，为我国地理信息事业培养了大量人才，您觉得武大的优势在哪里？随着技术与行业的发展，我们的人才培养更注重哪些方面？

任福：习近平总书记强调人才是创新的第一资源。武汉大学地理信息科学专业积淀深厚，建成了国内外地理信息科学专业领域一流的创新人才培养基地，获批了首批国家一流本科专业建设点，并支持学校地理科学专业入选教育部基础学科拔尖学生培养计划2.0五大基地之一。

多年来，学院培养了一大批优秀拔尖创新人才，在国际和国内两个人才就业市场均表现优异，核心优势就在于依托地理学、测绘科学、计算机科学等A类学科群进行交叉创新，专业建设遵循“创新、创业、创造”应用型人才培养规律，通过树立一个理念——“理工并举”，构建双轮驱动——“国家需求和全球视野”，实践三个课堂——“课堂教学、校园活动和社会体验”，打造四个路径——“产、学、研、用”，形成了独具特色的适应科技产业发展需求和兼具交叉性、复合型和国际化特征的创新人才培养模式。

记者：数字经济时代正向我们走来，您认为GIS专业人才培养正在面临哪些机遇和挑战？

任福：我认为数字经济时代最大的机遇是：数字经济驱动了多领域的数字化转型，在这个过程中，GIS一定是不可或缺的“抓手”和“推手”，大量的需求必然带动GIS的全面升级，包括人才培养。

GIS专业人才培养当然也面临不少挑战。首先，在构建人类命运共同体背景下，高校应该如何通过挖掘国际国内科技育人资源，在世界范围内构建科教、校企、师生、生生协同创新机制，激发学生创新意识和能力。我们不仅仅是面向国内，更要面向国际，在世界范围内能够构建起这种协同创新的机制，特别是人类命运共同体里面，例如加入了“一带一路”倡议的那么多国家，我们怎么和这些国家中的人才进行学术、科研上的互动，这是当前的一个挑战。

紧接着，在大类人才培养模式背景下，如何有机融合“通识-基础-专业-实践”课程体系中知识脉络和能力结构，培养学生具有“思考脑、操作手和美丽心”。顾名思义，思考脑代表深度思考能力，操作手代表动手操作能力，而美丽心则是指人文素养，这些基本素质的培养，我认为也是一个很大的挑战。

最后，在全面强化稳就业背景下，如何通过汇聚地理信息领域“产学研用”通道力量，打造“教学相长、学以致用”创新环境，确保学生创新能力全链条可持续培养，这是一个长期的挑战。

记者：您在全国高校青年教师讲课竞赛中获得过特等奖和特殊贡献奖，还曾获评武汉大学“我心目中的好导师”。在您看来，如何成为学生心目中的好导师？

任福：我认为成为一名称职的导师，既要具备扎实的科研实力，也要有多途径争取科研经费的能力，同时要做到自己保持终生学习的劲头和习惯，毕竟研究生已经是大孩子了，身教的效果一定是大于言传的，师生一起为科研“打拼”，桃李不言，下自成蹊。

同时，我把自己的定位从“导师”调整到“帮手”，团队定期交流科研任务进展，在学生学习、深造、择业、生活等方面给出自己的建议，作为帮手的角色来和学生相处，学生也会更轻松一些。

最重要的是甘为人梯的精神，只要有好的机会，我会毫不犹豫地推荐学生到更高、更好和更强的团队与平台，这样短期来看自己科研项目可能会受到影响，但长期来看对学生本人的人生走向甚至是行业发展都有更深远的影响。

任福教授团队2022年毕业生合影

记者：目前正处于毕业生就业、新生即将入学的交叉时期，您对广大GIS学子有哪些学习和就业建议？

任福：地理信息科学专业脱胎于地图学，是一个非计算机类的计算机强相关专业，学习目标我们通俗形象地说，就是把地球“搬进”计算机。学习内容广泛且深入，它以空间位置为“基因”，让定位与导航服务成为人们的“行动指南”；以各种大数据为“血液”，让地理空间分析成为人们的思考模式；以计算机技术为“心脏”，让智能计算成为人们的活力源泉。这种打比喻的形式其实已经告诉大家了，我们要学习测绘、地理以及计算机方面的相关内容，总的来说，地理信息科学专业的学习是一个十分挑战自我但能够让大家有获得感、成就感的过程。

