自從羅杰?湯姆林森教授在1970年率先提出計(jì)算機(jī)制圖的概念開(kāi)始，地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System ,GIS)作為一門新興的、交叉的、應(yīng)用型學(xué)科，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，并隨著位置服務(wù)概念的深入人心，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于普通公眾的日常生活中。
在快速發(fā)展的過(guò)程中，GIS也面臨了許多重大的挑戰(zhàn)：柵格和矢量仍然是表示的基礎(chǔ)；地圖仍然是概念隱喻，以GIS圖層的形式存在；地圖投影仍在廣泛使用，地球始終是二維化表達(dá) ；在測(cè)量、表示和處理不確定性方面進(jìn)展甚微等等。
為了明晰GIS學(xué)科發(fā)展的方向，ESRI總裁Jack Dangermond和美國(guó)科學(xué)院院士Michael F. Goodchild教授這兩位當(dāng)今GIS領(lǐng)域最舉足輕重的權(quán)威人物聯(lián)合撰寫了學(xué)術(shù)論文《Building geospatial infrastructure》，發(fā)表于GSIS 2020年第1期。
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內(nèi)容概要
在文中，作者首先對(duì)GIS的發(fā)展過(guò)程（early vision to GIS today）進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)快速變化的外部環(huán)境進(jìn)行了概括。其中，地理門戶網(wǎng)站（Portals）、開(kāi)放數(shù)據(jù)（Open Data）、參與性（Engagement）、企業(yè)GIS（Enterprise GIS）、協(xié)作 *** （A network of collaboration）、故事地圖（Story Map）、云存儲(chǔ)（The Cloud）等對(duì)GIS的發(fā)展都起到了富有變革性的推動(dòng)作用。
然后，對(duì)GIS相關(guān)進(jìn)展（Advances in GIS）進(jìn)行介紹，如地理人工智能（GeoAI）、ModelBuilder和Jupyter等腳本和工作流，可復(fù)制性（Replicability，如Docker等工具）、預(yù)測(cè)模型、實(shí)時(shí)分析等。
對(duì)GIS的未來(lái)，作者提出了地理空間基礎(chǔ)設(shè)施（Geospatial infrastructure）的概念。
“地理空間基礎(chǔ)設(shè)施是尺度上的地理信息系統(tǒng)，從半個(gè)世紀(jì)前起不斷吸收許多重要的應(yīng)用，是一個(gè)從普通公民到地理空間科學(xué)家的社區(qū)，以及滿足個(gè)人、組織和整個(gè)企業(yè)需求的服務(wù)Geospatial infrastructure is GIS at scale, grown from *** all beginnings half a century ago to embrace a host of important applications, a community that extends from the average citizen to geospatial scientists, and services that meet the needs of individuals, organizations, and entire enterprises.
作者預(yù)言，如果地理空間技術(shù)建設(shè)得當(dāng)，技術(shù)足夠全面，并且對(duì)所有人開(kāi)放和可利用，人類面臨的許多挑戰(zhàn)可以通過(guò)地理空間技術(shù)來(lái)解決。
前沿觀點(diǎn)
“地理信息系統(tǒng)是一套工具，可以使本來(lái)很難或不可能看到的東西變得可見(jiàn)，并通過(guò)故事地圖來(lái)促進(jìn)（效果的）理想化。GIS is a set of tools for making visible what would otherwise be hard or impossible to see, and for promoting ideals through story maps.
“它（Google Earth）提供了一個(gè)令人信服的例子，說(shuō)明了地理信息不需要首先用地圖投影來(lái)壓平和扭曲地球依然可以共享，并幫助地理空間技術(shù)擺脫在早期愿景中非常重要的地圖隱喻的限制。It provided a compelling illustration of how geographic information could be shared and examined without the need first to flatten and distort the Earth with a map projection, andhelped to free geospatial technology from the constraints of the map metaphor that had been so important in earlier visions .
“……今天，我們可以將數(shù)字地球描述為數(shù)字孿生或數(shù)字復(fù)制品的實(shí)例。谷歌地球（google earth）等系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)復(fù)制地球的外觀。但原則上，一個(gè)數(shù)字孿生地球也應(yīng)該復(fù)制地球的運(yùn)行方式，使用軟件來(lái)復(fù)制改變地球物理和社會(huì)系統(tǒng)的過(guò)程。
……but in principle a digital twin should also replicate how the Earth works, by using software to reproduce the processes that modify the Earth’s physical and social systems.
“主要街道、命名地點(diǎn)、海岸線、湖泊和河流的底圖在廣泛的應(yīng)用中被使用，正如精細(xì)分辨率的地球圖像一樣。它們需要開(kāi)放、自由訪問(wèn)和準(zhǔn)確，以支持其他應(yīng)用，并作為地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)。Base maps of major streets, named places, coastlines, and lakes and rivers are used in a vast array of applications, as is fine-resolution Earth imagery. They need to be open, freely accessible, and accurate, in order to support those other applications and as a foundation for the geospatial infrastructure.
“生產(chǎn)力和效率在地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的許多領(lǐng)域都是有價(jià)值的目標(biāo)，從車隊(duì)的路線和調(diào)度到零售店的選址、物流業(yè)、衛(wèi)生服務(wù)或應(yīng)急響應(yīng)。
Productivity and efficiency are valuable goals in many areas of GIS application, from the routing and sche *** ng of vehicle fleets to site selection for retail outlets, the logistics industry, health services, or emergency response.
“共享和協(xié)作應(yīng)是地理空間基礎(chǔ)設(shè)施最重要的目標(biāo)之一，這一目標(biāo)由地理空間技術(shù)日益增加的參與和可訪問(wèn)性實(shí)現(xiàn)。
Sharing and collaboration should be among the most important goals of a geospatial infrastructure, enabled by the kinds of engagement and accessibility that are an increasing feature of geospatial technology.
“很少有用戶閱讀或理解應(yīng)用程序的使用條款和條件，或共享個(gè)人數(shù)據(jù)的含義。保護(hù)個(gè)人隱私必須是地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)重要目標(biāo)。
Few users read or understand the Terms and Conditions of Use of apps, or the implications of sharing personal data. Protection of personal privacy must be an important goal of geospatial infrastructure.
