第一篇：關于天地一體化網絡、北斗大數據中心與空間信息港支撐貴州時空大數據發展的建議

關于天地一體化網絡、北斗大數據中心與空間信息港

支撐貴州時空大數據發展的建議

一、背景介紹

空間信息技術包括衛星導航定位系統、空天遙感、衛星通信和地理信息系統等理論與技術，同時結合計算機技術、物聯網、大數據和云計算，進行空間數據的采集、量測、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應用等。作為國家重要基礎設施，空間信息技術在服務軍事應用、公安武警、應急救援、航天測控等重大應用的同時，向下可支持國土資源、交通運輸、農林漁牧、氣象水利、城市建設等行業市場，以及私家車輛、移動終端、旅游休閑和個人位置服務等大眾市場。從而將人類科學、文化、生產活動拓展至空間、遠洋、乃至深空，是全球范圍的研究熱點。目前，空間信息技術已經從一門學科發展為一個產業，已成為經濟建設、社會發展和政府決策的重要支撐，既作為國家的戰略性新興產業涉及國土安全和空間安全，又融入各行各業和日常生活，已經成為信息產業中具有先導性的重要組成部分，其發展水平直接影響一個地區甚至國家的綜合實力和社會安全。美國衛星產業協會（SIA）報告稱,2014年全球衛星產業收入為2030億美元。權威估計到2030年，全球大約10%的GDP都來自于航天，商業化的空間信息應用產業的未來沒有上限。

國家極其重視空間信息產業發展，在制定推動政策、投入資金方面不遺余力。國家級的文件層出不窮，各省市相關政策更是數不勝數。十三五規劃一百項重大工程中列有“天地一體化信息網絡和加速北斗、遙感衛星商業化應用”兩大工程。在中國制造2025中則有“開展行業、區域、產業化、國際化及科學技術發展等多層面的衛星遙感、通信、導航綜合應用示范，加強空間信息資源共享以及與新一代信息技術融合應用，并積極推進空間信息的全面應用。”

二、現有基礎

十二五期間，在省委省政府的領導下，我們對接國家北斗發展戰略，實施了“衛星導航應用示范工程”，建成了北斗導航與位置服務重點實驗室、北斗產品檢測認證中心、中國北斗產業技術創新基地三大產業支撐平臺。以北斗衛星服務為軸的大數據產業不但形成了較為清晰的產業鏈，而且在國內外形成了一定的技術創新影響力，具備了有一定的核心技術競爭力和主動把握戰略機遇的能力。

北斗衛星導航領域的發展已進入新的發展階段，正邁向與空間信息、物聯網、云計算、人工智能、增強現實等新興產業大數據的跨界融合，有可能孕育新的產業集群。圍繞北斗與空間信息產業未來發展機遇，貴州省急需建設空間信息港和北斗地基增強系統等基礎設施。

綜上所述，空間信息港和北斗衛星地基增強系統建設，是貴州空間大數據產業的發展的核心和基礎。它的建設將保證貴州大數據產業繼續領跑全國，并提供最有效的可持續發展的動力和產業戰略縱深，為智能制造的技術提升、增加服務業就業都具有重要的積極作用。在軍民融合、“大眾創新、萬眾創業”等國家戰略的支持下，我們有條件，也有能力抓住這一機遇，打造出全球影響力的基于北斗與空間信息產業技術創新中心和大數據產業高速發展的新高地。

三、基礎概念

天地一體化網絡，是由通信、偵察、導航、氣象等多種功能的異構衛星/衛星網絡、深空網絡、空間飛行器以及北斗地基增強系統和地面其他有線和無線網絡設施組成的，通過星間星地鏈路將地面、海上、空中和深空中的用戶、飛行器以及各種通信平臺密集聯合。

