本文内容来源于《时空信息学报》2023年第1期

全球地理信息公共产品研发的技术发展方向与主要任务

武昊^1,4，陈军^1,4，田海波^1,4，侯东阳^2,4，张俊^1,4，廖蓉³

1. 国家基础地理信息中心，北京 100830；

2. 中南大学 地球科学与信息物理学院，长沙 410083；

3. 自然资源部国土空间规划研究中心，北京 100812；

4. 自然资源部时空信息与智能服务重点实验室，北京 100830

关键词：全球地理信息；公共产品；多元化服务资源；实时化服务能力；知识化服务方式；协同化服务机制

基金项目: 面向2030议程的SDGs空间型监测方法研究项目(41930650)；中国工程院咨询研究项目（2019-ZD-16）

引文格式：武昊, 陈军, 田海波, 侯东阳, 张俊, 廖蓉. 2023. 全球地理信息公共产品研发的技术发展方向与主要任务. 时空信息学报, 30(2): 157-166Wu H, Chen J, Tian H B, Hou D Y, Zhang J, Liao R. 2023. Direction and main task of global geographic information public product research and development. Journal of Spatio-temporal Information, 30(2): 157-166, doi: 10.20117/j.jsti.202302001

摘要

摘要：全球地理信息是重要的全球公共产品之一，对于弥补发展中国家与发达国家之间的数字鸿沟、改善全球治理模式具有重要意义。本文从公共产品的基本特性出发，首先，给出了全球地理信息公共产品的基本概念和内涵，并针对产品生产、产品交付和产品使用三个主要环节，指出要从服务资源、服务能力、服务方式和服务机制四个维度研究全球地理信息公共产品的支撑技术；然后，通过深入分析当前技术发展趋势，提出了建设多元化服务资源、提升实时化服务能力、提供知识化服务方式、建立协同化服务机制的发展思路；最后，给出了构建全球地理信息公共产品支撑技术体系的主要任务、技术思路和国际合作模式。

正文

1 引言

当前世界正在经历百年未有之大变局，全球化进程日益深化的不可逆转趋势，与区域不平衡发展、世界经济新旧动能转换等问题错综交织，改革完善全球治理体系成为国际社会讨论的热点问题。就本质而言，全球治理是指多元行为体为解决全球问题而提供全球公共产品的过程（吴志成和王慧婷，2019），全球治理战略的实施又是推动全球治理体系变革的驱动力。长期以来，中国参与全球治理的能力存在不足，提供全球公共产品的主体较为单一（以国家层面为主）、产品类型有限、持续供给模式存在较大不确定性。进入新时代，中国在全球治理中的作用和贡献不断扩大，有能力也有意愿

为解决全球问题提供更好、更丰富的全球公共产品，这也是作为全球最大发展中国家的责任和担当（毛艳华，2015；向东平和范明英，2021；刘传春和李远，2019）。

地理信息是自然和人文要素空间分布及变化的数字化描述与表达，是重要战略信息资源与生产要素，兼具空间载体和知识存量两大作用（陈军等，2019a）。近年来，联合国提出要充分发挥地理信息在2030年可持续发展目标监测评估中的作用，着手推动多层面的研究与应用（陈军等，2019b）。联合国全球地理信息管理组织（United Nations Global Geospatial Information Management，UN-GGIM）在“地理信息管理的未来趋势——五到十年间展望”中更是明确提出，“地理信息及其技术已经成为日

常服务中无处不在的一部分，随着第四次工业革命、数字化时代的到来，将成为地方和国家政府的游戏规则改变者，在解决全球挑战方面发挥更为重要的作用”（Lawrence，2020）。由此可见，全球地理信息正在成为参与全球治理的重要公共产品。然而，包括中国在内的广大发展中国家长期以来欠缺全球地理信息公共产品的创新与供给能力，严重影响着其在国际治理中的话语权与参与能力；更有甚者，许多发展中国家至今仍缺乏地理空间基础设施和可靠的数据，无法对社会经济发展做出应有的支撑，持续的数字鸿沟正在影响着这些国家的经济发展、教育能力、就业机会和社会包容性（刘登攀，2019）。