“……預(yù)測(cè)GIS的未來(lái)總是很愚蠢，但有可能列出一些已經(jīng)在醞釀中的變化，并且可能在未來(lái)幾年內(nèi)出現(xiàn)。其中一些（變化）起源于數(shù)據(jù)科學(xué)的快速增長(zhǎng)，有些（進(jìn)展）則普遍關(guān)注科學(xué)的可復(fù)制性。其他的原因是衛(wèi)星圖像的可用性、無(wú)人機(jī)的日益復(fù)雜程度以及各種傳感器的迅速下降成本方面取得了巨大進(jìn)展。
Some of these originate in the rapid growth of data science, and some in a general concern for replicability in science. Others originate in dramatic advances in the availability of satellite imagery, in the increasing sophistication of drones, and in the rapidly falling costs of various kinds of sensors.
*****以下為全文渣翻，強(qiáng)烈建議閱讀英文全文*****
01Introduction
自從地圖和地球圖像的內(nèi)容首次數(shù)字化并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中以來(lái)，在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，對(duì)地理空間技術(shù)的許多設(shè)想都得到了發(fā)展。然而，信息技術(shù)的發(fā)展速度繼續(xù)加快，嵌入地理空間技術(shù)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治和環(huán)境環(huán)境環(huán)境仍在以很大程度上不可預(yù)測(cè)的方式發(fā)展。因此，地理空間界應(yīng)該在這個(gè)時(shí)候?qū)ふ乙粋€(gè)新的愿景，一個(gè)能夠幫助我們向前邁進(jìn)并給我們一個(gè)方向感的新的愿景，這是完全合理的。
我們將如何利用這項(xiàng)技術(shù)，以及它如何應(yīng)對(duì)我們目前面臨的和未來(lái)幾年將面臨的挑戰(zhàn)？在本文中，我們描述了地理空間基礎(chǔ)設(shè)施這一新興概念，它是對(duì)地理空間技術(shù)的一種當(dāng)代和全面的展望。我們回顧了它與早期愿景的關(guān)系，將其放在當(dāng)今信息技術(shù)的背景下，并解決訪問(wèn)、參與和保護(hù)個(gè)人隱私的問(wèn)題。
今天的人類面臨著無(wú)數(shù)的挑戰(zhàn)。我們?nèi)祟悇?chuàng)造的世界和我們所處的世界不同于任何過(guò)去的世界；回歸過(guò)去是不可能的。其中許多挑戰(zhàn)可以通過(guò)地理空間技術(shù)來(lái)解決，特別是如果地理空間技術(shù)建設(shè)得當(dāng)，技術(shù)足夠全面，并且對(duì)所有人開(kāi)放和可利用。在本文中，我們描述了地理空間基礎(chǔ)設(shè)施愿景的主要特點(diǎn)，并概述了這些功能將如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。
02Earlier visions
Maps in computers
羅杰?湯姆林森在1970年和1972年召開(kāi)的國(guó)際會(huì)議匯集了來(lái)自世界各地志同道合的人，他們認(rèn)識(shí)到將地圖和地球圖像的內(nèi)容存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中可以帶來(lái)的巨大好處。他還可以利用計(jì)算機(jī)來(lái)分析其他人在編制地圖的過(guò)程中，如何利用計(jì)算機(jī)對(duì)地圖進(jìn)行精確的編輯；以及如何利用計(jì)算機(jī)對(duì)地圖進(jìn)行編輯。
然而，缺乏合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模型來(lái)表示地理信息，而且?guī)缀跬耆珱](méi)有軟件，認(rèn)為空間數(shù)據(jù)的處理是最直接的問(wèn)題，并為未來(lái)的發(fā)展提供了遠(yuǎn)景的基礎(chǔ)，而空間數(shù)據(jù)處理這一術(shù)語(yǔ)在兩年一度的一系列國(guó)際會(huì)議上仍然存在。
羅杰?湯姆林森(Roger Tomlinson，1933-2014) 世界公認(rèn)的GIS之父
A geographic information system
到20世紀(jì)70年代末，地理信息系統(tǒng)（GIS）的概念已被企業(yè)、教育工作者、機(jī)構(gòu)和個(gè)人廣泛采用。現(xiàn)成的軟件已經(jīng)出現(xiàn)，簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)模型可以有效地捕捉多種類型的地理信息。
在這個(gè)構(gòu)想中，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)單片計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，執(zhí)行包括捕獲、存儲(chǔ)和分析在內(nèi)的廣泛功能。人們可以把終極的地理信息系統(tǒng)想象成一個(gè)運(yùn)行在大型計(jì)算機(jī)中的軟件包，能夠?qū)θ魏晤愋偷牡乩砜臻g數(shù)據(jù)執(zhí)行任何可能的功能。幾家公司開(kāi)始銷售地理信息系統(tǒng)軟件，地理信息系統(tǒng)行業(yè)開(kāi)始了長(zhǎng)期的擴(kuò)張。
在隨后的幾十年里，為了支持新的應(yīng)用程序和為新的決策提供輸入，功能集和底層數(shù)據(jù)模型激增，地理信息系統(tǒng)軟件也從大型機(jī)遷移到小型計(jì)算機(jī)，最終遷移到桌面。盡管地理空間技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這一設(shè)想，但在本文的其余部分中，首字母縮略詞GIS被用作總括術(shù)語(yǔ)。
Spatial data infrastructure
20世紀(jì)90年代初，地理信息系統(tǒng)的這一構(gòu)想發(fā)生了兩個(gè)非常重大的變化：之一，以地圖和圖像的形式以及越來(lái)越多的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式，地理信息的生產(chǎn)幾乎是資金充足的機(jī)構(gòu)，特別是國(guó)家 *** 的專有財(cái)產(chǎn)。生產(chǎn)成本很高，許多法域都在努力從用戶那里收回至少一部分成本。但隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，地方機(jī)構(gòu)、公司甚至個(gè)人都有可能創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)。全球定位系統(tǒng)（GPS）大大降低了測(cè)量位置的成本，只需要一個(gè)便宜的手持設(shè)備；攝影測(cè)量基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化；掃描使人們能夠快速、廉價(jià)地將紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（1993年）的一份報(bào)告提出了地理空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)的新構(gòu)想，該報(bào)告提出了國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)想。
