地理信息產(chǎn)業(yè)與時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)

地理信息產(chǎn)業(yè)與時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)兩者的內(nèi)涵及其區(qū)別和聯(lián)系是一個很難說清楚但是又應(yīng)該說清楚的問題。

1.1 地理信息與地理信息產(chǎn)業(yè)

地理信息，指人對地理現(xiàn)象的感知。其內(nèi)容包括地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量 、分布特征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律等，分為空間位置信息和屬性特征信息兩大類 ， 在計算機(jī)中以數(shù)據(jù)的形式存儲和處理。地理信息產(chǎn)業(yè)，指以全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)及計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，以地理信息 “ 獲取（ 傳感網(wǎng) ）→處理（ 生產(chǎn) ）→應(yīng)用 （ 服務(wù) ）” 作為產(chǎn)業(yè)鏈的信息產(chǎn)業(yè)，屬于信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)， 即地理信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)，是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分。

地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了可喜的成績，表現(xiàn)出了明顯的發(fā)展趨勢：

一是實現(xiàn)了模擬測繪產(chǎn)品生產(chǎn)到數(shù)字測繪產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變；

二是實現(xiàn)了延續(xù)多年的以基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)任務(wù)為主到基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品與深加工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變；

三是實現(xiàn)了基礎(chǔ)測繪向地 理國情普查和監(jiān)測的延伸和拓展；

四是正在經(jīng)歷 從沿襲多年的計劃經(jīng)濟(jì)體制機(jī)制到適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì) 體制機(jī)制轉(zhuǎn)變 ；

五是正在建立 “ 基礎(chǔ)地理信息＋”（ 跨界融合）的地理信息產(chǎn)業(yè)新理念和新思維 ；

六是正在思考和迎接當(dāng)前迅速發(fā)展的云計算 、 大數(shù)據(jù) 、人工智能等新興信息技術(shù)給地理信息產(chǎn)業(yè) 的轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 。

1.2 時空大數(shù)據(jù)與時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)

時空大數(shù)據(jù)：指基于統(tǒng)一時空基準(zhǔn)活動或存 在于時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，時空大數(shù)據(jù)由時空框架數(shù)據(jù)和時空變 化數(shù)據(jù)兩大類數(shù)據(jù)組成。時空框架數(shù)據(jù)指基于統(tǒng)一時空基準(zhǔn)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)（含連續(xù)運(yùn)行參考站 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；時空變化數(shù)據(jù)包括社會經(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) 、 視頻觀測數(shù)據(jù) 、生態(tài)環(huán)境 監(jiān)測數(shù)據(jù)等。時空變化數(shù)據(jù)聚合（關(guān)聯(lián)）在時空框架數(shù)據(jù)上，就構(gòu)成了時空大數(shù)據(jù)。時空大數(shù)據(jù)具有位置、屬性、時間、尺度、分辨率、多樣性、異構(gòu)性、多維性、價值隱含性、快速性等特性。這樣定義時空大數(shù)據(jù)的科學(xué)依據(jù)如下 ：

其一，從哲學(xué)上講，空間與時間一起構(gòu)成運(yùn)動著的物質(zhì)存在的兩種基本形式，兩者相互聯(lián)系且不可分割。

其二，從全球治理的角度講，當(dāng)今社會的一個重要特點(diǎn)是，隨著全球化進(jìn)程的加快，世界（區(qū)域 、國家、城市）管理和治理對空間和時間的依賴程度 越來越高，時空大數(shù)據(jù)正日益成為全球治理體系和治理能力現(xiàn)代化的核心驅(qū)動力。

其三，從作戰(zhàn) 指揮的角度看，時間和空間的使用任何時候都是至關(guān)重要的 。作戰(zhàn)指揮特別是一體化聯(lián)合作戰(zhàn)指揮，武器平臺特別是遠(yuǎn)程精確打擊武器等，需要精確的時間和空間協(xié)同。對于未來的非接觸、非線性作戰(zhàn)，需要天空地海一體實時動態(tài)的全球一致、陸海一體、無縫連續(xù)的時空大數(shù)據(jù)引領(lǐng)和支撐。

