1.2 地理信息系统的新特性

1.2.1 全新的T-C-V架构

T-C-V（Terminal-Cloud-Virtual）架构是MapGIS提出的面向云服务的GIS应用模型，如图1-1所示，其目的是基于云的三层架构构建适合空间信息产品的云GIS平台。T-C-V架构采用端-云-虚三层结构，分别为终端应用层（T层）、云计算层（C层）、虚拟设备层（V层）。

终端应用层（T层）：面向政府、企业和公众等云GIS服务的消费者，以各种终端设备（如PC、智能手机、平板电脑、手持设备、各类监控设备等）为载体，借助在其上运行的具有行业特色的各类应用系统，获取云端的服务资源，实现特定的业务功能。T层支持多种Web浏览器（如IE、Firefox等），以及各种Web应用程序的访问或嵌入，同时支持桌面应用和嵌入式移动设备的开发。通过该层与C层进行交互，可实现个人或自由组合小团队进行自由开发，打造面向政府、企业、大众的各种公有云及私有云应用。

云计算层（C层）：该层是云GIS平台（I2GSS），根据T层的需求，实现高效的数据管理显示、分析计算等功能。C层采用悬浮式柔性架构，从而使云计算的典型特征（如纵生、重构、迁移、聚合等）成为可能。C层上部署的是GIS元素集，是为广大用户或应用开发商提供的云服务总和。一方面，基础平台厂商在C层提供了基础功能元素；另一方面，广大用户或应用开发商在C层提供了可组成各行各业应用的小至微内核群、大至组件插件的各种粒度的功能元素，这样C层才能渐渐形成并不断发展壮大。在虚拟设备层（V层）的基础上，C层的功能服务和V层的数据服务、设备服务彻底分离，这两个层之间以标准的服务接口连接，使云计算成为可能。

虚拟设备层（V层）：该层基于虚拟化技术，将计算机、存储器、数据库、网络设施等软硬件设备组织起来，虚拟化成了一个个逻辑资源池，对上层（C层）提供虚拟化服务。各类空间和非空间数据，包括卫星影像数据、矢量地图数据、三维模型数据、增值服务数据，以及存储在MySQL、Oracle、Sybase等不同类型数据库的网络数据，在逻辑上构成了一个数据资源池，并通过空间数据库引擎技术（SDE）与中间件技术，实现了海量、多源、异构数据的一体化管理。V层是支持云计算、云服务的基础，使得用户可以在任意位置使用各种终端获取服务，就像“我们开启开关电灯就亮，拧开水龙头水就流，但我们不知道用的是哪个电厂发的电，哪家水厂提供的水”一样。目前V层是各大计算机设备厂商的开发重点，相关技术已较为成熟，如虚拟存储、虚拟设备、虚拟计算机、虚拟客户管理系统等。

云GIS平台可分为三个部分，分别为GIS云服务集群管理平台、GIS云应用集成管理平台和GIS大数据管理平台。

（1）GIS云服务集群管理平台：对GIS计算服务资源进行集群化管理，通过分布式的调度管理模式，实现高性能高并发的云GIS服务。

（2）GIS云应用集成管理平台：对GIS的应用资源、数据资源、用户资源进行集中式管理，通过自动化的部署、运维和管理，实现GIS云应用资源的高效使用。

（3）GIS大数据管理平台：对海量的空间数据、非空间数据进行存储、管理，通过数据关联、数据挖掘、数据可视化来挖掘大数据的价值。

1.2.2 全生态开发体系

MapGIS全面适配司马云（Smaryun）的生态体系，通过全新的纵生式开发模式，以应用开发为支点，撬动从“需求→生产→交易→服务→应用”的整个产业链，使得软件全生命周期实现云化协同开发。

1.纵生式开发模式概述

传统的软件开发模式偏向于定制式开发，功能设计与应用对象一一对应。开发出来的应用只为满足某一特定对象的使用，功能之间紧密耦合，代码冗余，可复用性极低。当新应用与老应用有一定的相似度时，最常采用的方法就是基于老应用进行修改，或者直接复制代码进行调试、修改，这会导致应用工程越来越大、Bug越来越多、软件开发效率极其低下，开发出的软件往往存在很多不可预见的问题。