美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì) https://www.nationalacademies.org/
這份報(bào)告是及時(shí)的，它的建議在總統(tǒng)的一項(xiàng)行政命令中得到執(zhí)行，授權(quán)聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)組織一系列計(jì)劃。其中包括制定地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)（元數(shù)據(jù)）描述標(biāo)準(zhǔn)，確定框架層，并努力改善數(shù)據(jù)庫(kù)的互操作性，這是開(kāi)放地理信息系統(tǒng)聯(lián)盟（現(xiàn)為開(kāi)放地理空間聯(lián)盟）采取的一項(xiàng)舉措。
The Web and the Internet
第二次變革始于萬(wàn)維網(wǎng)的普及，隨之而來(lái)的是互聯(lián)網(wǎng)和之一個(gè) *** 瀏覽器――Netscape。
施樂(lè)帕克研究中心（xeroxparc）等組織很快看到了以電子方式共享地圖和地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的潛力，并將地理空間數(shù)據(jù)的整個(gè) *** 放到網(wǎng)上供任何人使用。
1973年， The Xerox PARC發(fā)明的之一臺(tái)個(gè)人電腦。
地理門戶的概念出現(xiàn)了，它是一個(gè)允許訪問(wèn)各種地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)站。到1990年代末，在一個(gè)有時(shí)被稱為web2.0的開(kāi)發(fā)中，普通的Web用戶已經(jīng)成為信息的消費(fèi)者和生產(chǎn)者。其結(jié)果是用戶生成的內(nèi)容急劇增加，最終自發(fā)地理信息的概念也隨之增加。
自發(fā)地理信息（Volunteered Geographic Information，簡(jiǎn)稱VGI），是指用戶通過(guò)在線協(xié)作的方式，以普通手持GPS終端、開(kāi)放獲取的高分辨率遙感影像以及個(gè)人空間認(rèn)知的地理知識(shí)為基礎(chǔ)參考，創(chuàng)建、編輯、管理、維護(hù)的地理信息。
這一概念由M.F. Goodchild 于2007年提出，是用戶創(chuàng)建內(nèi)容(User-generated content, UGC)、Web2.0等思想與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，反映了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代地理信息新的獲取與應(yīng)用方式。
Digital Earth
到了20世紀(jì)80年代末，圖形工作站已經(jīng)發(fā)展到可以在顯示屏上創(chuàng)建和操作三維對(duì)象的表示。此外，可以在物體上覆蓋二維圖像，并隨意旋轉(zhuǎn)和縮放。用戶在二維屏幕上看到物體的能力仍然是三維的。
為了將地球圖像覆蓋在一個(gè)球體上，創(chuàng)建了一個(gè)虛擬地球，開(kāi)發(fā)了一些應(yīng)用程序。分級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使得屏幕上的圖像可以平滑地從10公里分辨率的整個(gè)星球圖像縮放到亞米分辨率的小區(qū)域圖像。
“數(shù)字地球”一詞由美國(guó)副總統(tǒng)阿爾?戈?duì)枺ˋl-Gore）在1992年的一本書中提出，1998年戈?duì)枩?zhǔn)備發(fā)表一篇演講，描述一個(gè)虛擬環(huán)境，可以用來(lái)探索地球表面的許多維度，包括現(xiàn)在和過(guò)去。
之一屆國(guó)際數(shù)字地球研討會(huì)于1999年在北京召開(kāi)，2005年谷歌向公眾發(fā)布了Google Earth應(yīng)用程序，可以在個(gè)人電腦這樣簡(jiǎn)單的設(shè)備上下載和運(yùn)行，從互聯(lián)網(wǎng)上獲取大量地球圖像和其他地理空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的概念。
它提供了一個(gè)令人信服的例子，說(shuō)明了地理信息如何可以共享和檢查，而不需要首先用地圖投影來(lái)壓平和扭曲地球，并幫助地理空間技術(shù)擺脫在早期愿景中非常重要的地圖隱喻的限制（Goodchild 2018）。
今天，我們可以將數(shù)字地球描述為數(shù)字孿生或數(shù)字復(fù)制品的實(shí)例。谷歌地球（google earth）等系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)復(fù)制地球的外觀。
但原則上，一個(gè)數(shù)字孿生兄弟也應(yīng)該復(fù)制地球的運(yùn)行方式，使用軟件來(lái)復(fù)制改變地球物理和社會(huì)系統(tǒng)的過(guò)程。
Time and the third spatial dimension
隨著獲取和處理地理空間信息的成本持續(xù)下降，早期設(shè)想的許多假設(shè)受到挑戰(zhàn)。地圖和地理空間數(shù)據(jù)的獲取和匯編成本很高，這導(dǎo)致了對(duì)變化最快的那些類型要素的重視，以便它們的制圖表示能夠盡可能長(zhǎng)時(shí)間有效。
現(xiàn)在，用戶只需幾分鐘就可以免費(fèi)繪制道路交通圖，而這類應(yīng)用程序只需幾分鐘就可以輕松創(chuàng)建擁堵地圖。環(huán)境中的傳感器能夠創(chuàng)建大量與時(shí)間相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)，使時(shí)間成為當(dāng)今地理空間技術(shù)遠(yuǎn)景的一個(gè)重要元素。類似地，基于地面運(yùn)動(dòng)的三維雷達(dá)（如基于地面運(yùn)動(dòng)的三維成像技術(shù)）和基于地面運(yùn)動(dòng)的三維成像技術(shù)（如基于地面運(yùn)動(dòng)的三維成像技術(shù)）的獲取。
今天，我們認(rèn)為地理空間技術(shù)的基本元素是一個(gè)元組<x，y，z，t，a>其中x，y，z是三維空間中的位置，t是時(shí)間，a是該位置在時(shí)空中的屬性。
A nervous system for the planet