其四，從復(fù)雜世界的表達(dá)看，世界上變化著的萬事萬物只能通過時間維、 空間維、屬性維來表達(dá)多維特征信息、即在空間維上關(guān)聯(lián)隨時變化的各種屬 性信息。

其五，從大數(shù)據(jù)的本質(zhì)看，大數(shù)據(jù)是包括人類活動在內(nèi)的事物（ 現(xiàn)象 ）運(yùn)動變化的產(chǎn)物，而且這種運(yùn)動變化都是在確定的時間和空間中進(jìn)行的，都具有時間參照和空間參照兩個基本特征，所以，大數(shù)據(jù)本質(zhì)上就是時空大數(shù)據(jù)。

時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)（ 簡稱大數(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)密集型計算為特征的知識密集型信息產(chǎn)業(yè) ， 屬于第四產(chǎn)業(yè)的范疇（從第三產(chǎn)業(yè)中分離出來）。

同地理信息產(chǎn)業(yè)相比較，時空大數(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，知識更密集，速度更快，產(chǎn)品更加多樣化和個性化。與大數(shù)據(jù)相比較，時空大數(shù)據(jù)的概念提出較晚，但內(nèi)涵外延都有了很大的豐富和擴(kuò)展，時空大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊和有效，產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢很好。

時空大數(shù)據(jù)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢

2.1 國外時空大數(shù)據(jù)發(fā)展態(tài)勢

目前，時空大數(shù)據(jù)已進(jìn)入從概念到推廣應(yīng)用的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期。

１）時空大數(shù)據(jù)全球戰(zhàn)略布局全面提升。

以美國為代表的發(fā)達(dá)國家期望通過大數(shù)據(jù)競爭優(yōu)勢鞏固其在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。美國最早實施國家 大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、2012年3月發(fā)布《大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展倡議 》，2016年5月出臺《 聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研究與開 發(fā)戰(zhàn)略計劃 》； 歐盟繼2011年發(fā)布 《開放數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、增長和透明治理的引擎》之后，又出臺了《 數(shù)據(jù) 驅(qū)動經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略》；

澳大利亞先后于2011年5月和2013年8月發(fā)布了《國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略報告》 和《公共服務(wù)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》；英國于2013年10月發(fā)布了《英國數(shù)據(jù)能力發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》；日本于2012年、2013年先后發(fā)布了《面向2020年和ICTS綜合戰(zhàn)略 》 和《 新IT戰(zhàn)略——創(chuàng)建最頂尖IT國家宣言》；韓國于2011年提出《大數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略》，2013年又宣布建設(shè)首個面向社會公共開放的“全行業(yè)數(shù)據(jù)中心” 計劃；等等。

２）時空大數(shù)據(jù)已成為戰(zhàn)略性資源，判斷大數(shù)據(jù)的核心價值成為核心 。

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計分析資料，2020年前，全球數(shù)據(jù)量將保持40％以上的指數(shù)增長速度 ，大約每年翻一番，到2020年人類將擁有40ZB（1ZB＝1048 576GB）的數(shù)據(jù)量 ，相當(dāng)于地 球上的每個人產(chǎn)生5200GB數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將成為核心生產(chǎn)資料 。數(shù)據(jù)總量的爆炸式增長也給數(shù)據(jù)存儲、分析和使用帶來巨大挑戰(zhàn)，對大數(shù)據(jù)的分析和挖掘能力提出了更高的要求，判斷大數(shù)據(jù)的價值成為核心問題，這就要求加大對大數(shù)據(jù)處理和分析挖掘技術(shù)研究的投入力量，以實現(xiàn) “ 數(shù)據(jù)隱含價值 → 計算發(fā)現(xiàn)價值 → 應(yīng)用實現(xiàn)價值 ” 的目標(biāo)。

３）跨境數(shù)據(jù)流驅(qū)動全球商品流 、服務(wù)貿(mào)易流、資本流，標(biāo)志著全球化進(jìn)入了新的發(fā)展階段 。

根據(jù)麥卡錫全球研究院發(fā)布的《數(shù)字全球化：新時代的全球性流動》，2000-2014年 ，全球數(shù)據(jù)流從4.7TB增長到211．3TB，增長了43倍 ， 與之相 對應(yīng)的，全球商品流從10.6萬億美元增長到19萬億美元 ， 全球服務(wù)貿(mào)易流從2.5萬億美元增長到4.9萬億美元，全球資本流（ 外商直接投資 ）從 1.39萬億美元增長到1.63 萬億美元。這就是大數(shù)據(jù)的力量。