再来谈就业，地理信息科学专业本质上是个“问题驱动”的专业，培养学生成为“麻烦解决者”，学生的就业领域是十分广泛的，就拿武汉大学资源与环境科学学院来说，约一半学生到自然资源部及其下属的规划院、勘测院、测绘院、地信中心等，也包括应急管理部、环境生态部等领域；约一半的学生加入了互联网企业，例如华为、阿里巴巴、腾讯、百度、美团、顺丰等知名集团。资源与环境科学学院在武汉大学是唯一一个本科生和研究生就业均被学校评为A档的学院，这也侧面验证了地理信息科学专业就业向好趋势。

04

二十载耕耘不负热爱 为推动地图事业贡献力量

记者：从2002年到2022年，您在武大任教整整二十年。这二十年间您认为高校GIS教育和人才培养都产生了哪些变化？对二十年的教育生涯您有什么感触？

任福：我还没有意识到，一晃眼已经20年了啊！在我看来，这二十年间，高校GIS教育和人才培养“重心”有三次变化：早期是满足“工具”型需求，例如开发各种国产GIS软件、制图工具和空间分析工具等；中期是满足“工程”型需求，例如建空间数据库、共享平台、服务体系等；现在则是要满足“工业”级需求，例如智慧城市、无人驾驶、数字孪生、位置智能等。

尽管当前，因各地区、各行业和各单位的发展程度不同，三类需求是一种并存状态，但工业界头部企业的技术创新已走到高校前列。因此，今天的武汉大学资源与环境科学学院的地理信息科学专业在夯实学科交叉、全球素养等传统优势之上，重点是要打造科教融合和产教协同等新兴优势，逐步成为全球重要的创新人才培养基地。

我是1995年来到武汉测绘科技大学地图学专业的，1999年本专业保研，2002年硕士毕业后留校任助教并攻读博士，2006年博士毕业，属于“一条道跑到黑”的类型。20年中，我个人觉得2014年评上教授是个分水岭，之前花了12年，从助教、讲师、副教授到教授一路“爬梯子”上来，职称驱动，目标明确，努力完成团队各类科研任务。成为教授之后，开始更多的思考学科专业发展，把研究兴趣和国家经济社会需求结合起来。

我最大的体会就是地理信息科学专业发展十分依赖“问题驱动”，解决各类实际难题是这个专业发展最核心的动力，这也意味着我们这个专业的老师必须要去各个交叉领域寻找与解决各种各样的问题，特别是那些“卡脖子”的问题，引导和培养学生求真务实，钻研创新，扎根在祖国大地上做研究。

团队师生进行地图制图研讨活动

人物介绍

任福：1976年生，内蒙古包头市人，武汉大学资源与环境科学学院教授、博士生导师、副院长。长期从事地图学理论研究与智能制图技术开发、地理信息系统研发与位置智能服务应用、智慧城市等方向的研究。

1995年进入武汉测绘科技大学地图学专业学习， 2006年获武汉大学工学博士学位。2012年在加拿大滑铁卢大学地理系公派访学一年。主持国家自然科学基金4项、国家重点研发计划子课题1项和主持完成《深圳市地图集》（2020年）和《世界航海地图集》（2021年）编制项目。

先后曾获得中国测绘学会科技进步奖特等奖1项、一等奖1项和二等奖4项，地理信息产业协会科技进步奖特等奖1项、和二等奖3项等，在国内外发表学术论文60多篇，担任多个学术期刊的审稿专家。2019年起担任中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会副主任委员。2022年起担任中国测绘学会软件与信息技术工作委员会副主任委员。

来源：GIS时代传媒