人類神經(jīng)系統(tǒng)收集來(lái)自身體許多部位的信號(hào)，并將其傳送到大腦，在那里，這些信號(hào)可以被處理和組合，最終導(dǎo)致行動(dòng)。用這種方式來(lái)表達(dá)，神經(jīng)系統(tǒng)和地理空間技術(shù)之間有著明顯的相似之處。鑒于人類對(duì)地球的壓力，一個(gè)收集、收集和傳播多維地球信息的系統(tǒng)顯然具有巨大的價(jià)值。然而在實(shí)踐中，人們對(duì)地球的感知方式、產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是如何傳輸給誰(shuí)的、各種信號(hào)是如何合并和存儲(chǔ)的，以及所有這些成本是如何支付的，都存在著巨大的差異。與數(shù)字地球一起，神經(jīng)系統(tǒng)類比為地理空間信息的獲取、分發(fā)和處理提供了一種更全面、更國(guó)際化和更全面的 *** 。
03GIS today
今天，地理空間技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到人類活動(dòng)的幾乎所有領(lǐng)域，幫助解決問(wèn)題和作出決定，預(yù)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)和解釋地球的環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)是如何工作的。地理空間技術(shù)允許用戶“看到別人看不到的東西”，通過(guò)使用地圖和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)揭示在其他情況下無(wú)法看到、欣賞或理解的內(nèi)容。
*** 機(jī)構(gòu)、企業(yè)、研究人員和非營(yíng)利組織在其業(yè)務(wù)和活動(dòng)的許多方面都使用地理信息系統(tǒng)。個(gè)人公民在地圖和尋路應(yīng)用程序中遇到地理信息系統(tǒng)，在提供根據(jù)用戶位置定制的信息的應(yīng)用程序中。地理信息系統(tǒng)的范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個(gè)術(shù)語(yǔ)本身，許多使用地理空間技術(shù)的個(gè)人和組織甚至可能不認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。下面簡(jiǎn)要介紹當(dāng)今GIS應(yīng)用的一些主要領(lǐng)域。
Environmental monitoring, asses *** ent, and conservation
地理信息系統(tǒng)用于根據(jù)地球觀測(cè)衛(wèi)星、飛機(jī)和無(wú)人機(jī)、實(shí)地觀測(cè)和地面?zhèn)鞲衅魇占臄?shù)據(jù)來(lái)跟蹤環(huán)境狀況。它被用來(lái)確定關(guān)鍵關(guān)注的領(lǐng)域，保護(hù)生物多樣性和人類遺產(chǎn)，以及制定和評(píng)估保護(hù)戰(zhàn)略的效果。使用GPS傳感器可以跟蹤運(yùn)動(dòng)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，從而推斷出棲息地的適宜性。
Forestry and land management
早在20世紀(jì)70年代，森林管理是GIS的之一個(gè)重要應(yīng)用之一。從詳細(xì)的地圖開(kāi)始，分析人員能夠評(píng)估林分的生產(chǎn)力，并計(jì)劃造林和采伐。地理信息系統(tǒng)使人們很容易估算林分中木材的數(shù)量和質(zhì)量以及相關(guān)的采伐成本，并解決與野生動(dòng)物棲息地和人類娛樂(lè)等其他用途的沖突。
Health, demographics, and statistics
GIS的一些最引人注目的應(yīng)用集中在社會(huì)數(shù)據(jù)上，并且由于最近從社交媒體和電子醫(yī)療記錄中獲得的高分辨率數(shù)據(jù)而迅速擴(kuò)展。地理信息系統(tǒng)用于分析全球大面積傳染病和其他醫(yī)療狀況的比較率，提供疫情的早期預(yù)警，并研究不同地區(qū)醫(yī)療服務(wù)的可及性和費(fèi)用如何變化。我們知道生活的結(jié)果在某種程度上取決于一個(gè)人在哪里出生和長(zhǎng)大，但現(xiàn)在可以對(duì)這些影響進(jìn)行前所未有的詳細(xì)研究（庫(kù)克2019）。地理信息系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用于規(guī)劃學(xué)校服務(wù)區(qū)，以及為政治利益操縱投票區(qū)。地理信息系統(tǒng)也廣泛地應(yīng)用于商業(yè)應(yīng)用中，其中位置總是起著至關(guān)重要的作用。
Transportation planning and management
地理信息系統(tǒng)被公司用來(lái)規(guī)劃和安排送貨、垃圾收集、公共汽車系統(tǒng)和許多其他服務(wù)。依靠地理信息系統(tǒng)而不是傳統(tǒng)的手工 *** 已經(jīng)被證明可以大大節(jié)省時(shí)間和燃料消耗。新的數(shù)據(jù)源，如公交用戶卡，為公交系統(tǒng)的規(guī)劃和調(diào)度提供了比以前更豐富的信息。地理信息系統(tǒng)在預(yù)測(cè)和規(guī)劃交通系統(tǒng)的重大中斷方面也具有巨大的價(jià)值，包括由于重大事件造成的短期中斷，也包括由于引入無(wú)人駕駛車輛和共享服務(wù)等長(zhǎng)期原因。
Building and facility management
增加了處理第三空間維度的能力，為地理信息系統(tǒng)帶來(lái)了許多新的應(yīng)用。目前正在開(kāi)發(fā)和實(shí)施各種技術(shù)，以便在室內(nèi)擴(kuò)展全球定位系統(tǒng)，繪制建筑物內(nèi)部的地圖，并提供準(zhǔn)確的位置測(cè)定。地理信息系統(tǒng)可用于規(guī)劃和管理內(nèi)部空間的活動(dòng)分配，并支持機(jī)場(chǎng)、購(gòu)物中心和礦山等復(fù)雜三維空間中的尋路和緊急疏散。地理信息系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的校園設(shè)施、軍事基地和企業(yè)總部的管理。
Public safety and national security
執(zhí)法部門以多種方式利用地理信息系統(tǒng)，從規(guī)劃警區(qū)和巡邏到分析犯罪的地理模式。長(zhǎng)期以來(lái)，軍隊(duì)廣泛使用地理信息系統(tǒng)，從基礎(chǔ)測(cè)繪、交通能力分析到實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知。近年來(lái)，在緊湊的城市空間中打仗的需要導(dǎo)致了一種新的視角，強(qiáng)調(diào)第三空間維度以及感知和理解人類運(yùn)動(dòng)和行為的能力。
Preparing for and responding to disasters
地理信息系統(tǒng)在災(zāi)害管理的所有四個(gè)階段都是非常寶貴的：規(guī)劃、響應(yīng)、恢復(fù)和減輕（國(guó)家研究委員會(huì)，2007年）。在規(guī)劃階段，它提供了建立所需數(shù)據(jù)庫(kù)和協(xié)商數(shù)據(jù)共享安排的手段。在響應(yīng)階段，重點(diǎn)必須放在快速操作地理信息系統(tǒng)，為響應(yīng)者提供必要的地圖，并為管理者提供態(tài)勢(shì)感知。在恢復(fù)中，地理信息系統(tǒng)被用來(lái)繪制災(zāi)難的影響圖，并確定恢復(fù)工作的優(yōu)先次序。在減輕階段，地理信息系統(tǒng)用于計(jì)劃和實(shí)施措施，以盡量減少未來(lái)事件中的損失。地理信息系統(tǒng)也是預(yù)測(cè)和估計(jì)損失程度、管理疏散和引導(dǎo)撤離人員前往避難所的重要工具。
