地理信息行业新赋能应用领域技术水平及面临的机遇
近年来，随着大数据、云计算、物联网、人工智能等新一代信息技术与地理信息产业的融合发展，地理信息行业的发展模式也在发生迭代巨变，企业的业务模式也从简单的提供数据发展到提供数据挖掘、应用、服务等全流程地理信息解决方案。目前地理信息软件已被广泛运用于智慧城市、自然资源、民政民生、应急管理、市政交通、公安安监、工程建筑、军工防务等众多信息化建设相关领域，市场需求呈现多元化趋势。
根据中国地理信息产业协会发布的《2021 中国地理信息产业发展报告》，截至 2021 年 6 月末，我国地理信息产业从业单位数量 15.2 万家，市场集中度偏低。但近年来，新一代信息技术的不断发展促进了地理信息行业时空大数据采集、处理、承载、分析、应用等相关服务的高速发展，对行业内企业技术水平和研发投入要求越来越高，未来将使行业集中度快速提升。
1、时空大数据为地理信息行业深度赋能
（1）时空大数据与地理信息行业高度相关
时空大数据包括位置轨迹、地图数据、遥感影像数据等，涉及时间维、空间维和属性维三大维度，是大数据与时空属性的融合体。面向时空大数据的地理信息产业由上游的数据获取、中游的数据处理、下游的信息服务及各类应用，以及贯穿整个产业链的硬件制造和软件开发组成。在城市治理的背景下，需要解决时空大数据的“即时更新、海量搜集、多样整理、数据开发与利用”，而时空大数据的应用是通过发现大数据中的关联性，较为准确地预测城市未来治理中可能存在的问题。因此，时空大数据与地理信息行业高度相关。
（2）国家积极推进时空大数据与地理信息产业的深度融合
近年来，国家陆续出台促进时空大数据发展的相关政策，鼓励时空大数据与地理信息产业各相关领域的融合。2017 年，国家测绘地理信息局发布《关于加快推进智慧城市时空大数据与云平台建设试点工作的通知》，加快推进智慧城市时空大数据平台建设，加强对城市地下空间、资源、环境、灾害、生态等多要素调查，为城市可持续发展提供基础数据支撑；2019 年，自然资源部颁布《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》，时空大数据平台是连同云计算环境、政策、标准、机制等支撑环境，以及时空基准共同组成时空基础设施。
（3）时空大数据推动地理信息产业转型并深度赋能
当今社会已进入全面大数据时代，地理信息相关数据的多源性与海量性逐步凸显，同时用户的数据需求已从三维延伸至四维（三维+时间维度）。因此，传统地理信息技术手段已经无法为地理信息所关联到的各个行业领域的各类业务支撑与服务，而基于地理信息行业的时空大数据概念与相关技术在此背景下孕育而生。时空大数据可为地理信息产业应用于各行业领域的快速响应、迅速计算、海量存储、高效决策需求进行赋能。具体来说，时空大数据可为地理信息产业附加如下能力：
图片来源：普华有策
2、时空大数据平台推动地理信息行业转型
随着新基建背景下的 5G、大数据、人工智能等新兴技术的迅速发展，我国地理信息领域在人口、产业、市场等领域已完全超过了传统意义上的数据规模，如今汇聚成面对空天地海一体的大规模多源异构和多维动态的数据流，无论从地图的实时动态性、主题针对性、内容复合性、载体多样性等特性，还是从表现形式个性化、制作方法现代化、应用泛在化等特征，其数据量已呈几何倍数增长。时空大数据平台是把各种分散的点数据和分割的条数据等汇聚到一个特定的平台上，并使之发生持续的聚合效应。这种聚合效应是通过数据多维融合的关联分析与数据挖掘后，揭示事物的本质规律。目前我国时空大数据平台的建立分为两个层次。首先，将时空框架数据聚合在特定平台上，建立聚合时空变化数据的时空大数据平台；其次，以时空大数据平台为框架，聚合城市各部门各行业数据，构成部门或行业的应用型时空大数据平台。时空大数据平台是大数据的核心价值、大数据发展的高级形态，也是推动地理信息产业转型升级的核心驱动力。
3、3S 技术的融合与提升推动行业快速发展
在地理信息行业产业链上，GIS、RS 及 GNSS 均有相应的企业从事对应工作，产业发展越来越成熟。近年来，行业技术的发展促使 3S 技术逐步有机结合，构成了整体上的实时动态观测、分析和应用的运行系统，为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。以灾害评估为例：政府可以利用 RS 获取大范围数据，通过解译技术对受害区域进行灾前灾后对比，评估影响范围和严重程度，利用 GIS 可以在灾前进行灾害模拟制定救灾方案，在灾中和灾后为救援提供分析技术支撑。因此，3S 技术正逐步趋于融合，地理信息服务领域的内外业一体化、软硬件一体化也更加明显，进而推动地理信息行业的快速发展。
