中國(guó)工程院院士 王家耀

地理信息產(chǎn)業(yè)是以現(xiàn)代測(cè)繪和地理信息系統(tǒng)、遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等技術(shù)為基礎(chǔ)，以地理信息資源開(kāi)發(fā)利用為核心，從事地理信息獲取、處理、應(yīng)用的高技術(shù)服務(wù)業(yè)。自20世紀(jì)60年代地理信息系統(tǒng)提出以來(lái)，其應(yīng)用逐漸拓展到多個(gè)行業(yè)，從產(chǎn)生、成長(zhǎng)到壯大，地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了可喜成績(jī)。

當(dāng)前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新的歷史階段，社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾；以5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新技術(shù)快速發(fā)展，人工智能技術(shù)也因深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的成功而獲得了巨大進(jìn)步；隨著我國(guó)行政體制改革和自然資源管理體系的建立，地理信息產(chǎn)業(yè)已融入自然資源管理體系中。面對(duì)新的社會(huì)需求、新的技術(shù)進(jìn)步和新的管理體系要求，亟待根據(jù)國(guó)家大政方針、社會(huì)生產(chǎn)需要、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，做好地理信息產(chǎn)業(yè)的工程技術(shù)、商業(yè)模式、產(chǎn)品類型的轉(zhuǎn)型升級(jí)與融合創(chuàng)新，進(jìn)一步提高地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和水平。

地理信息產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力——人工智能

信息化的發(fā)展遵循從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的規(guī)律，地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亦如此，智能化是地理信息產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的高級(jí)階段。

“互聯(lián)網(wǎng)＋”改變了地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思維方式。“互聯(lián)網(wǎng)＋”的本質(zhì)是跨界融合。“基礎(chǔ)地理信息＋”和“通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)＋”的本質(zhì)也是跨界融合。“＋”是核心，提出跨界融合的解決方案是關(guān)鍵。只有這樣，才能更充分地發(fā)揮基礎(chǔ)地理信息和通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的“基礎(chǔ)”和“通用”作用，實(shí)現(xiàn)地理信息產(chǎn)業(yè)到時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

云計(jì)算具有的信息資源管理、處理和應(yīng)用的“全面彈性”，可以支撐“地理信息產(chǎn)業(yè)”到“時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)”的轉(zhuǎn)型。時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化需要超強(qiáng)計(jì)算能力的支持。云計(jì)算作為一種新的計(jì)算模式，通過(guò)“池化”和“云化”把數(shù)千臺(tái)甚至上萬(wàn)臺(tái)機(jī)器都放在一個(gè)“池子”里面，這是“資源彈性”；并在“資源彈性”即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）之上增加了一層“應(yīng)用彈性”，包括平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），以滿足時(shí)空大數(shù)據(jù)的“應(yīng)用彈性”需求。云計(jì)算支撐時(shí)空大數(shù)據(jù)處理的分布式、協(xié)作（同）化和智能化；通過(guò)任務(wù)分解，解決分布式問(wèn)題；通過(guò)工作流重構(gòu)，解決并行問(wèn)題；通過(guò)算法調(diào)度，解決協(xié)作（同）化問(wèn)題。

人工智能是地理信息產(chǎn)業(yè)融合升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。算法、大數(shù)據(jù)和計(jì)算能力構(gòu)成了人工智能的三要素或“三駕馬車”。其中，算法是用好大數(shù)據(jù)和計(jì)算能力的關(guān)鍵，需要靠機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)不斷優(yōu)化，而算法的不斷優(yōu)化又是靠不斷輸入大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。算法、大數(shù)據(jù)還需要計(jì)算能力的支持，否則算法就失去了引擎，大數(shù)據(jù)處理快速性也不可能實(shí)現(xiàn)。在人工智能的算法、大數(shù)據(jù)、計(jì)算能力三要素中，隨著智能感知技術(shù)的快速發(fā)展，時(shí)空大數(shù)據(jù)已出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，為時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化提供充足的數(shù)據(jù)支撐；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，適應(yīng)時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化需求的計(jì)算能力已經(jīng)完全具備；需要人們更加關(guān)注的是算法研究，特別需要加強(qiáng)多源異構(gòu)時(shí)空大數(shù)據(jù)融合、分析、挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、可視化等方面的算法研究。在人工智能算法、大數(shù)據(jù)、計(jì)算能力“三駕馬車”的驅(qū)動(dòng)下，地理信息產(chǎn)業(yè)到時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)必將加速實(shí)現(xiàn)。

時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)——屬于第四產(chǎn)業(yè)的范疇

時(shí)空大數(shù)據(jù)，指基于統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)活動(dòng)或存在于時(shí)間和空間與位置直接或間接相關(guān)聯(lián)的大數(shù)據(jù)。據(jù)此，時(shí)空大數(shù)據(jù)由時(shí)空框架數(shù)據(jù)和時(shí)空變化數(shù)據(jù)兩大類數(shù)據(jù)組成。