04A rapidly changing environment
地理信息系統(tǒng)的概念之一次在大型計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)了，它的內(nèi)存非常有限，計(jì)算能力不如今天的智能手機(jī)，而且無(wú)法與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行電子通信。數(shù)據(jù)供不應(yīng)求，必須通過(guò)從物理媒體（通常是紙質(zhì)地圖）進(jìn)行艱苦的轉(zhuǎn)換來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)。
此后，在計(jì)算能力、存儲(chǔ)容量和通信方面取得了許多技術(shù)進(jìn)步。如今許多數(shù)據(jù)都是數(shù)字化的，數(shù)據(jù)庫(kù)很容易在互聯(lián)網(wǎng)上找到和共享。此外，隨著新技術(shù)的上線和新用途的激增，變革的步伐繼續(xù)加快。
但地理信息系統(tǒng)的其他方面卻沒(méi)有明顯改變。柵格和矢量仍然是表示的基礎(chǔ)；地圖仍然是概念隱喻，以GIS圖層的形式存在；地圖投影仍被廣泛用于將地球二維化；在測(cè)量、表示和處理不確定性方面進(jìn)展甚微，這些不確定性是在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中測(cè)量和捕捉到的，但并不總是出現(xiàn)在已出版的地圖中。
一方面，我們看到地理信息系統(tǒng)的潛力在不斷擴(kuò)大，因?yàn)樗昧诵畔⒑陀?jì)算機(jī)技術(shù)不斷加速的變化。另一方面，我們接受的訓(xùn)練鼓勵(lì)我們遵循經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的實(shí)踐，作為早期解決方案的后遺癥？跳出框框思考，應(yīng)對(duì)重大技術(shù)干擾，并認(rèn)識(shí)到新機(jī)遇的全部潛力，一直都很困難，人們總是更容易看到新的發(fā)展使舊的做法更容易、更快、更便宜；而更難看到技術(shù)進(jìn)步所帶來(lái)的新問(wèn)題和新做法。
Portals
從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，數(shù)字地圖庫(kù)、空間數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)和地理門戶網(wǎng)站的發(fā)展對(duì)數(shù)字地理空間數(shù)據(jù)的可用性產(chǎn)生了巨大的影響。早期的地理信息系統(tǒng)工作流程一直被繁瑣的數(shù)字化任務(wù)所支配，數(shù)據(jù)庫(kù)只能通過(guò)交換物理介質(zhì)來(lái)共享。今天，絕大多數(shù)地理空間數(shù)據(jù)集要么在建立時(shí)已是數(shù)字化形式，要么是通過(guò)門戶網(wǎng)站以數(shù)字方式共享的。元數(shù)據(jù)既提供了查找數(shù)據(jù)的手段，也提供了評(píng)估其在給定應(yīng)用程序中使用的適宜性的手段；而如今的地理信息系統(tǒng)軟件使得從應(yīng)用程序中發(fā)布數(shù)據(jù)以供其他人使用變得更加容易。
Open data
1993年報(bào)告建議建立國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)預(yù)計(jì)到地理空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)不斷變化的經(jīng)濟(jì)會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。也許沒(méi)有什么比開(kāi)放街道地圖項(xiàng)目（O *** ）更明顯的了。O *** 誕生于2004年，由于對(duì)一些 *** 機(jī)構(gòu)制作地理空間數(shù)據(jù)的成本非常高感到沮喪，O *** 開(kāi)始利用志愿者、高分辨率地球圖像和GPS創(chuàng)建一個(gè)免費(fèi)的、對(duì)所有人開(kāi)放的數(shù)字地圖。今天，O *** 通常是世界上許多地區(qū)最完整、最準(zhǔn)確的基礎(chǔ)測(cè)繪來(lái)源，在應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮著不可估量的作用。
Engagement
地理信息系統(tǒng)作為一個(gè)參與系統(tǒng)的概念是相對(duì)較新的，也許可以追溯到20世紀(jì)90年代末的數(shù)字地球演講。即使是在那個(gè)時(shí)候，圖書館也是提供所需高端設(shè)備和寬帶連接的更佳機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，今天，通過(guò)智能手機(jī)、筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)，所有人都可以使用這些設(shè)備和這種連接。正如特納指出的（Turner 2006），普通公民現(xiàn)在既是地理空間信息的消費(fèi)者，也是地理空間信息的生產(chǎn)者，地理空間專家和地理空間業(yè)余愛(ài)好者之間不再存在有效的區(qū)別。幾乎每個(gè)人都可以使用基于位置的服務(wù)，幾乎每天都可以使用，而且用戶通常沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)。
Enterprise GIS
每一個(gè)組織都采取了一種將自己劃分為部門的方式，每個(gè)部門都有自己的主題重點(diǎn)和一系列相關(guān)的責(zé)任。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，它最初應(yīng)用于個(gè)人或團(tuán)體的工作，后來(lái)又應(yīng)用到整個(gè)部門。例如，一家石油公司可能采用地理信息系統(tǒng)來(lái)管理其租約和地表資產(chǎn)，但可能會(huì)使用完全不同的系統(tǒng)進(jìn)行地下勘探或營(yíng)銷。企業(yè)地理信息系統(tǒng)的愿景是將所有這些系統(tǒng)視為集成的，并由一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)軟件（一個(gè)系統(tǒng)系統(tǒng)）提供支持。企業(yè)地理信息系統(tǒng)使用單一的通用語(yǔ)言來(lái)描述地理空間特征及其相互關(guān)系，有助于打破在分段或煙囪式組織中經(jīng)常出現(xiàn)的溝通障礙。
A network of collaboration