天地一體化信息網絡組成示意圖

天地一體化網絡以衛星網絡作為骨干，由深空網絡、鄰近空間網絡、北斗地基增強等地面網絡共同構成。這種高度綜合性的異構網絡系統打破了各自獨立的網絡系統間數據共享的壁壘，能夠有效地綜合利用各種資源(包括軌道資源、載荷資源、通信資源等)，可以為信息產業、大數據、城市建設、城鄉規劃、國土資源、環保、現代特色高效農業、災害應急救援，海-陸-空通信、海洋氣象預報、導航、應急救援設置反恐作戰等提供全方位的支持。

天地一體化信息網絡重大工程是由國家科技部牽頭，九部委共同組織論證的“十三五”國家重大科技任務，也是當前唯一的“天地一體、軍民一體”的國家級信息網絡工程。目前天地一體化在我國“科技創新2030-重大項目”中已得到國務院批復，項目實施方案編制已全面啟動。

空間信息港是天地一體化信息網絡中地基節點網的一類特殊節點，通過標準接口接入地基骨干節點，使用天地一體化信息網絡提供服務。空間信息港主要提供基礎和增值的服務應用服務，是面向服務的，是支撐產業化、商業化、大眾化、綜合化、專業化、一體化的服務體系的表現形式，是輻射狀服務體系的呈現形式，是落實北斗與空間信息一體化數據中心建設的基礎支撐和重要組成。

其中貴州北斗大數據中心不僅是空間信息港的重要組成部分，也是空間大數據應用服務體系的重要支撐，能夠持續為貴州大數據產業的發展提供發展的動力和創新的體制機制，是基于北斗導航信息技術，同時集成通信、遙感和傳感等多種信息載體，構建普適性空間信息精準融合、智能信息服務的綜合服務體系，為行業、政府、百姓提供一體化共享和應用服務。

四、核心能力

空間信息港主要基于云平臺技術，建立從基礎設施、數據、平臺到服務的一體化時空信息云平臺，實現高時空分辨率的大數據實時處理、存儲與分發，并開放性提供行業內各類軟件服務功能與應用，依托空間信息港可以建立“貴州省北斗與空間信息產業聯盟”資源整合平臺，能夠聚合政、產、學、研、用資源，推進業務合作、資源共享和重組；可以建立“北斗與空間信息技術重點實驗室”軍民融合技術研發與交易平臺，能夠推動軍民深度融合和創新型小微企業發展；建立“北斗與空間信息大數據中心”，能夠提供北斗與空間大數據和應用服務集市，為貴州省“雙創”活動建立優良的產業生態環境。

地面信息港的具體能力主要包括：

（1）資源匯聚整合能力，具備軍民各應用領域天基資源的接入和整合能力、分布式對等網絡下的節點可動態配置與擴展、分布式資源的發布、發現、元數據整合與更新、檢索、訪問等能力。

（2）數據組織與共享能力，具備海量異構數據的組織管理與關聯、數據的組織管理與關聯、數據的高效智能檢索與快速存取訪問、多節點的信息服務整合與共享、多源空天信息數據基于三維數字地球的可視化與交互瀏覽等能力。

（3）信息融合處理能力，具備信息處理服務整合與支撐、信息綜合服務、目標活動規律統計分析等能力。

（4）網絡化服務能力，提供測繪、氣象水文、國土資源調查等。

五、重大意義

天地一體化網絡、北斗大數據中心和空間信息港是時空大數據服務體系的基礎設置建設，而時空大數據是以衛星導航、空天遙感和地理空間信息為基礎、以具有時空特征標識的各類數據為資源、以面向市場需求提供智能化服務產品為主要特征的大數據。隨著全球信息技術特別是利用時空標識的信息技術不斷創新，新產品、新服務、新業態大量涌現，不斷激發新的消費需求，成為日益活躍的消費熱點，市場發展潛力巨大。