4、产业下游应用领域不断丰富
地理信息行业与各领域、各行业息息相关，并且随着与时空大数据的深度融合，其下游应用领域不断丰富，推动行业在技术、产业、业态、模式等方面的发展。
（1）自然资源领域
自然资源信息化成为实现自然资源治理体系现代化的有效手段和有力支撑，通过数据治理整合多源数据资源，以国土空间基础信息平台为支撑，构建自然资源调查监测、不动产及自然资源确权登记、国土空间规划三大应用体系，实现“全域、全业务、全生命周期”的自然资源信息化。
（2）军工防务领域
地理信息行业的发展在某种程度上改变了现代战争的形态，在国防信息化建设过程中提供了强有力的技术支撑。在战争开始前，可获取战区及其周围地区的军事地理信息；战时可进行战场侦察、信息更新、军事指挥与调度、武器精确制导等；战后则可随时作出战略调整与部署。地理信息行业的发展在国防信息化建设过程中起到了举足轻重的作用。凭借信息技术与地理信息的深度融合，地理信息行业在军工防务领域的重要性日益凸显，其中以战场环境时空体系建设、战场环境时空大数据服务、智慧军营建设发展较快。
（3）智慧城市领域
智慧城市是把新一代信息技术运用在城市中各行各业基于知识社会下一代创新的城市信息化高级形态。我国最早于 2012 年启动智慧城市较大规模的试点，2015 年底，中央网信办、国家互联网信息办提出了“新型智慧城市”概念，2016年底印发的《新型智慧城市评价指标（2016 年）》确定了新型智慧城市的发展方向，将建设新型智慧城市确认为国家工程。《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲（2019 版）》提出了时空大数据平台是智慧城市建设与运行的基础支撑，同时指明数字孪生可以大大提高城市的规划、设计、运营和维护质量。为深入实施新型城镇化战略，持续推进新型智慧城市分级分类建设，2020 年 7 月，国家发展改革委发布了《关于加快开展县城城镇化补短板强弱项工作的通知》，提出要深化服务“一网通办”、“一网统管”，提升公共服务、社会治理智能化水平。
（4）应急管理领域
随着工业化、城镇化快速推进，社会运行系统日益复杂，安全风险不断增大。应急管理部相继出台《应急管理信息化发展战略规划框架（2018-2022 年）》、《地方应急管理信息化实施指南》和《应急信息化系统地方建设任务书（2019和 2020）》等应急信息化政策文件。以应急灾害大数据为中心，融合时空大数据、BIM、CIM 等构建科学、全面、开放、先进的应急管理信息化体系，实现应急可视化管理、突发事件监测预警、灾情信息统一发布、高效应急处置及灾后恢复辅助决策。因此，地理信息行业在应急管理领域的应用前景广阔。
（5）民政民生领域
随着我国商贸物流、智能交通、区位规划、养老服务、社区服务、全域旅游等领域基于地名地址的专业化、精细化需求不断提升，企业通过收集地名地址大数据形成地名地址库，全方位分析各地区的地名地址元素，形成的区划地名服务的综合性行业解决方案，具有广阔的应用前景。
5、技术水平及特点
近年来，随着现代信息技术发展与地理信息技术的相互渗透和集成，地理信息行业的技术体系发生了深远变革。目前，地理信息行业的技术水平与特点主要体现在地理信息采集技术、智能处理技术和应用平台技术三个方面。
（1）数据采集技术
随着地理信息应用领域的不断扩大，人们对“空天地海”一体化高精度实时数据的需求进一步促进了行业采集技术的发展。各种便捷化新型测量技术日趋成熟，如移动测量系统结合激光点云和倾斜摄影测量技术，使得移动测量车辆、无人机等在高速行驶状态下能够快速获取底层的点云和影像数据。其中，激光点云技术作为高精度采集最核心的技术之一，结合了人机交互的工艺流程，通过自动提取获取地物的轮廓，能够有效保证数据采集后的成图效率；而倾斜摄影测量技术则改变了传统航测遥感的局限性，二者均集成了全球卫星定位、惯性导航、图像处理、地理信息及集成控制等专业数据采集技术，在行业重塑了一套高精度、高效率、自动化、海量数据信息的数据采集作业方法。目前，部分业内地理信息行业领先企业正积极发展该类技术，并逐步将其应用于实景三维、数字孪生、高精地图、战场环境等领域。