近年来，中国有关部门开始重视这一方面工作，各类型的地理信息服务资源逐渐丰富，国际化服务能力不断提升，国际合作已从以往的单方面技术“引进来”扩展到科技、标准、产品、服务“走出去”“引进来”的全方位双向合作。如自然资源部组织研制了多期全球30 m分辨率地表覆盖信息产品GlobeLand30，成为中国政府向联合国提供的首个全球性地理信息公共产品（陈军等，2014）。但总体而言，这方面的创新研发能力明显不足，可供国际社会共享使用的产品数量有限且尚未形成合力，公共产品持续供给的保障机制尚未真正建立，迫切需要研发高质量、多类型的全球地理信息公共产品，提供协同化、多元化的全球地理信息服务。本文以公共产品的定义与基本特性为出发点，首先给出了全球地理信息公共产品的基本概念与内涵；然后从服务资源、服务能力、服务方式、服务机制等方面，分析了当前技术需求与国内外发展趋势；最后提出了全球地理信息公共产品研发的总体发展思路和主要建设任务。

2 基本概念与内涵

公共产品是可以平等消费或使用并可以平等受益的产品，具有非排他性、非竞争性和可持续性三个基本特点（李增刚，2006）。顾名思义，全球公共产品是指跨越国界的、体现国家间关系的公共产品。从公共产品的基本特点出发，我们可以初步给出全球地理信息公共产品（global geospatial public goods，GGPG）的定义，它是能够为世界上大多数国家或个人共同消费或享用的地理信息相关的公共产品，如数据、信息、知识、软件、培训等。

要做好全球地理信息公共产品研发与供给，需要研究分析“通过何种方式（how）向潜在需求方（who）提供什么样（what）的全球公共产品的概略计划（outline）”的问题。从实现层面，其包括产品生产、产品交付、产品使用三个环节；从技术支撑体系的层面，则涉及服务资源、服务能力、服务方式和服务机制四个方面。其中，服务资源主要是提供全球地理信息公共产品过程中所涉及的与地理信息相关的各类资源，如数据类资源、信息类资源、知识类资源等，是公共产品生产的产物；服务能力是将全球地理信息公共产品提供给潜在需求方所需的技术手段和基础设施，如分发能力、服务能力、计算能力等，是公共产品生产和交付的基础支撑；服务方式是将全球地理信息公共产品呈现给潜在用户的主要形式，如数据公开共享、在线地图服务、公众自发共享等，是公共产品交付所采取的供给方式；服务机制是维持全球地理信息公共产品持续供给所需的相关支撑技术和保障措施，包括众包机制、标准化机制、开放科学机制等，是覆盖公共产品生产、交付和使用三个环节的规则，以及规则下的具体实现技术。其主要原理如图1所示。

图1 全球地理信息公共产品的主要构成与关系

Fig. 1 The main composition and relation of global geographic information public products

3 技术发展趋势

当前全球对地观测、高性能计算和人工智能等技术与新一代测绘技术快速融合发展，全球地理信息的获取、处理与服务技术也取得了长足进步，在总体上呈现服务资源多元化、服务能力实时化、服务方式知识化、服务机制协同化的发展趋势。这也为进一步提升全球地理信息公共产品的研发与供给能力提供了重要契机。

3.1 服务资源多元化

随着对地观测技术向多层次、多谱段、多类型方向不断发展（张兵等，2022；郭华东等，2014），尤其是小卫星（赵志远，2021）、立方体卫星（CubESAt）（Aragon等，2021）、纳米卫星（陆震，2018）、大载荷长航时测绘无人机（王中祥等，2019）、测量机器人（闫利等，2021）等新兴技术的兴起，以高分辨率、高频度、多类型为主要特征的天空地一体化对地观测网络已初步形成并逐渐完善，遥感数据获取与处理的成本大幅降低，全球对地观测、基础地理信息、地表覆盖和专题产品等多元化服务资源逐渐丰富。