時(shí)空框架數(shù)據(jù)指基于統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)（含連續(xù)運(yùn)行參考站 CORS數(shù)據(jù)）、遙感影像數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)等。時(shí)空變化數(shù)據(jù)包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)人文數(shù)據(jù)、位置軌跡數(shù)據(jù)、與位置相關(guān)聯(lián)的空間媒體數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、搜索引擎數(shù)據(jù)、視頻觀測(cè)數(shù)據(jù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。時(shí)空變化數(shù)據(jù)聚合（關(guān)聯(lián)）在時(shí)空框架數(shù)據(jù)上，就構(gòu)成了時(shí)空大數(shù)據(jù)。時(shí)空大數(shù)據(jù)具有位置、屬性、時(shí)間、尺度、分辨率、多樣性、異構(gòu)性、多維性、價(jià)值隱含性、快速性等特性。時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，指以天空地海傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以時(shí)空信息“獲取（傳感網(wǎng)）→處理（生產(chǎn)）→應(yīng)用（服務(wù)）”為產(chǎn)業(yè)鏈，以人工智能等新興信息技術(shù)為支撐，以數(shù)據(jù)密集型計(jì)算為特征的知識(shí)密集型信息產(chǎn)業(yè)，屬于從第三產(chǎn)業(yè)中分離出來(lái)的第四產(chǎn)業(yè)的范疇。同地理信息產(chǎn)業(yè)相比較，時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵要寬泛得多，規(guī)模要大得多，類型更具多維性和多樣性，知識(shí)更密集，速度更快，產(chǎn)品更加多樣化和個(gè)性化，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊，具有良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。

時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化的核心——時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)

時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化的核心。

它是指把各種分散的和分割的大數(shù)據(jù)即時(shí)空框架數(shù)據(jù)和時(shí)空變化數(shù)據(jù)匯聚到一個(gè)特定的平臺(tái)上，并使之發(fā)生持續(xù)的聚合效應(yīng)。這種聚合效應(yīng)就是通過(guò)數(shù)據(jù)多維融合和關(guān)聯(lián)分析與數(shù)據(jù)挖掘，揭示事物的本質(zhì)規(guī)律，對(duì)事物做出更加快捷、更加全面、更加精準(zhǔn)和更加有效的研判和預(yù)測(cè)。從這個(gè)意義上講，時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是大數(shù)據(jù)的核心價(jià)值，是大數(shù)據(jù)發(fā)展的高級(jí)形態(tài)，是大數(shù)據(jù)時(shí)代的解決方案。從產(chǎn)業(yè)化的角度講，通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是指將時(shí)空框架數(shù)據(jù)匯聚在一個(gè)特定平臺(tái)上，利用這個(gè)平臺(tái)生產(chǎn)軍民兩用的基礎(chǔ)測(cè)繪地理信息產(chǎn)品。

所謂“通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)+”模式，即以通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為框架，聚合民用、軍用的時(shí)空變化數(shù)據(jù)，分別構(gòu)成時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)。“通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)+民用”模式，即將地方政府各部門各行業(yè)的政務(wù)、自然資源、規(guī)劃、交通、水利、管網(wǎng)、人口、經(jīng)濟(jì)、人文、社會(huì)、醫(yī)療、教育、電力、公安等數(shù)據(jù)匯聚在通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)上，使之成為新型智慧城市的“智腦”，通過(guò)持續(xù)的聚合效應(yīng)，生成各類（種）民用深加工知識(shí)產(chǎn)品，為政府綜合決策、各部門各行業(yè)和社會(huì)公眾提供智能化服務(wù)。

時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化是通過(guò)時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)闀r(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化是一個(gè)新問(wèn)題，應(yīng)該走一條從基礎(chǔ)研究起步的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新之路。這條創(chuàng)新之路首先要研究和建立以數(shù)據(jù)科學(xué)為核心的時(shí)空大數(shù)據(jù)理論體系。目前，“數(shù)據(jù)科學(xué)”的邊界還不清晰，時(shí)空大數(shù)據(jù)理論研究薄弱，更未形成時(shí)空大數(shù)據(jù)的理論體系，而這是時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。因此，這條創(chuàng)新之路要研究和建立以“數(shù)據(jù)隱含價(jià)值→計(jì)算發(fā)現(xiàn)價(jià)值→應(yīng)用實(shí)現(xiàn)價(jià)值”為核心，以“數(shù)據(jù)獲?。▊鞲衅骶W(wǎng)）→處理（生產(chǎn)）→應(yīng)用（服務(wù)）”為產(chǎn)業(yè)鏈的時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系。走在這條創(chuàng)新之路上的人，更要研究和設(shè)計(jì)包括軟件產(chǎn)品、硬件產(chǎn)品、軟硬件集成產(chǎn)品、各類（種）應(yīng)用平臺(tái)產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品在內(nèi)的時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)品體系。

總之，在當(dāng)前全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，數(shù)字化的知識(shí)和信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，以數(shù)字技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力量，以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)為重要載體，通過(guò)數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，數(shù)字經(jīng)濟(jì)能夠不斷提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，以加速重構(gòu)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)治理模式。地理信息產(chǎn)業(yè)作為處理位置數(shù)據(jù)的核心產(chǎn)業(yè)，可以積極推動(dòng)其基于“通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)+”模式深度融入數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字化治理與數(shù)據(jù)價(jià)值化領(lǐng)域，積極融入自然資源管理工作整體布局，主動(dòng)引領(lǐng)以地理信息為基礎(chǔ)的新型智慧城市、實(shí)景三維中國(guó)、新型基礎(chǔ)測(cè)繪建設(shè)，推進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)向全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，擴(kuò)大地理信息產(chǎn)品供給面，加大地理信息消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品研發(fā)，鼓勵(lì)新應(yīng)用、培育新市場(chǎng)，讓地理信息產(chǎn)品通過(guò)生態(tài)建設(shè)、智慧管理、數(shù)字經(jīng)濟(jì)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略建設(shè)并惠及全社會(huì)，從而促使地理信息產(chǎn)業(yè)向時(shí)空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級(jí)。