纵生式开发模式最早由吴信才教授提出，并在其团队研发的MapGIS 10中实现，该开发模式基于云计算的思想，以微内核作为基础（如制图、三维、可视化等不同的GIS微内核），纵生出各种云功能插件。云功能插件产生之后，必须具备运动趋势，如果采用传统的层层叠加奠基式模式，产品的耦合性较强，不利于悬浮、飘移。悬浮式柔性架构具有松耦合的特性，其功能由一系列的微内核群构成，这些内核相对独立。基于这些技术基础，纵生式开发模式保证了云功能插件的独立性，使其具备良好的迁移特性，这也为接下来的聚合与重构创造了条件。

在云功能插件的独立性支持之下，云功能插件之间实现了自由聚合，可以将多个云功能插件聚合在一起构成一个功能模块，也可将某些云功能插件作为资源被调用，无须再因小改动而牵一发而动全身。例如，在基于半径缓冲区分析算法进行商业选址时，需要了解缓冲区内包括多少家企业、多少家世界500强企业，这就涉及缓冲区分析、查询、过滤三种功能。用户可以以“按需服务、动态聚合”的理念，从“服务超市”中获取这三种功能，并用工作流的方式搭建起来，实现新功能，实现服务的“即需即取”。

2.纵生式开发模式的实现

基于MapGIS 10首创的T-C-V架构，MapGIS为云端用户研制了MapGIS云中心，实现了GIS的纵生式开发模式。MapGIS云中心包括云需求发布中心（也称为云需求中心、需求中心）、云开发中心、云交易中心、云测试管理中心，如图1-2所示，覆盖需求、开发、交易、管理等的软件全生命周期。

1）云需求发布中心

令许多GIS用户非常苦恼的一个问题是“有需求，但不会开发”，此时就面临着需要寻找合适研发团队的问题。对于大型项目的需求，可通过公开招标的形式来吸引开发者。至于吸引来的开发者的水平如何，是否能在预定的时间内完成软件开发，并保证软件产品能达到预期，这些并不一定能得到保证，用户需要承担软件开发的风险。另外，传统的定制开发必定带来高额的定制性项目开发费用。而对于小型需求用户，要找到一个“物美价廉”的开发者则更加困难。是否有这样一个平台，能帮助用户解决这些问题呢？云需求发布中心应运而生。

云需求发布中心为用户提供了一个在线的需求发布、需求响应、需求讨论、进度跟踪、需求查询等功能的平台。用户可通过云需求发布中心发布自己的需求，全球感兴趣的开发者都可以响应需求、开发需求。开发者还能带来额外收益，可将满足需求的应用上传到云交易中心成为在线商品，由云交易中心负责商品的在线交易管理。这些在线商品，可供全球用户购买和使用。

云需求发布中心为用户与开发者搭建了一个直达通道与快速响应机制，用户可以快速发布需求、获取响应，开发者可以快速获取需求、发送响应。

2）云开发中心

软件开发是软件全生命周期中非常重要的环节，主要由开发者来完成。对于开发者而言，主要关心是否能快捷地获取资源、是否有稳定的GIS开发环境支撑、是否能快速地获取开发支持。同时，开发的功能模块或代码具有高度的复用性、良好的通用性，能非常方便地实现资源的迁移、聚合、重构，能尽量缩短项目周期，降低开发成本，取得更大的利润。这就是云GIS环境下，开发者对云开发中心提出的新要求。

云开发中心为广大开发者提供了大量云服务资源，包括在线资源、在线帮助、在线体验等多种在线服务，世界各地的任何个人、团体都可在云开发中心中注册成为一名开发者用户，获取云需求发布中心发布的需求。基于云开发中心提供的各种云服务资源，开发者可“按需获取”这些云服务，在“我的工作室”“我的工作台”上一键下载、智能安装开发环境，利用MapGIS提供的开发框架、云功能插件以及多款现成的开发模板，开发出符合需求的GIS应用。同时，用户也可以完全自定义纵生新的功能。开发成功后的工具或应用通过审核后可上架到云交易中心，作为商品进行买卖，供全球各地的用户购买和使用。