（1）全球对地观测和基础地理信息产品。传感器类型愈加多样化催生了越来越多的新型对地观测产品，除了光学、多/高光谱、雷达等传统产品以外，视频、夜光、气象、二氧化碳（苏晓华等，2021；周拥军等，2021；周一鸣和刘韬，2021）等专题全球观测产品的出现为全球气候变化、可持续发展等研究提供了更多可用可靠的数据资源。另一方面，随着新材料、高性能载荷和微型机械等技术的发展，对地观测系统正朝轻型化、小型化和智能化方向发展（周拥军等，2021；龚燃，2021），如Planet公司的轻型化SkySat卫星、Maxar公司的WorldView Legion系列卫星、欧洲空间局（European Space Agency，ESA）的立方体卫星QN50计划和英国Sen视频遥感立方体卫星等，这将使快速实现全球范围高分辨率，如5 m分辨率遥感制图成为可能，还将为一些发展中国家获取和使用地理空间数据提供有利条件。随着对地观测能力的提升，数字正射影像图（digital orthophoto map，DOM）、数字地表模型（digital surface model，DSM）、数字高程模型（digital elevation model，DEM）、数字矢量地图（digital line graph，DLG）等基础地理信息产品的精度、分辨率和更新效率取得较大进步，以数字高程模型为例，已由早期的1000 m逐步发展到500 m、250 m、90 m、30 m、10 m和2 m等多种类型，且有GTOPO30、SRTM、GMTED2010、ASTER GDEM、AW3D30及Tan DEM-X DEM等多款公开免费的数据产品（田海波等，2020；唐新明等，2021）。

（2）地表覆盖和专题数据产品。地表覆盖及其变化是生态环境监测、气候变化研究、可持续发展规划的重要基础数据。早期全球地表覆盖数据产品以300 m、1000 m分辨率为主，近年来随着人工智能、云计算和数据开放政策的进步，逐渐向高精度、高分辨率、多类型、长时序的方向发展，如中国研制的全球首套30 m分辨率地表覆盖产品GlobeLand30、谷歌发布的全球10 m分辨率近实时土地利用覆盖分类数据Dynamic World NRT（2015年6月23日至今）（Brown等，2022），以及长时间序列的不透水层数据产品MSMT_IS30（2015年）（Zhang等，2020）和GISA（1972~2019年）（黄昕等，2021）等。此外，为满足灾害防治、粮食安全、生态环境保护等行业应用需要，一些机构和团队还推出了系列专题产品。例如，在灾害防治方面，已有全球重大林火灾害数据集（2018年1月~2019年6月）（杨雨晴等，2019）、全球30 m分辨率火烧迹地产品GABAM（2015年）（Long等，2019）、全球Suomi NPP VIIRS夜火产品（Ellicott等，2012）、全球重大洪水灾害典型案例数据集（2018年1~12月）（蒋梓杰等，2019）等，主要用于火灾和洪灾早期预警、实时研判及灾后状态评估产品等研究；在粮食安全方面，已有全球30 m分辨率耕地范围产品FROM- GC（2010年）（Yu等，2013）和GCEP30（2015年）（Thenkabail等，2021）、全球30 m分辨率耕地扩张产品（2000~2019年）（Potapov等，2022）等专题耕地数据集，主要用于耕地时空分布及变化特征、复种指数和作物类型的种植结构，以及作物长势等方面监测分析；在生态环境保护方面，如全球蒸散发产品（GLEAM（Martens等，2017）、SSEBop蒸散发产品（Gabriel等，2019））和多种干旱指数数据集（GridMet drought indices）（Abatzoglou，2013）、全球典型湖泊生态环境产品（全球2000~ 2018年大型湖库水色指数FUI 数据）（Wang等，2021）、全球PM2.5浓度（Global/regional Estimates V5.GL.02）（van Donkelaar等，2016）和近实时碳排放监测数据（2021年）（Liu等，2022），主要是为了满足陆地、水域和大气等全球生态系统时空变化、响应机制及可持续发展态势等综合监测评估研究。

3.2 服务能力实时化

近年来，5G、云计算、人工智能等新一代信息技术的飞速发展加速促进地理信息的服务方式发生重大变革，一方面，地理信息服务正在由传统数据共享和信息提供向实时智能计算服务方向发展，以满足日益增长的在线处理与高层次分析应用需求；另一方面，随着全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）、5G、物联网等基础设施建设与应用的不断推进，我们已经进入一个连接无处不在的数字化时代（迎九，2008），综合利用空天地网协同感知和边缘计算、人工智能等技术，可实时动态地构建面向不同应用场景的数字孪生空间，从而更好地服务和改善人们的生产生活。