時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)保持快速增長。時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)較之一般大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)更加寬泛和豐富。僅就一般大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)而言，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)對2012-2018年全球大數(shù)據(jù)市場規(guī)模分析，2015年全球大數(shù)據(jù) 產(chǎn)業(yè)規(guī)模同比增長24.2％，預(yù)計2015－2018年全球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的復(fù)合增長率為21.8％。

2.2 中國時空大數(shù)據(jù)發(fā)展態(tài)勢

中國政府高度重視大數(shù)據(jù)作為一種前瞻領(lǐng)域的戰(zhàn)略意義，正在加快推進(jìn)相關(guān)政策的制定和實施 ，啟動促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的數(shù)據(jù)強(qiáng)國計劃。

１）國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略體系基本形成。

2014年，中國首次將大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略寫入《政府工作報告》； 2015年8月，國務(wù)院發(fā)布了《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行 動綱要 》；同年10月，中共十八屆五中全會將大數(shù) 據(jù)寫入會議公報并升級為國家戰(zhàn)略；

2016年3月公布的《 國家 “ 十三五 ” 規(guī)劃綱要 》中 ，明確提出 “ 大 數(shù)據(jù)戰(zhàn)略及行動計劃”；2017年１月，正式發(fā)布《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 （2016－2020）》，為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展確立了目標(biāo)與路徑。國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略體系基本形成。

２）地區(qū)大數(shù)據(jù)發(fā)展格局初步形成。

在國務(wù)院2015年發(fā)布《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》之前，廣東（2012年12月 ）、 上海 （2013 年7月 ）、 貴州 （2014年2月 ）等省（ 市 ）率先開展大數(shù)據(jù)地方政 策的先行先試 ；

在《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》發(fā)布之后，各地政府加快跟進(jìn)，截至2017年2月，全國已有28個省份出臺與大數(shù)據(jù)相關(guān)的政策文件；特別是兩批國家大數(shù)據(jù)綜合試驗區(qū)的獲批啟動，對中國大數(shù)據(jù)發(fā)展起到了重要輻射帶動作用。

３）數(shù)據(jù)開放取得初步成效 。

面對開放數(shù)據(jù)所能帶來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大潛能，中國政府正在推動全國范圍的數(shù)據(jù)開放工作。2015年發(fā)布的 《 促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要 》明確提出，要在2017年底前形成跨部門數(shù)據(jù)資源共享共用格局 ，2018年底以前建成國家政府?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)一開放平臺，到2020年逐步實現(xiàn)交通、醫(yī)療、衛(wèi)生、環(huán)境、氣象、企業(yè)登記監(jiān)管等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)向社會開放。

從實際執(zhí)行情況來看，中央各部門間的數(shù)據(jù)共享與開放已取得一定進(jìn)展，同時輻射帶動了各省、市、縣下設(shè)的十余萬個單位；以上海、北京為代表的十多個地方政府自2011年便陸續(xù)啟動了自己的數(shù)據(jù)開放計劃 。

４）大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長 。

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模到2018年將超過500億元人民幣，2015－2018年的復(fù)合增長率將達(dá)到47％，是全球大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)復(fù)合增長率的2.2倍，2018年以后的兩年，大數(shù)據(jù)核心產(chǎn)業(yè)將有40％左右的高增長空間。2017年發(fā)布的《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020）》提出 ，2020年大數(shù)據(jù)產(chǎn) 業(yè)將突破1萬億元人民幣的規(guī)模，年復(fù)合增長率將達(dá)到30％。

2.3  國內(nèi)外時空大數(shù)據(jù)發(fā)展水平和存在的問題

從世界范圍看，美國是大數(shù)據(jù)的策源地和創(chuàng)新引領(lǐng)者。可以說，美國200多年的發(fā)展史也是一部圍繞美國人口普查的數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)文化形成的發(fā)展史。