萬(wàn)維網(wǎng)、因特網(wǎng)，以及大量組織和個(gè)人的參與，使人們產(chǎn)生了一種新的感覺(jué)，即支持單個(gè)調(diào)查員的地理信息系統(tǒng)的舊模式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)作為協(xié)作 *** 的遠(yuǎn)景。今天的技術(shù)不僅允許直接或通過(guò)門戶共享數(shù)據(jù)，還允許共享軟件和工作流。現(xiàn)在很容易捕獲工作流并與其他人共享。可以保存工作流，保留特定分析如何執(zhí)行的記錄，并將其打開(kāi)供其他人使用。 *** 已成為地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)重要組成部分，使各小組能夠在沒(méi)有面對(duì)面的互動(dòng)的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)程合作。
Story maps
長(zhǎng)期以來(lái)，書面報(bào)告和出版物一直是交流成果的傳統(tǒng)手段，也許還可以通過(guò)幻燈片和敘述相結(jié)合的演示來(lái)加以加強(qiáng)。但人類一直重視故事，它是一種敘事、手勢(shì)、例子，有時(shí)還有插圖的混合體，作為一種以令人信服的方式傳達(dá)信息的方式。
在地理空間世界中，地圖一直在交流中扮演著重要的角色，而地圖設(shè)計(jì)的原則在今天被稱為“智能地圖”中已經(jīng)達(dá)到了高度的復(fù)雜程度。近年來(lái)，“故事地圖”以一種簡(jiǎn)單的用戶界面，將文本、交互式地圖、視頻和音頻以線性方式組合在一起，成為GIS成果交流的一種新穎而重要的方式。
故事地圖很容易創(chuàng)建，現(xiàn)在可以在網(wǎng)上找到數(shù)百萬(wàn)個(gè)。它們講述了人類沖突、解決環(huán)境問(wèn)題的進(jìn)展、城市社會(huì)結(jié)構(gòu)的變化、歷史遺產(chǎn)以及其他許多主題。故事地圖在開(kāi)辟分享地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目成果的新途徑和吸引公眾方面取得了巨大成功。
地理信息系統(tǒng)技術(shù)環(huán)境中最根本和最深遠(yuǎn)的變化之一是設(shè)備獨(dú)立性，即通過(guò)幾乎任何設(shè)備（從智能手機(jī)或平板電腦到筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)）訪問(wèn)和接觸地理信息系統(tǒng)的能力。雖然有些交互仍然通過(guò)有線連接進(jìn)行，但用戶的設(shè)備越來(lái)越能夠根據(jù)需要在蜂窩、WiFi和有線通信之間進(jìn)行切換。
長(zhǎng)期以來(lái)，地理信息系統(tǒng)用戶更喜歡大屏幕，而且經(jīng)常使用多個(gè)屏幕，但是智能手機(jī)地圖應(yīng)用程序已經(jīng)證明，即使是小型手持屏幕也可以滿足許多應(yīng)用程序。
The Cloud
過(guò)去幾年另一個(gè)影響深遠(yuǎn)的變化是云技術(shù)取代了特定的服務(wù)器。許多GIS功能現(xiàn)在可以通過(guò)基于云的服務(wù)（如ArcGIS Online）獲得，許多用戶現(xiàn)在可以在云中接收電子郵件并維護(hù)其文件，而不是在必須定期備份的特定服務(wù)器上。長(zhǎng)期以來(lái)，本地硬盤一直是筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)的重要組成部分，在這個(gè)從任何地方訪問(wèn)所有設(shè)備的新世界中，本地硬盤越來(lái)越成為過(guò)去。
05Advances in GIS
預(yù)測(cè)總是很愚蠢，但有可能列出一些已經(jīng)在醞釀中的變化，并且可能在未來(lái)幾年內(nèi)出現(xiàn)。其中一些起源于數(shù)據(jù)科學(xué)的快速增長(zhǎng)，有些則普遍關(guān)注科學(xué)的可復(fù)制性。其他的原因是衛(wèi)星圖像的可用性、無(wú)人機(jī)的日益復(fù)雜程度以及各種傳感器的迅速下降成本方面取得了巨大進(jìn)展。下面是一些最有希望的進(jìn)展，即將到來(lái)。
Some of these originate in the rapid growth of data science, and some in a general concern for replicability in science. Others originate in dramatic advances in the availability of satellite imagery, in the increasing sophistication of drones, and in the rapidly falling costs of various kinds of sensors.
Geo AI
人工智能（AI）工具在許多領(lǐng)域都取得了令人矚目的成就。它們?cè)试S對(duì)大量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尋找模式并進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，在許多情況下，它們的性能優(yōu)于更傳統(tǒng)的分析工具，其中許多工具早在大規(guī)模計(jì)算和大數(shù)據(jù)出現(xiàn)之前就已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)了。圖像分析提供了人工智能在地理空間數(shù)據(jù)中的一些最引人注目的早期應(yīng)用；它能夠非常快速地分析大量圖像，找到街道和道路等特征，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行分類，并學(xué)習(xí)指示疾病或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的因素。
Scripting and workflows
在過(guò)去，地理信息系統(tǒng)的用戶不得不依靠記憶或手寫筆記來(lái)跟蹤某些應(yīng)用程序中的許多步驟。ModelBuilder是ESRI軟件的一個(gè)長(zhǎng)期存在且非常有用的特性，但是最近筆記本軟件的發(fā)展有望徹底改變工作流的創(chuàng)建、記錄和共享。Jupyter筆記本電腦已成為復(fù)雜地理信息系統(tǒng)分析和地理信息系統(tǒng)教育的重要輔助工具，允許以嚴(yán)格的方式記錄和復(fù)制過(guò)程，并很可能很快成為地理信息系統(tǒng)工具包的重要組成部分。
Replicability
盡管科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)都受過(guò)訓(xùn)練，能夠詳細(xì)地描述和記錄他們的研究成果，以使其他人能夠復(fù)制和復(fù)制其結(jié)果，并將可復(fù)制性視為科學(xué) *** 的一個(gè)主要特征，但近年來(lái)，人們對(duì)未能復(fù)制結(jié)果表示關(guān)切，尤其是實(shí)驗(yàn)心理學(xué)（國(guó)家研究委員會(huì)，2019年）。地理學(xué)和其他處理時(shí)空現(xiàn)象的學(xué)科早就認(rèn)識(shí)到了一個(gè)更廣泛的問(wèn)題：我們是否應(yīng)該期望在世界某一地區(qū)取得的結(jié)果，在某一時(shí)間也應(yīng)適用于世界其他地區(qū)和其他時(shí)間？這通常被稱為泛化，但它與復(fù)制性密切相關(guān)。如果物理或化學(xué)的結(jié)果證明不能在空間和時(shí)間上普遍化，那么它們肯定會(huì)被拒絕，那么地理空間科學(xué)家有什么權(quán)利宣布不可歸納的結(jié)果是科學(xué)的呢？開(kāi)放性，特別是開(kāi)放的數(shù)據(jù)和開(kāi)放的軟件，將大大有助于確保其他人可以復(fù)制結(jié)果。使用Docker等工具的集裝箱化也將允許捕獲和凍結(jié)給定研究的細(xì)節(jié)，以便能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)。