（1）实时智能计算。长期以来，受限于对地观测能力与算力之间的不匹配状况，测绘部门往往需要在后端将数据处理成尽可能满足大多数用户需求的基础产品，再通过共享交换和在线发布的方式提供服务。对于用户而言，仍需要搭建各类应用系统以满足个性化的业务需求，不仅影响了服务提供的时效性，而且导致了大量的重复性建设工作，使得“数据烟囱”“信息孤岛”的现象日益突出。随着Web服务与云计算技术的发展，地理信息处理模式逐步从单机、集群向云计算服务模式发展，如何提供动态（陈军等，2013）、智能（张兵等，2022）、可伸缩（Jonas等，2019）的实时智能服务计算已成为学术界和产业界关注的重要话题。例如，在遥感大数据分析方面，GEE（Google Earth Engine）平台基于强大的存储和计算能力，集成了Landsat、Sentinel、MODIS等海量免费遥感数据和部分高分辨率遥感数据，提供在线的遥感处理算法和深度学习模型，为科学研究和大数据分析提供了便捷手段（Gorelick等，2017；付东杰等，2021）。国内也陆续发布了与GEE类似的平台，包括PIE-Engine、SenseEarth、SmartRS等。但是这些平台大多只能执行简单的处理算子和技术流程，仍需要大量的人工编码和流程衔接工作，在服务计算的动态性和智能化方面仍有欠缺，尚无法满足问题诊断、趋势预测、态势预警等高层次服务计算需求。

（2）动态协同感知。当前，时空感知技术正在向多源化、多尺度、多类型的方向飞速发展，融合遥测感知、物联感知、VGI与众包采集、社会感知为一体的“动态协同感知”成为研究热点（李德仁等，2022）。由于地球表面空间分布和人类活动呈现多时空尺度的耦合交互作用（万昌君等，2019），感知的对象、场景和内容具有相应的尺度依赖性，因此，选择合适的观测尺度和感知模式，将有助于发现和理解不同维度上的地理多要素景观组成、国土空间配置、服务功能及时空互动关系（程昌秀等，2018）。例如，设计以多源化、多载荷、多尺度卫星观测为主，以航空和地面监测网络为辅的协同感知模式，可实现大面积空间无缝、时间连续的要素类型分布的监测能力（陈军等，2022）；设计以航空为主的多维航空立体复合监测模式，可以增强高频次、迅捷、超高分辨率的空间结构与格局配置监测能力（高尚，2017）；设计以地面定点实时采集为主，遥感为辅的感知模式，可以提升高精度、实时性、连续性的生态服务功能类型、属性采集及过程监测的能力（周宝定等，2022）；设计以定位导航授时（positioning, navigation and timing，PNT）系统、互联网众包、智能终端为主的感知模式，可以实现运动场景中的“人、物”个体位置及活动轨迹等的实时监测和趋势预判（方志祥等，2018；姜卫平等，2020）。

3.3 服务方式知识化

大数据时代的到来促进着传统服务模式向知识服务转变（刘万增等，2021；李德仁，2019），如何提供描述型、诊断性、预测型的知识服务以扭转“数据海量，信息泛滥，知识难求”的困境，是国际科技领域广泛关注的一个热门话题，它不仅可为全球治理提供智能决策手段，而且有助于解决发展中国家长期面临的数字鸿沟问题。然而，地理信息知识服务研究尚处于起步阶段，虽然已在地理信息知识服务基础设施和赋能应用方面开展了一些研究和建设工作，但知识服务的理论框架、技术体系尚未完整构建，知识服务赋能经济、社会、环境的技术模式和价值定位尚不明确。

（1）知识服务基础设施。就广义地理信息服务而言，传统服务方式是基于地理空间数据基础设施（spatial data infrastructure，SDI）提供数据服务或对数据加工处理的信息服务（Rajabifard和Williamson，2001），由于缺少与其他领域数据的关联，地理信息服务的范围受到了制约。随着数字化进程的不断深入，国际上发布了综合地理空间信息框架（Integrated Geospatial Information Framework，IGIF）（UN-GGIM，2018），以加强地理信息与经济、社会和环境等数据的关联。近年来，地理空间知识基础设施（geospatial knowledge infrastructure，GKI）又成为国际上讨论的热点（Mihály等，2021）。其主要思路是，首先将地理信息与经济、社会等数