200多年前的美國第一次人口普 查拉開了這個新生國家初數(shù)時代的序幕 ， 數(shù)據(jù)在 內(nèi)戰(zhàn)時期的成功應(yīng)用成為1863年終結(jié)奴隸制的燈塔，從1865年內(nèi)戰(zhàn)結(jié)束到1900年 “ 鍍金時代的三重崛起 ”（思維變革、組織變革和技術(shù)創(chuàng)新）影響 了其后整整一個世紀(jì) ，20世紀(jì)30年代對選舉結(jié)果的預(yù)測研究催生了統(tǒng)計科學(xué)的一次重大變革——科學(xué)抽樣，1951年電子計算機(jī)走出 “ 象牙塔” 到20世紀(jì)80年代互聯(lián)網(wǎng)的普及促成了開放 時代的到來，與數(shù)據(jù)總量急驟增加相適應(yīng)的摩爾定律、社交網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘成為“ 改變世界的三股力量”，標(biāo)志著大數(shù)據(jù)時代的到來，萬物皆聯(lián)網(wǎng)、無處不計算的普適計算即計算型社會時代正在到來。

美國200多年來數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)文化的形成與發(fā)展，使得美國在大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)方面走在了世界各國的前面。

盡管如此 ，目前大數(shù)據(jù)領(lǐng)域仍然存在許多問題 。例如，關(guān)注商業(yè)大數(shù)據(jù)的多 ，而研究科學(xué)大數(shù)據(jù)的少；討論一般大數(shù)據(jù)的多，而研究時空大數(shù)據(jù)的少，忽視大數(shù)據(jù)的時空觀，這涉及對大數(shù)據(jù)本質(zhì)的認(rèn)識問題；“ 一切憑數(shù)據(jù)說話，一切靠數(shù)據(jù)決策” 的尊重事實（ 數(shù)據(jù) ）、 強(qiáng)調(diào)精準(zhǔn)、推崇理性和邏輯的大數(shù)據(jù)理念尚未普遍建立等等。

人們應(yīng)深刻認(rèn)識到，大數(shù)據(jù)不僅涉及自然科學(xué)，也涉及社會人文科學(xué)；不僅涉及社會經(jīng)濟(jì)，也涉及內(nèi)政外交和國防軍事。文化本質(zhì)上是人類及 其社會的品格 ，或一個國家及其社會的品格，數(shù)據(jù)文化是人類及其社會對待數(shù)據(jù)（ 事實 ） 的品格。

中國大數(shù)據(jù)發(fā)展總體態(tài)勢很好，但也存在一些急待解決的問題。

例如部分領(lǐng)域過熱，盲目建設(shè)大數(shù)據(jù)中心和重建設(shè)輕應(yīng)用、重硬件輕軟件 重 復(fù)建設(shè)問題突出；數(shù)據(jù)開放進(jìn)展相對滯后，地方數(shù)據(jù)開放的積極性不高，總體水平較低，質(zhì)量參差不齊，試圖擁有或占有大數(shù)據(jù)的多，而真正開發(fā)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的少；

投入大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究的人力、物力、財力不足和產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的政策、體制機(jī)制不落實，數(shù)據(jù)隱含價值→計算發(fā)現(xiàn)價值→應(yīng)用實現(xiàn)價值的大數(shù)據(jù)理論、技術(shù) 、 產(chǎn)品和服務(wù)模式體系遠(yuǎn)未形成；數(shù)據(jù)文化的培育和普及未受到應(yīng)有的重視，沒有認(rèn)識到數(shù)據(jù)文化是我國大數(shù)據(jù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的靈魂，是推動數(shù)據(jù)科學(xué)不斷發(fā)展的更基本、更深沉、更持久的力量。

盡管中國的大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)文化相對滯后，但占有后發(fā)優(yōu)勢，特別是2017年5月貴陽大數(shù)據(jù)博覽會期間，大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略重點(diǎn)實驗室和全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會發(fā)布的 “ 大數(shù)據(jù)十大新名詞”，即塊數(shù)據(jù)、主權(quán)區(qū)塊鏈、秩序互聯(lián)網(wǎng)、激活數(shù)據(jù)學(xué) 、5G社會、開放數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交易、數(shù)據(jù)鐵籠、數(shù)據(jù)安全、數(shù)權(quán)法等，既揭示了大數(shù)據(jù)的時代特征 ，又反映了大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢。