Predictive modeling
在過(guò)去幾年里，圍繞大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)科學(xué)的興奮大多來(lái)自預(yù)測(cè)，使用來(lái)自不同來(lái)源的大量數(shù)據(jù)以及人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。預(yù)測(cè)通常預(yù)測(cè)什么時(shí)候會(huì)發(fā)生什么事，但是在地理空間世界里，除了時(shí)間之外，人們對(duì)什么地方也有很大的興趣。預(yù)測(cè)是非常有用的，然而科學(xué)傳統(tǒng)上更關(guān)心的是理解和解釋，以及為什么要這樣做。因此，對(duì)預(yù)測(cè)建模的這種新的強(qiáng)調(diào)對(duì)于科學(xué)界來(lái)說(shuō)是一種新的背離，而對(duì)預(yù)測(cè)建模的支持也同樣是對(duì)GIS的一種新的背離。各種工具正在開(kāi)發(fā)中，未來(lái)幾年可能會(huì)出現(xiàn)在新版本的GIS軟件中。
Real-time *** ysis
除了數(shù)據(jù)量，大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是速度，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)獲取，這些數(shù)據(jù)來(lái)源于傳感器并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)分發(fā)。從衛(wèi)星上獲取遙感圖像的延遲正在逐漸減少，預(yù)計(jì)有一天，地球表面的數(shù)字圖像將有可能獲得，或者幾分鐘前的樣子。來(lái)自無(wú)人機(jī)的圖像可能已經(jīng)實(shí)時(shí)可用。
數(shù)據(jù)的這種即時(shí)性導(dǎo)致了一些有趣的問(wèn)題。是否有可能以足夠快的速度處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而也可以實(shí)時(shí)獲得結(jié)果？
例如，有沒(méi)有可能足夠快地感知和處理一個(gè)大城市的疏散，從而做出交通管制的決定？如果科學(xué)主要關(guān)注理解和解釋，如果科學(xué)發(fā)現(xiàn)在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)都是真實(shí)的，那么實(shí)時(shí)分析有什么作用嗎？在可復(fù)制性的標(biāo)題下討論的問(wèn)題之間的相關(guān)性是什么？
然而，實(shí)時(shí)分析對(duì)于態(tài)勢(shì)感知是非常有價(jià)值的，它允許用戶通過(guò)儀表盤和其他適當(dāng)設(shè)計(jì)的界面來(lái)監(jiān)控地球表面上或附近的事件。
06Geospatial infrastructure
地理空間基礎(chǔ)設(shè)施是地理信息系統(tǒng)的尺度，從半個(gè)世紀(jì)前的一個(gè)小的開(kāi)始發(fā)展到包含了許多重要的應(yīng)用，一個(gè)從普通公民到地理空間科學(xué)家的社區(qū)，以及滿足個(gè)人、組織和整個(gè)企業(yè)需求的服務(wù)。無(wú)論是計(jì)算機(jī)技術(shù)還是通信技術(shù)，人類面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，還是我們感知地理世界許多方面的能力，都在加速變化。很明顯，人類發(fā)現(xiàn)自己身處一個(gè)從未去過(guò)的地方，比以往任何時(shí)候都更需要數(shù)字地理和科學(xué)的力量。
那么，地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的目標(biāo)應(yīng)該是什么，應(yīng)該如何配置？以下是許多可能的目標(biāo)。
Envision what’s possible
技術(shù)進(jìn)步更大的挑戰(zhàn)之一在于看到這些進(jìn)步所帶來(lái)的可能性，即“跳出框框”思考問(wèn)題。過(guò)去的實(shí)踐演變?yōu)槔迷缙诘募夹g(shù)；隨著技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)踐也必須進(jìn)步。
在計(jì)算能力非常有限的時(shí)期所做的決定會(huì)被載入實(shí)踐中，而這些實(shí)踐可能很難動(dòng)搖。例如，統(tǒng)計(jì)學(xué)中的許多實(shí)踐，例如通過(guò)最小化總平方偏差來(lái)擬合回歸線，反映了在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前所做的選擇。
Build and manage essential data
并非所有地理空間數(shù)據(jù)集都具有相同的價(jià)值。一些，例如美國(guó)國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的七個(gè)“框架”數(shù)據(jù)集，為其他數(shù)據(jù)的添加提供了必要的基礎(chǔ)。
主要街道、命名地點(diǎn)、海岸線、湖泊和河流的底圖在廣泛的應(yīng)用中被使用，正如精細(xì)分辨率的地球圖像一樣。它們需要開(kāi)放、自由訪問(wèn)和準(zhǔn)確，以支持其他應(yīng)用，并作為地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)。
Improve productivity and efficiency
生產(chǎn)力和效率在地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的許多領(lǐng)域都是有價(jià)值的目標(biāo)，從車隊(duì)的路線和調(diào)度到零售店的選址、物流業(yè)、衛(wèi)生服務(wù)或應(yīng)急響應(yīng)。
空間決策支持系統(tǒng)利用地理信息系統(tǒng)的工具，結(jié)合諸如燃料消耗最小化、響應(yīng)時(shí)間最小化、不良健康后果最小化或利潤(rùn)更大化等目標(biāo)來(lái)解決這些問(wèn)題。
Develop sustainably
生產(chǎn)力和效率當(dāng)然只是做決定的基礎(chǔ)之一。可持續(xù)性是另一個(gè)相關(guān)目標(biāo)，如最小化環(huán)境影響。近年來(lái)，測(cè)地設(shè)計(jì)的概念作為一種地理信息系統(tǒng)應(yīng)用被引入，它處理的是試圖修改地球表面的項(xiàng)目，而不是對(duì)其進(jìn)行清點(diǎn)。測(cè)地設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)的美學(xué)任務(wù)與評(píng)估影響的更科學(xué)的任務(wù)相結(jié)合。設(shè)計(jì)能力應(yīng)該是任何地理空間基礎(chǔ)設(shè)施愿景的重要組成部分，以及利益相關(guān)者參與、設(shè)計(jì)共享和建立共識(shí)的技術(shù)的概念。