字化成果相融合，然后按照不同领域的知识体系，通过领域知识建模、知识抽取、知识融合等技术构建地理信息知识库，在此基础上研发知识服务平台，基于时空知识挖掘、分析、推理、模拟等模型方法提供知识搜索、导航、空间可视化等功能，构建地理空间知识服务的数字生态，为不同领域提供弹性快捷的应用服务。中国提出建设“全球地理信息知识与创新中心”（徐红和林溪，2020），以助力落实联合国《2030年可持续发展议程》，也是提供知识类全球地理信息公共产品的重要举措。

（2）知识服务赋能应用。近年来，在GKI研究的驱动下，国际上涌现出了一些知识服务系统，已在部分领域取得了一定的应用成效。例如，在农业领域，德国Cloudeo公司开发了在线地理保险平台，利用卫星和气象数据提供了特定自然灾害警报、历史气候变量及指数分析等知识，以更有效地评估索赔和减轻风险（Sykas等，2022）；在林业领域，意大利的Marano等（2019）研发了一种新型地理空间决策支持系统，将开源空间决策支持系统与森林知识建立联系，提供景观综合森林知识服务和基于网络的操作工具，支持了森林的可持续管理和规划；在地质领域，英国地质调查局（British Geological Survey，BGS）合作开发的三维地质测量和调查软件，通过将地质、地形数据与地质学家的地质知识相结合，提供了三维地理空间知识服务，成为现代地质调查网络基础设施的一部分；在城市基础设施管理领域，澳大利亚的Wickramasuriya等（2013）开发了智能基础设施仪表盘，提供了基础设施系统和服务的多空间、多时间分析知识服务，对出台基础设施服务本地治理的规划和政策具有实际意义。我国在知识服务系统研发方面也处于国际前列，国家基础地理信息中心通过“区域可持续发展目标综合评估与监测示范”项目研制了可持续发展目标（sustainable development goal，SDG）知识服务系统，入选联合国首批SDG最佳实践，全球仅有16例（Chen和Li，2018）。此外，还研制了地理信息专业知识服务系统，提供了机构空间化、地理数据推荐、版图智检、行政区划知识浏览、专家关系网构建、在线制图等知识服务功能（陈军等，2019a）。

3.4 服务机制协同化

全球地理信息服务是全球治理体系构建的重要基础设施。如前所述，全球地理信息服务正在朝着多元化、实时化、知识化的方向发展，这就涉及多学科交叉、多手段协同、多平台衔接、多层级服务和多用户兼容，单靠一个国家或组织机构的力量难以有效支撑，必须要建立协同化的良性可持续技术生态和保障机制为数据共享、联合研发、能力集成提供支撑，主要包括协同模式、协同标准和开放科学等方面。

（1）协同模式。首先是服务资源共享的协同化框架，其既是地理信息公共产品有序共享的基础，也是实现多元产品主动汇聚、提升数据利用效率的技术保障，如地球观测组织（Group on Earth Observations，GEO）建立的全球地球观测系统（Global Earth Observation System of Systems，GEOSS）（Nativi等，2015）、美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）建立的NEX（NASA Earth Exchange）等。然后是服务资源的众包协同研制模式，其核心特征是将时间上分离、空间上分散的多个协作成员有机地组织起来，实现大范围、大规模地理信息产品协同更新，如全球基础地图要素协同制作平台OSM（open street map）（Vargas-Munoz等，2021）和地表覆盖数据协同验证平台Geo-Wiki（Fritz等，2009）。但是这些早期的众包协同模式仅仅考虑人员之间的调度协同，缺少了人工智能及人员之间的协同方式，导致协同研制地理信息产品的效率不高。近期的一个研究趋势是打造融合人工智能的众包协同模式，如Facebook团队研制的融合深度学习的道路/建筑物众包提取平台RapiD（Bonafilia等，2019）。