“ 大數(shù)據(jù)十大新名詞 ” 的發(fā)布代表了中國在實施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略方面取得的成績與經(jīng)驗，說明中國在推動大數(shù)據(jù)發(fā)展中正在 搶占理論創(chuàng)新、實踐創(chuàng)新和規(guī)則創(chuàng)新的制高點(diǎn)。

時空大數(shù)據(jù)及其產(chǎn)業(yè)化

——地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級版

3.1 時空大數(shù)據(jù)平臺

時空大數(shù)據(jù)平臺是時空大數(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)即時空框架數(shù)據(jù)和時空變化數(shù)據(jù)匯聚到一個特定的平臺上，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。從這個意義上講，時空大數(shù)據(jù)平臺是大數(shù)據(jù)的核心價值，是大數(shù)據(jù)發(fā)展的高級形態(tài)，是大數(shù)據(jù)時代的解決方案。

3.2 “通用時空大數(shù)據(jù)平臺＋”模式

從產(chǎn)業(yè)化的角度講，通用時空大數(shù)據(jù)平臺是指將時空框架數(shù)據(jù)匯聚在一個特定平臺上，利用這個平臺生產(chǎn)軍民兩用的基礎(chǔ)測繪地理信息產(chǎn)品。

所謂“通用時空大數(shù)據(jù)平臺＋”模式，即以通用時空大數(shù)據(jù)平臺作為框架，聚合民用、軍用的時空變化數(shù)據(jù)，分別構(gòu)成民用、軍用時空大數(shù)據(jù)平臺。

對于 “ 通用時空大數(shù)據(jù)平臺＋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、醫(yī)療、教育、電力、公安等數(shù)據(jù)匯聚在通用時空大數(shù)據(jù)平臺上，使之成為新型智慧城市的 “ 智腦 ”，通過持續(xù)的聚合效應(yīng)，生成各類（種）民用深加工知識產(chǎn)品，為政府綜合決策、各部門各行業(yè)和社會公眾提供智能化服務(wù)；

對于“通用時空大數(shù)據(jù)平臺＋軍民”模式，即將戰(zhàn)場（作戰(zhàn)）環(huán)境、兵要、目標(biāo)、情報、態(tài)勢等數(shù)據(jù)匯聚在通用時空大數(shù)據(jù)平臺上，使之成為聯(lián)合作戰(zhàn)一體化指揮的“ 智腦 ”，通過數(shù)據(jù)分 析與數(shù)據(jù)挖掘，生成各類軍用深加工知識產(chǎn)品，為國防建設(shè)、作戰(zhàn)指揮和作戰(zhàn)行動提供智能化決策支持 。

3.3 時空大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建

從目前信息技術(shù)發(fā)展情況看，時空大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建有４種模式可供借鑒：

一是基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的空間信息共享與空間數(shù)據(jù)互操作技術(shù)模式 ；

二是基于網(wǎng)格服務(wù)的信息資源共享與協(xié)同工作（協(xié)同解決問題）技術(shù)模 式 ；

三是基于云計算的時空信息服務(wù)技術(shù)模式 ；

四是基于網(wǎng)格集成與彈性云的 混合式時空信息服務(wù)技術(shù)模式。

上述４種模式中，第一 、三種技術(shù)模式是分別基于網(wǎng)絡(luò)計算和云計算的，應(yīng)用較普遍，特別是第三種技術(shù)模式；第二種技術(shù)模式是基于網(wǎng)格計算的，這里的網(wǎng)格是指新一代網(wǎng)絡(luò)或第三代互聯(lián)網(wǎng)，主要用于重大工程和復(fù)雜科學(xué)計算的廣義信息資源共享和協(xié)同工作，技術(shù) 門框相對要高；而第四種則是吸取了網(wǎng)格服務(wù)和云服務(wù)各自特點(diǎn)的優(yōu)勢互補(bǔ)的技術(shù)模式 。