（2）数据处理技术
现有的时空大数据主要来源于 GPS、遥感、传感设备以及人机合作获取的各种类型数据，面对海量多源的时空大数据，能够自动化、智能化地处理复杂、海量、多源及多维度的时空数据，是建立应用数据库面临的重要问题。因此，部分行业领先企业正积极开展地理信息智能处理相关技术的研发，充分利用大数据、云计算、人工智能等信息技术，构建数据资源快速清洗、提取、整合、转换等算法模型工具平台，将内业人工从繁杂的数据处理工作中解放出来，逐步将基础地理信息数据处理工作从劳动密集型向技术密集型转变。数据清洗与提取方面，以积累的数据资源作为多源的数据样本进行深度学习，建立算法库，快速清洗后自动提取对象；数据整合与转换方面，主要通过分布式架构，构建弹性的、可分配的、多源海量的时空大数据处理容器，以低耦合、高内聚的微服务模式，保证各个数据容器独立运行，同时以边缘计算形式满足数据分析的实时、短周期要求，以高效率、低成本的方式支撑本地业务的实时智能化处理。
（3）基础和应用平台技术
移动互联网时代下的地理信息行业，部分行业领先企业正逐步运用云计算强大的计算能力，构建面向时空大数据的地理信息基础平台和应用平台。基础平台层面，行业内领先企业搭建自有的时空大数据平台，形成一个开放共享的体系架构，将平台上的资源、数据和功能全部服务化，为实现更加广泛的信息资源共享和多层次多节点协同工作提供底层运行环境。应用平台层面，主要针对用户的行业属性或个性化需求，基于时空大数据平台所建立的行业应用或定制化软件应用平台，其技术特点主要体现在可视化、系统集成和互联共享三个方面：
a、随着对地理信息可视化表达的精确度、实时性要求日益提高，基于 GIS技术的应用平台发挥了重要的时空大数据承载作用，并通过 AR 等技术，为数据生产者和用户提供了可视化的支撑手段，更加真实、直观地呈现了空间地理信息的三维实景数据，在满足用户个性化需求方面进一步丰富了时空大数据的表现形式；
b、根据政企、军队等不同客户群体的管理和服务需求，行业内领先企业逐步在时空数据和专题信息集成上实现突破，广泛整合地理位置、互联网门户、云服务、移动端以及无线通讯等多重功能，提供面向知识内容和解决方案的地理信息应用服务平台；
c、结合互联共享技术，应用平台可使电子地图成为移动互联接口，基于地理围栏技术所具备的精准推送服务功能，以及电子商务、线上线下交易带来自发性的地理信息数据采集、众包等数据生产活动，新建一个地理信息产品的生态圈。
目前，对于行业内的企业而言，基础和应用平台技术的突破是机遇亦是重大挑战。
6、行业未来发展趋势
（1）产业链不断延伸
地理信息行业产业链的延伸程度与行业技术水平的发展相关。行业技术水平较低时，仅从事基础数据获取、数据处理或者软件系统开发的某一部分，产业链的各个环节处于割裂状态。大数据、信息化时代的到来，对地理信息行业产生全方位的影响，推动地理信息行业在横向和纵向延伸。横向来看，地理信息行业在数据生产的基础上，结合时空大数据产业，通过分析挖掘海量数据信息，如相关地理元素的区位设置、布局优化、数量分布以及时空变化状态等，形成对智慧城市、自然资源管理、应急管理等领域的综合性行业解决方案。同时，地理信息行业企业也正在向地理信息软件开发方面延伸。纵向来看，随着个性化方案需求的逐渐显现，企业从“基础性”国家级时空数据中更多地挖掘适用于特定应用场景的专题数据，数据精度和针对性服务水平将不断提高。
（2）GIS 软件市场持续扩容
目前，政府和国防应用是 GIS 软件的主要市场，包括军事、公安、国土、规划、房产、矿产、应急、交通、测绘、统计、海洋、旅游、科研等领域。早期的 GIS 软件应用大多属于可视化的浅层应用，随着 GIS 技术的发展及其与IT 技术和应用的深度融合，智慧城市、智慧军营等新兴应用领域的逐渐兴起，GIS 软件已成为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具和技术以及行业信息化和资源共享的基础底层支撑，市场需求将持续增长，具备广阔的市场空间。
（3）专业化程度逐渐提高