（2）协同标准。一是在数据产品与数据服务标准方面，主要用于定义和描述通用数据产品的结构与内容，以及通过服务请求获取数据内容的接口和参数。如国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）的《地理信息数据产品说明》（ISO 19131：2007 Geographic Information — Data Product Specifications）和开放地理空间联盟（Open Geospatial Consortium，OGC）的Web地图服务、Web要素服务等。二是在互操作服务标准方面，其目的是定义处理操作的输入输出和操作规范以集成不同机构发布的数据处理方法，如OGC的Web处理服务和英国标准学会（British Standards Institution，BSI）的《信息技术-云计算-互操作性和可移植性》（BS ISO/IEC 19941：2017 Information Technology. Cloud Computing. Interoperability and Portability）等标准。以往的规范和标准主要聚焦于二维地理数据，随着实景三维和元宇宙等新技术和新概念的提出，相关组织近期已开始拓展和制定三维数据标准，如OGC 的三维数据标准I3S（indexed 3Dscene layer）、CityGML等。此外，近几年地理人工智能的飞速发展也促使OGC成立了首个地理人工智能国际标准工作组，即人工智能样本标记语言国际标准工作组（TrainingDML-AI）。

（3）开源科学。近年来，国际社会越来越重视开源科学对于促进共享、构建良性可持续技术生态的重要性。开源科学被认为是提升协同可重复性和用户透明度的重要保障，包括开放数据、开源平台、开源出版和开放基础设施等方面。在数据开源方面，国际上相继出台了系列数据开放政策，并建立了数据开放平台，旨在加快数据产品的开放共享，推动数据的合理利用，最大程度释放数据红利。如中国主导的深时数字地球科学计划（王卷乐等，2021）、美国政府数据开放平台Data.gov、中国科学院数据共享服务系统等。在开源技术平台方面，主要是为了更好地协同维护、组织、分发和管理开源软件，支持并促进开放技术和数据的协同开发，如Apache软件基金会、开源地理空间基金会（Open Source Geospatial Foundation，OSGeo）等。近几年，开源出版促进了数据产品和科研成果的广泛共享和再利用，如开源期刊商MDPI、中国科学院地理科学与资源研究所建立“全球变化科学研究数据出版系统”（刘闯等，2017）。

4 总体发展思路

经过近三十年的持续投入和不懈努力，我国已建成了以国家基础地理信息资源为代表的覆盖全面、尺度多元、内容丰富、更新及时的地理信息服务资源，在服务国家经济社会发展过程中发挥了重要基础性作用，也形成了地理信息数据生产、建库、更新与应用服务的成套软件产品和技术体系（陈军等，2015）。然而，全球性地理信息公共产品不同于传统的地理信息产品，其覆盖和受益范围为一个以上国家，不仅要尽可能地让不同国家和群体都能够积极参与并共同维护，而且要保障公共产品可持续发展的动能和机制。因此，这就对全球地理信息公共产品的支撑技术体系提出了新的需求。

如前所述，全球地理信息服务的发展思路应当以“建设多元化服务资源、提升实时化服务能力、提供知识化服务方式、建立协同化服务机制”为主线，构建全球地理信息服务技术体系，推进时空信息基础设施建设，不断丰富完善多类型、多尺度、多时相、多专题的服务资源，提升动态感知和实时计算能力，建立群智协同、开源开放的服务技术生态与相应的政策标准体系，提供更多高质量的全球地理信息公共产品，包括数据、信息、知识、软件、培训等各种类型，为更多发展中国家参与全球治理提供科学手段。其总体发展思路如图2所示。

图2 全球地理信息公共产品的服务体系框架

Fig. 2 Service system framework of global geographic information public products

5 主要建设任务

目前，全球地理信息公共产品主要为数据类和信息类，且其核心技术由欧美等发达国家掌握，开展联合国可持续发展目标监测与评估急需向发

展中国家提供高质量、多类型的地理信息公共产品。因此，应深入分析全球治理需求，系统研究全球地理信息公共产品的概念与内涵，包括产品类型、参与方式、供给模式等，同时面向不同领域加大知识体系研究和知识类产品研发力度，依托

联合国等国际合作平台，建设全球地理信息服务体系，建立合作机制，创新研发优质全球地理信息公共产品，整合国内资源，统筹推进全球公共产品的供给，以更加务实的方式践行多边主义，为全球治理体系改革和建设做出积极贡献，助力落实联合国《2030年可持续发展议程》，支撑人类命运共同体建设。