針對上述 ４ 種模式，從內(nèi)涵、功能、技術(shù)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)共享特點(diǎn)和發(fā)展趨勢等7個方面分析，可以看出４種技術(shù)模式都是采用面向服務(wù)的體 系架構(gòu)，都是解決 “共 享”與 “服務(wù)” 問題，只不過“共享”的程度與“服務(wù)”的范圍 、 方式不完全相同；

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)格服務(wù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有相同的，也有不同的， 二者的大趨勢是兼容或融合，但標(biāo)準(zhǔn)是國際或國家統(tǒng)一的，服務(wù)提供方和服務(wù)請求方都必須清楚；而云服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)可以是內(nèi)部統(tǒng)一的，用戶不必清楚；網(wǎng)格服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展 ， 云服務(wù)是網(wǎng)格服務(wù)的簡化版或商業(yè)化實現(xiàn)。

據(jù)此，提出如下構(gòu)建時空大數(shù)據(jù)平臺的技術(shù)重點(diǎn)：

１）構(gòu)建一個開放共享的體系架構(gòu)， 強(qiáng)化共用，整合通用，開放應(yīng)用。SOA 由 3個角色（服務(wù)提供者、服務(wù)請求者、服務(wù)注冊中心）和４個基本操作（服務(wù)提供者將自己的 “ 服務(wù) ” 描述和發(fā)布到服務(wù)注冊中心，服務(wù)請求者在服務(wù)注冊中心訪問 和發(fā)現(xiàn)自己所需的 “ 服務(wù) ”， 根據(jù)服務(wù)注冊中心的 “ 服務(wù) ” 定位直接 “ 綁定 ” 服務(wù)提供者的 “ 服務(wù) ”， 調(diào) 用 “ 服務(wù) ”） 構(gòu)成。

２）構(gòu)建一張?zhí)斓匾惑w的信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò) 為實現(xiàn)范圍更加廣泛的信息資源共享與多層次 、 多節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作提供嶄新的運(yùn)行環(huán)境。包括時空信息獲取（實時化）、 處理（智能化）、服務(wù)（網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)格化）的一體化運(yùn)行環(huán)境，多源異構(gòu)時空信息融合環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)即服務(wù)軟件即服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù) 和知識即服務(wù)的信息資 源共享環(huán)境 ， 多層次 、 多節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作（協(xié)同解決 問題）的環(huán)境，以及分布異構(gòu)時空信息系統(tǒng)網(wǎng)格集成的環(huán)境。

３）構(gòu)建一個開放共享的時空信息服務(wù)“ 資源池 ”為時空大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用服務(wù)提供強(qiáng)大支撐（數(shù)據(jù)體系）。通過多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)融合（聚合），形成一致性的數(shù)據(jù)集（全球一致、陸海一體、無縫連續(xù)），通過數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn) ， 進(jìn)一步提升治理體系和指揮決策的現(xiàn)代化水平。

４）構(gòu)建一個通用功能平臺  通過服務(wù)化封裝，實現(xiàn)各類信息資源的高效調(diào)度 ， 支撐信息服務(wù) 的智能化 。

５）構(gòu)建一個高效運(yùn)行的組織管理指揮體系  實現(xiàn)信息資源的匯聚共享和跨部門的多層次、多節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)聯(lián)動，保證時空大數(shù)據(jù)平臺安全 、可靠運(yùn)行。

６）構(gòu)建一套標(biāo)準(zhǔn)體系 保證時空大數(shù)據(jù)平臺規(guī)范、有序、健康、安全、可持續(xù)運(yùn)行。

3.4 時空大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)化

時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化是通過時空大數(shù)據(jù)平臺產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)的。因為時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化是一個新問題，應(yīng)該走一條從基礎(chǔ)研究起步產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新之路。

１）要研究和建立以數(shù)據(jù)科學(xué)為核心的時空大數(shù)據(jù)理論體系 目前，“ 數(shù)據(jù)科學(xué) ” 的邊界還不清晰，時空大數(shù)據(jù)理論研究薄弱，更未形成時空大數(shù)據(jù)的理論體 系，而這是時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ) 。