Engage citizens
近年來(lái)，公民參與已成為地理空間技術(shù)的一個(gè)主要焦點(diǎn)。它是通過(guò)獨(dú)立于設(shè)備的訪問(wèn)、公民每天使用的地理空間服務(wù)以及公民使用web2.0服務(wù)提供數(shù)據(jù)和其他類型輸入的能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，這種參與度的增長(zhǎng)正在改變地理信息系統(tǒng)，使得用戶界面的直觀性變得比以往任何時(shí)候都更加重要，并使用對(duì)普通公民而不是地理空間專家有意義的術(shù)語(yǔ)。與早期的地理信息系統(tǒng)（GIS）的接口完全是根據(jù)測(cè)量的坐標(biāo)來(lái)工作的，現(xiàn)在接口可以識(shí)別出感興趣的地點(diǎn)和點(diǎn)的名稱。
Protect biodiversity
地理信息系統(tǒng)在保護(hù)方面有許多引人注目的應(yīng)用。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些技術(shù)來(lái)確定棲息地的適宜性，保護(hù)棲息地區(qū)域之間的走廊，以避免隔離亞種群，以及測(cè)量和繪制多樣性圖。所有這些都很好地說(shuō)明了這樣一個(gè)原則：地理信息系統(tǒng)是一套工具，可以使本來(lái)很難或不可能看到的東西變得可見(jiàn)，并通過(guò)故事地圖來(lái)促進(jìn)理想。保護(hù)和保護(hù)生物多樣性應(yīng)是地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的主要目標(biāo)之一。
Make agencies *** arter
信息和信息處理技術(shù)顯然是明智決策的必要條件。地理空間技術(shù)已經(jīng)在智能城市的新興概念以及農(nóng)業(yè)和林業(yè)等農(nóng)村活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。地理空間基礎(chǔ)設(shè)施有助于使機(jī)構(gòu)更加智能化，尤其是當(dāng)它充分利用第三空間維度和時(shí)間的力量時(shí)，能夠在緊急情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)決策。
Design for resilience
彈性系統(tǒng)是能夠經(jīng)受住沖擊的系統(tǒng)，特別是難以預(yù)測(cè)或不可能發(fā)生的沖擊。地理空間技術(shù)在應(yīng)對(duì)緊急情況方面發(fā)揮了許多關(guān)鍵作用，但也可用于衡量恢復(fù)力(National Research Council 2012)，恢復(fù)力可作為測(cè)地設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一。
Share and collaborate
共享和協(xié)作應(yīng)是地理空間基礎(chǔ)設(shè)施最重要的目標(biāo)之一，這一目標(biāo)由地理空間技術(shù)日益增加的參與和可訪問(wèn)性實(shí)現(xiàn)。
Ensure individual privacy
最后，雖然許多司法管轄區(qū)采取了各種形式的隱私保護(hù)，但從最近的分析和媒體報(bào)道（2019年《 *** 》）可以清楚地看到，大量的個(gè)人信息正在被獲取，在某些情況下被出售。
地理空間信息尤其容易受到攻擊，因?yàn)樵谠S多情況下，從幾個(gè)位置記錄推斷身份和其他個(gè)人特征是微不足道的。很少有用戶閱讀或理解應(yīng)用程序的使用條款和條件，或共享個(gè)人數(shù)據(jù)的含義。保護(hù)個(gè)人隱私必須是地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)重要目標(biāo)。
07Summary
未來(lái)幾年，整個(gè)社會(huì)以及地理空間技術(shù)都將發(fā)生巨大變革。
為了實(shí)現(xiàn)上一節(jié)中提出的目標(biāo)，特別是關(guān)于開(kāi)放性、訪問(wèn)性和參與性的目標(biāo)，未來(lái)的地理空間基礎(chǔ)設(shè)施必須基于 *** 。它必須集成信息、流程和工作流，并捕獲足夠的信息以支持可復(fù)制性。它將擁有強(qiáng)大的技術(shù)來(lái)整合具有大數(shù)據(jù)特征的各種數(shù)據(jù)源：合并、重采樣、向上擴(kuò)展和融合。它將需要跟蹤數(shù)據(jù)的來(lái)源，并允許中間產(chǎn)品回收。所有這些都以某種形式已經(jīng)可用，并且不斷地進(jìn)行增量變化。
但在我們看來(lái)，我們?nèi)鄙俚氖且环N愿景，一種“登月計(jì)劃”，一種可以衡量進(jìn)步的原則聲明。20多年前，數(shù)字地球演講提供了這樣一個(gè)登月機(jī)會(huì)，并導(dǎo)致了一些研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，接近實(shí)現(xiàn)戈?duì)柕脑O(shè)想。
今天，我們認(rèn)為需要另一次登月計(jì)劃，作為我們?cè)诒疚闹忻枋龅男屡d地理空間基礎(chǔ)設(shè)施的愿景。
作者簡(jiǎn)介
Jack Dangermond
ESRI公司主席、聯(lián)合創(chuàng)始人，GIS技術(shù)、空間分析 *** 和測(cè)地設(shè)計(jì)領(lǐng)域公認(rèn)的先驅(qū)。1969年成立ESRI公司，并堅(jiān)定不移地支持地理信息科學(xué)，認(rèn)為GIS是人類解決城市、區(qū)域、環(huán)境和全球問(wèn)題的最有前途的決策工具之一。
他在許多國(guó)際會(huì)議上發(fā)表了主旨演講，發(fā)表了數(shù)百篇關(guān)于地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)科學(xué)、攝影測(cè)量、規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)和制圖等不同領(lǐng)域的論文，并在世界各地作了數(shù)千次關(guān)于地理信息系統(tǒng)的演講。 
Michael F. GoodChild
加州大學(xué)圣巴巴拉分校地理名譽(yù)教授，香港理工大學(xué)、亞利桑那州國(guó)家大學(xué)特聘講座教授。1965年獲得劍橋大學(xué)物理學(xué)士學(xué)位，1969年獲得麥克馬斯特大學(xué)地理博士學(xué)位。2002年當(dāng)選為加拿大國(guó)家科學(xué)院院士、加拿大皇家學(xué)會(huì)外籍院士，2006年當(dāng)選為美國(guó)文理學(xué)院院士，2010年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)外籍院士和相應(yīng)院士；2007年獲得瓦特林?路德獎(jiǎng)（Prix Vautrin Lud）----地理學(xué)的諾貝爾獎(jiǎng)。他的研究興趣集中在地理信息科學(xué)、空間分析和地理數(shù)據(jù)的不確定性上。