1）建设“内容丰富–尺度多元–动态感知”的多元化服务资源

随着对地观测获取能力的不断提升，首先是要加快构建种类齐全、功能互补、尺度完整的测绘卫星对地观测体系，基于虚拟组网、一体化处理和主动发现等技术，加强对地观测成果与地面实地观测、社会经济数据等多源数据的集成，开展遥感时空信息数据与多学科模型（如气候模式、作物生长模型、地球过程模型等）的深度融合，提升全球地理信息产品的多样性、精细度及生产精度。然后要综合利用物联网、互联网、人工智能、云计算等智能化技术提升多源地理信息产品与多层次、多场景时空信息的集成、融合和更新能力，研发面向农业系统、生态环境及自然灾害应用领域的动态产品，支撑管理决策的早期预警和未来研判。在此基础上，要加强全球地理信息产品与数字经济、数字社会和数字政府的深度融合，使其成为新型时空信息基础设施的重要组成，为联合国可持续发展监测评估、智慧治理等提供支撑，缩小与发达国家之间的数字鸿沟。

2）提供“动态协同–敏捷响应–泛在互联”的实时化服务能力

5G、云计算、人工智能等新一代信息技术的飞速发展，使得全球地理信息服务的实时性（即时性）有望取得重要突破。首先是在多元化服务资源的基础上，要按照“算法为基础–知识为引导–服务计算为支撑”的思路构建智能化的在线处理平台，利用最新的动态服务计算（陈军等，2013）和无服务器计算（serverless computing）（Jonas等，2019）技术，以打破传统应用服务架构对于多样化、实时化服务的技术壁垒，逐步构建标准统一、动态协同、良性可持续的技术生态，为科研人员开展算法测试验证和对外服务提供全技术链条、高计算性能的算力基础设施支撑，同时为管理应用人员提供敏捷简易、动态智能的应用快速构建工具，降低全球地理信息应用服务的专业门槛。然后是加强空天地网协同感知能力与物联网、5G等信息技术的融合，综合利用边缘计算、人工智能等技术，在保护隐私数据的情况下为用户提供更为智能、人性化的实时服务，可极大改善人们的生产生活，进而优化地方和国家政府的管理服务模式。

3）打造“群智共建–跨域融合–智能交互”的地理空间信息知识中心

为更好地服务联合国可持续发展目标监测与评估，同时为发展中国家参与全球治理提供高水平服务，需要进一步提升全球地理信息公共产品服务的广度和深度，加快空间地理信息知识中心建设。首先是要利用地理信息领域多年积累，依托UN-GGIM、国际摄影测量与遥感学会（International Society for Photogrammetry and Remote Sensing，ISPRS）等国际组织和联合国全球地理信息知识与创新中心等平台，建立覆盖面广、影响力大的全球地理信息国际合作网络，发挥专家智慧面向不同领域加大知识体系研究和知识类产品研发力度；然后是要在传统数据共享、在线服务的基础上，加强知识挖掘或抽取、知识图谱自动化构建、空间推理、空间知识服务、可视化表达等关键技术研究，研发包括知识搜索、知识问答等人机智能交互功能的全球地理信息知识服务平台，提供描述型、诊断型、预测型、方案型知识服务。

6 结束语

全球地理信息公共产品对地理信息服务的范围、内容、能力和方式提出了新的要求。目前，我国相关领域的研究还比较零散，为提升全球地理信息产品研发与供给能力，亟需加强以下四个方面工作：一是创新组织架构与运作模式，开展全球地理信息公共产品与服务的顶层设计；二是要整合多方资源、深化国际合作理念、加强专业人才培养；三是研发高质量、多类型的全球地理信息公共产品，逐步建立多元化、实时化、知识化、协同化的地理信息服务技术体系；四是打造覆盖全球、服务国际、共享共建的全球地理信息服务基础设施和合作平台，提供全球地理数据、信息、知识、软件、培训等多种公共产品，为进一步提升发展中国家参与全球治理的能力、缩小数字鸿沟提供支撑，同时带动中国地理信息技术创新、能力建设和产业发展等。

致谢 国家基础地理信息中心正高级工程师赵婷婷、高级工程师吴晨琛和张平博士等为本文的撰写提供了宝贵的意见和建议，在此一并表示感谢。

作者简介

作者简介:武昊，研究方向为地理信息动态服务计算与应用服务。E-mail: wuhao@ngcc.cn

通信作者: 张俊，研究方向为自然资源时空信息监测研究与应用。E-mail: junzhang@ngcc.cn

初审：张艳玲复审：宋启凡终审：金 君

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