時空大數據一方面具有一般大數據的大規模、多樣性、快變性和價值性的特點，另一方面還具有與對象行為對應的多源異構和復雜性、與事件對應的時/空/尺度/對象動態演化、對事件的感知和預測特性。例如在國防領域，整體態勢感知是現代化國防的關鍵，意義重大；在氣象領域，空間信息是氣象預測的基礎，能融合時空大數據的氣象大數據將為大氣環境監測、農業災害監測提供強有力的支撐；在交通領域，融合了地理位置信息、空間信息的時空大數據將是應急處置的重要決策依據，可以提高應急交通指揮決策的科學性。因此，進一步揭示時空大數據與現實世界對象、行為、事件間的對應規律，將大有可為。

增加信息的位置和時間屬性，可使信息服務能力成倍提高，滿足人民群眾對信息化服務的多樣化需求，是提高信息化建設水平、全面建成小康社會的重要保障。從發達國家看，智能化的社會管理、智能化的傳統產業升級、智能化的大眾服務、智能化產業的自身發展，形成了龐大的市場。我國經濟社會正處于全面轉型的時期，信息化建設已從數字化階段走向智能化階段。一方面政府需要運用這些技術推動經濟社會加速轉型，另一方面在這些技術的應用過程中又會形成滿足政府、企業及大眾需求的智能化服務的巨大市場。目前我們正面臨具有時空特征標識的各類數據資源嚴重不足的挑戰。空間信息產業發展的資源是具有時空特征標識的各類數據。現有數據，特別是基礎地理空間數據，包括地上、地下可視化三維數據嚴重不足，不能滿足產業發展的要求；已有各類專題數據各自為陣、難以共享，造成數據孤島，制約了產業發展；為大眾服務的各類專題數據基本是空白，制約了產業發展的市場需求；缺乏各類數據以時空為基準的統一標準，缺乏各類數據整合管理的載體，缺乏各類數據實時更新、分析運用的有效技術手段，各類數據難以成為支撐產業快速發展的有效資源。

由此可見，時空大數據和各行各業的大數據相結合可提供自主可控的時空基準數據，其應用僅限于人們的想象力。我們應及時盡快的建立時空數據服務體系，并提供遙感、位置云等典型時空大數據服務。

六、典型應用

1、智慧林業：

利用北斗位置服務，提供與位置相關的林業信息服務，提高導航精度，在此基礎上實現林業的位置信息服務。利用衛星移動通信網實現移動信號盲區的通信服務。利用高精度遙感影像觀測森林植被情況。綜合通、導、遙多手段數據，實現智慧林業發展。綜合服務包括林產品信息咨詢服務、林木病蟲害診斷與防治、林木測土配方信息服務、護林員野外巡護輔助、森林火災檢測、森林植被分布分析、森林生物多樣性、森林生態系統、水土保持、碳循環、社會和經濟效益等方面的調查。

2、高時空分辨率的精準水污染監控與治理評估

通過多光譜、紅外等多種遙感融合數據，監測地表水體的化學污染和熱污染狀況，并確定污水擴散特征和擴散范圍。通過導航系統進行精準快捷的位置定位，得到定位區域內特定時間段的水體污染監控圖像與分析結果，同時結合衛星通信實現機動、無縫的數據傳輸，滿足監查人員隨時隨地得到精確快速的數據處理與接收的需求，最終輔助實現高時間分辨率，高精準度的位置定位的智能化水污染監控與治理評估。

3、防災抗災與應急救援

當前，與位置相關的各種承災體、孕災環境數據日益豐富。地震、滑坡、泥石流等突發事件的不確定性、不可預見性和復雜性要求公共安全信息化不斷向一體化、綜合化、精細化和智能化發展，亟需解決災害事件、各種承災體、孕災環境等各種信息的一體化感知、定位、融合與場景模擬，以及知識化服務等技術難題。

遙感數據和導航數據融合，能夠提供及時定位與地圖構建、高時空分辨率遙感信息等服務，從而幫助防災減災工作人員進行精準快捷的災害前后對比、災情評估、應急指揮調度和輔助決策。同時通過與衛星通信相結合，實現個性化、機動性、無縫覆蓋的全天時、全地區服務。