随着技术的不断融合、设备自动化程度的提高、产品内容逐渐丰富，地理信息行业专业化程度逐渐提高。技术方面，地理信息技术以 3S 为核心，融合人工智能、时空大数据、虚拟现实等创新技术，技术集成趋势明显。设备方面，由光电子技术催生的高精度测量设备提高了数据采集的自动化程度，高精度测量设备可以将测绘信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理等以数字形式实现，通过统一的数据载体和软件处理地理信息大数据，形成内、外业一体化系统，达到数据共享的目的。产品方面，地理信息行业从单一服务或产品发展为行业整体解决方案、地理信息专业软件产品等，如：地理信息的数据库从静态数据库转为可动态监测、实时更新的信息化平台；地理信息空间服务从满足特定对象的专项服务转向满足社会公共需求的综合性服务等。
7、面临的机遇
（1）国家政策鼓励和支持
为规范、鼓励地理信息行业的发展，国家出台了一系列相关产业政策，引导行业健康快速发展。《基础测绘条例》、《关于进一步做好农村土地承包经营权确权登记颁证有关工作的通知》、《不动产登记暂行条例》等明确提出对地理信息行业在具体服务及生产过程中多层次、全方位的规定，使得服务及产品的产量具有规模化效应的同时保障质量，提高行业生产效率，扩大产业规模。《国家信息化发展战略纲要》、《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》、《关于推进国土空间基础信息平台建设的通知》等提出我国地理信息行业应用领域的战略方向，引导地理信息行业在特定应用领域的技术创新、设备更新，提升专业化程度，以适应下游应用领域逐渐扩大的市场需求。国家政策的鼓励为地理信息企业的持续发展提供了良好的机遇。
（2）下游行业信息化水平日益提升
近几年，我国地理信息行业飞速发展，由劳动密集型向知识密集型和技术密集型转化。数据生产方面，测绘作业逐步由手工测绘和小型简单设备相结合的测绘方式转变为大量采用现代化、自动化采集设备的作业模式，提高了数据采集效率、质量，扩大了数据采集范围；数据处理方面，通过改变存储构成、优化算法、开发小程序等，构建数据资源的快速清洗、整合、转换模型，提高了位置信息和附属信息的准确性；数据分析与应用方面，在 3S 技术的基础上，行业不断融合大数据、云计算、人工智能等前沿科技，在智慧城市、智慧民政、军工防务、自然资源、能源信息化、应急管理等多个领域，搭建信息化平台，形成综合性解决方案及软件产品，提高政府、军队及其他企事业单位管控效率，促进经济发展。行业技术水平的不断提高有力地推动了行业的加速发展，从而促使地理信息企业引用新兴技术来提升自身技术实力。
（3）产业新业态拉动市场需求
随着《测绘地理信息事业“十三五”发展规划》的实施，“互联网+测绘”的新业态不断显现，整个行业的数字化、信息化、智能化趋势日渐明显。地理信息行业的联动性改变了以往的市场环境：一方面，数据生产领域联动下游信息化服务、综合解决方案领域的市场需求，形成了完整的产业链；另一方面，在产业新业态下，我国启动了涉及智慧城市、智慧民政、军工防务、自然资源、能源信息化、应急管理等领域的一系列重大工程项目，以建设时空大数据平台的形式对地理信息行业发展形成了叠加效应。政府各部门、各公共事业单位之间改变了以往的项目实施方案，在空间维度中将水利、农业、土地、林业、经济及人口数据关联，打破了内部信息壁垒，进一步提高政府、公共事业单位的工作效率。因此，在产业新业态拉动市场需求的背景下，为地理信息企业带来了新的市场机遇。
（4）市场需求不断扩大
我国地理信息行业近年来不断发展，基础测绘技术服务的运用涉及经济发展和社会公共服务的和各个方面，地理信息软件产品与人民生活交通出行密不可分，地理信息行业具有较大的市场容量。随着网络强国、数字中国战略的实施，我国政府部门启动多个重大工程项目，带动地理信息行业的市场进一步发展。同时，随着我国新一轮的机构改革完成，地理信息行业更加趋向市场化，需求主体也从政府部门向企业领域扩展，发展空间逐渐扩大。市场需求为地理信息企业的未来快速发展提供了良好的机遇。
8、专业人才缺乏给行业带来的挑战
近年来，地理信息行业取得较快发展，企业对专业化人才的需求量迅速扩大。目前，行业高素质人才的专业技能一方面来源于高等院校计算机、网络通信、测绘工程等多学科的专业教育，另一方面来源于长期的项目实践和自我积累，跨学科跨专业的复合型人才整体数量较少。从长远来看，专业人才的匮乏将对业内企业进一步的发展产生不利影响。
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