院士专家谈——时空大数据:地理信息产业融合发展的必由之路

地理信息产业是以现代测绘、地理信息系统、遥感、卫星导航定位技术为基础，以地理信息资源开发利用为核心，从事地理信息获取、处理和应用的高技术服务业。自20世纪60年代地理信息系统引入以来，其应用逐渐扩展到许多行业，地理信息产业的发展取得了可喜的成绩。

当前，我国经济社会发展进入新的历史阶段，社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾；5G、云计算、大数据、边缘计算、物联网等新技术发展迅速，人工智能技术也因深度神经网络的成功而取得长足进步。随着我国行政管理体制的改革和自然资源管理体系的建立，地理信息产业已经融入到自然资源管理体系中。面对新的社会需求、新的技术进步和新的管理体制要求，迫切需要根据国家大政方针、社会生产需求、技术发展趋势和产业发展规律，做好地理信息产业工程技术、商业模式和产品类型的转型升级、集成创新，进一步提高地理信息产业发展质量和水平。

地理信息产业融合发展的驱动力——人工智能

信息化的发展遵循从数字化到网络化再到智能化的规律，地理信息产业的发展也是如此，是融合发展的高级阶段。

互联网改变了地理信息产业发展的思维模式。“互联网”的本质是跨界融合。“基础地理信息”和“通用时空大数据平台”的本质也是跨界融合。“”是核心，是提出跨界融合解决方案的关键。只有这样，才能充分发挥基础地理信息和通用时空大数据平台的“基础”和“通用”功能，实现地理信息产业向时空大数据产业的转型升级。

云计算具有信息资源管理、处理和应用的“综合弹性”，可以支撑“地理信息产业”向“时空大数据产业”的转型。时空大数据的产业化需要超级计算能力的支撑。云计算作为一种新的计算模式，通过池化、云化，把几千甚至上万台机器放在一个池中，这就是“资源弹性”；除此之外，在“资源弹性”上增加一层“应用弹性”，即基础设施即服务(IaaS)，包括平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)，以满足时空大数据的“应用弹性”需求。云计算支持时空大数据处理的分布式、协同性和智能化；通过任务分解解决分布式问题；通过工作流重构解决并行问题；通过算法调度，解决了协作(同步)问题。

时空大数据产业

——属于第四产业的范畴。

时空大数据是指基于统一的时空基准活动或存在于时间和空间中，与位置直接或间接相关的大数据。相应地，时空大数据由时空帧数据和时空变化数据组成。

时空框架数据是指基于统一时空参考的卫星导航定位数据(包括连续运行参考站的CORS数据)、遥感影像数据、地图数据、地名数据等。时空变化数据包括社会经济和人文数据、位置轨迹数据、与位置相关的空间媒体数据、社交网络数据、搜索引擎数据、视频观测数据、生态环境监测数据。时空变化数据聚合(关联)在时空框架数据上，构成时空大数据。时空大数据具有位置、属性、时间、尺度、分辨率、多样性、异构性、多维性、价值蕴含性和快速性等特征。时空大数据产业是指以数据密集型计算为基础，以时空信息“获取(传感器网络)、处理(生产)、应用(服务)”为产业链，以人工智能等新兴信息技术为支撑的知识密集型信息产业。属于从第三产业中分离出来的第四产业范畴。与地理信息产业相比，时空大数据产业的内涵要宽泛得多，规模要大得多，类型要多维多样，知识要密集得多，速度要快得多，产品要多样化和个性化得多，应用领域要广得多，产业发展前景要好得多。

时空大数据产业化的核心

-时空大数据平台

时空大数据平台是时空大数据产业化的核心。

它是指将各种分散的、分割的大数据，即时空框架数据、时空变化数据聚集在特定的平台上，并使其产生持续的聚集效应。这种聚合效应就是通过多维度的数据融合、关联分析和数据挖掘，揭示事物的本质规律，对事物做出更快、更全面、更准确、更有效的判断和预测。从这个意义上说，时空大数据平台是大数据的核心价值，是大数据发展的高级形态，是大数据时代的解决方案。从产业化的角度看，通用时空大数据平台是指在特定平台上采集时空框架数据，并利用该平台生产军民两用的基础测绘地理信息产品。

所谓“通用时空大数据平台+”模式，即以通用时空大数据平台为框架，聚合民用和军用的时空变化数据，分别形成时空大数据平台。“通用时空大数据平台+民用”的模式是将地方政府的政务、自然资源、规划、交通、水利、管网、人口、经济、人文、社会、医疗、教育、电力、公安等行业的数据汇聚到通用时空大数据平台上，使之成为新型智慧城市的“智慧大脑”，通过不断的聚合效应，产生各种类型(物种)。

时空大数据的产业化是通过时空大数据平台的产业化来实现的。因为时空大数据产业化是一个新问题，要走一条从基础研究开始的产业创新之路。这条创新之路首先要研究建立以数据科学为核心的时空大数据理论体系。目前“数据科学”的边界仍不清晰，时空大数据的理论研究薄弱，时空大数据的理论体系尚未形成，这是时空大数据产业化的基础。因此，这条创新之路要研究建立以“数据采集(传感器网络)处理(生产)应用(服务)”为核心，以“数据采集(传感器网络)处理(生产)应用(服务)为产业链”的时空大数据产业化技术体系。走在这条创新之路上的人，要研究设计包括软件产品、硬件产品、软硬件集成产品、各种应用平台产品、数字化产品在内的时空大数据产品体系。

总之，在全球数字经济快速发展的背景下，数字知识和信息是关键生产要素，数字技术是核心驱动力，现代信息网络是重要载体。数字经济通过数字技术与实体经济的深度融合，可以不断提升经济社会的数字化、网络化、智能化水平，从而加速经济发展和社会治理模式的重构。地理信息产业作为处理位置数据的核心产业，可以基于“通用时空大数据平台+”模式，积极推动其深度融入数字产业化、产业数字化、数字治理、数据价值等领域，积极融入自然资源管理总体布局，积极引领基于地理信息的新型智慧城市、实景三维中国、新型基础测绘建设，推动地理信息产业向全产业链发展。扩大地理信息产品供给，加大地理信息消费产品研发力度，鼓励新应用，培育新市场，使地理信息产品通过生态建设、智能管理、数字经济服务国家战略建设、惠及全社会，从而推动地理信息产业向时空大数据产业融合发展、转型升级。