２）要研究和建立以 “ 數(shù)據(jù)隱含價值 → 計算發(fā) 現(xiàn)價值 → 應(yīng)用實現(xiàn)價值 ” 為核心 ， 以 “ 數(shù)據(jù)獲取（傳感器網(wǎng)）→處理（生產(chǎn)）→應(yīng)用（服務(wù)）” 為產(chǎn)業(yè)鏈的 時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)體系 。

３）研究和設(shè)計包括軟件產(chǎn)品、硬件產(chǎn)品、軟硬件集成產(chǎn)品、各類（種）應(yīng)用平臺產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn) 品在內(nèi)的時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)品體系。

地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的驅(qū)動力

信息化的發(fā)展遵循數(shù)字化→網(wǎng)絡(luò)化→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)發(fā)展的高級階段。

１） “ 互聯(lián)網(wǎng)＋”改變地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思維方式：跨界融合。

“ 互聯(lián)網(wǎng)＋”本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興信息技術(shù)在包括地理信息 產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)“ 全工作 流 ”、“全產(chǎn)業(yè)鏈”、“全價值鏈”中的深度融合和集成創(chuàng)新應(yīng)用，已經(jīng)成為包括地理信息產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的信息服務(wù)業(yè)發(fā)展的新動力。

因此，“互聯(lián)網(wǎng)＋”的本質(zhì)是跨界融合， “基礎(chǔ)地理信息＋”和“ 通用時空大數(shù)據(jù)平臺 ＋”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)地理信息和通用時空大數(shù)據(jù)平臺的“基礎(chǔ)”和“通用 ” 作用，實現(xiàn)地理信息產(chǎn)業(yè)到時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

２）云計算具有的信息資源管理、處理和應(yīng)用的“全面彈性”支撐“地理信息產(chǎn)業(yè) ”到“時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)”的轉(zhuǎn)型。

時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化需要超強(qiáng)計算能力的支持。云計算是一種新的計算模式 ，它 通過 “ 池化”和 “云化”把數(shù)千臺甚至上萬臺機(jī)器都 放在一個“池子”里面 ， 具有時間彈性和空間彈性 ，用戶需要多少CPU、內(nèi)存、硬盤的 “虛擬電腦 ”，只要通過一種叫做“調(diào)度” 的算法，就可 以在 “池子”里面找到并使用自己所需要的信息資源。這就是 “資源彈性”IaaS。

云計算在“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”，即平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），以滿足時空大數(shù)據(jù)的“應(yīng)用彈性“需求。云計算支撐時空大數(shù)據(jù)處理的分布、協(xié)作（同）化和智能化。通過任務(wù)分解，解決分布式問題；通過工作流重構(gòu)，解決并行問題；通過算法調(diào)度， 解決協(xié)作（同）化問題。

３）人工智能是地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心驅(qū)動力。

人工智能技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了推理期（20世紀(jì)50年代至70年代初）、知識期（20世紀(jì)中期開始）、學(xué)習(xí)期（20世紀(jì)80年代以來）。機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能技術(shù)發(fā)展進(jìn)入學(xué)習(xí)期的標(biāo)志性事件，即計算機(jī)通過學(xué)習(xí)獲取知識。算法、大數(shù)據(jù)和計算能力構(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)和計算能力的關(guān)鍵 需要靠機(jī)器學(xué)習(xí)來不斷優(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)來實現(xiàn)的，沒有大數(shù)據(jù)，算法就成了 “無本之木、無米之炊 ”，數(shù)據(jù)質(zhì)量不好，就會算不準(zhǔn)。算法、大數(shù)據(jù)還要靠超算能力，沒有計算能力，算法就失去了引擎，大數(shù)據(jù)處理的快速性也不可能實現(xiàn)。

在人工智能的算法、大數(shù)據(jù)、計算能力三要素中，隨著智能感知技術(shù)的快速發(fā)展，時空大數(shù)據(jù)已出現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢，為時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化提供充足的數(shù)據(jù)支撐；隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，適應(yīng)時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化需求的計算能力已經(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)時空大數(shù)據(jù)融合、分析、挖掘與知識發(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)、計算能力 “ 三駕馬車 ” 的驅(qū)動下，地理信息產(chǎn)業(yè) 到時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級必將加速實現(xiàn)。（王家耀、武芳）