3）云交易中心

云的一个重要特点就是允许用户通过在线租赁的方式获取资源，而无须关心资源的提供者或资源存储的具体位置。云环境下商品的交易主要在线上完成，不受行政边界、区域、地域的限制，只要有互联网就能获取资源。基于这一特色的云交易模式，为了更好地管理商品、产生更大的价值，MapGIS推出了云交易中心，专门用于管理云端资源。

云交易中心主要用于管理商品，不仅包括MapGIS提供的基础商品，如桌面工具、Web应用、移动产品等，涉及基础GIS、水利、地灾、国土、公安、市政、地质、地矿等多个行业；还包括用户的商品，这些商品由用户自定义开发，开发的商品通过审核后，即可上传到云交易中心供给全球用户购买和使用。

云交易中心是主要面向终端用户产品购买和面向第三方开发者产品推广的云服务平台，提供在线选配、产品免费体验、线上购买、在线/离线安装、产品自动更新等功能，能够在线完成商品的迁移、聚合、重构等操作，提供一键安装功能，为用户开发的产品提供推广运维服务。

云交易中心提供在线注册功能，任何个人或团体都可以注册成为云交易中心的用户，具有产品试用、购买、安装、体验等权利。对于开发者用户，同时拥有管理自己上传商品和购买的商品的权限。

云交易中心的商品包含不可定制的工具类商品和可定制的商品两类。不可定制的工具类商品在用户付费后即可使用。对于可定制的商品，用户下载后，可直接使用该商品，还可基于该商品进行二次开发来产生新的商品，新商品也可作为资源上传到云交易中心，供全球用户购买和使用。云交易中心实际上是云端资源中心，包括所有的应用，这些应用可以是GIS的，也可以是非GIS的；既包含MapGIS的资源，也包含全球用户的资源，是共享全球资源的平台。

4）云测试管理中心

云测试管理中心是面向产品审核员进行测试、跟踪及质量管理的平台，保证所有在线商品都是符合标准的，保证所有在线商品以及交易都是安全的，最终保证所有用户的正当利益。

MapGIS提供的云需求发布中心、云开发中心、云交易中心、云测试管理中心共同打造了GIS的全新产业生态链。升级为开发者的用户可以在云开发中心上传自己的产品，通过云测试管理中心的审核后该产品将在云交易中心发布。云开发中心是GIS开发者开发产品的工作区，是面向全球用户展现、推广自己的产品的舞台，是GIS开发者同全世界开发者交流的窗口。四大中心覆盖了包括需求、开发、交易、管理在内的软件全生命周期，彻底打破了现有的GIS开发及应用模式，在全球范围内实现了人力、智力、物力等资源的共享，对全新的GIS软件生产模式做出了有益的探索。

MapGIS云中心生产模式如图1-3所示。

3.纵生式开发模式的特点

纵生式开发模式具有如下特点：

（1）异步开发。纵生式开发模式使得GIS云服务具备松耦合性、可移动性，保证了云功能插件的独立性，云功能插件可按需获取并应用到具有相同规范的开发框架中，完全实现即插即用，云功能插件之间的聚合、迁移、扩展无依赖关系，实现了异步开发。

（2）无“形界”纵生。纵生式开发模式打破了有形的组织机构、时间空间条件的限制，让GIS开发者可以在互联网上自由组合团队开发。这与传统的云GIS服务只能提供固态的单个软件和服务或通过交互反馈支持开发有着本质的区别。

（3）可迁移。纵生式开发模式采用悬浮式柔性架构，其功能由一系列的微内核群构成，这些内核相对独立，实现了功能与数据的分离，保证了云功能插件的独立性及可迁移性。

（4）可聚合。采用纵生式开发模式，可将多个云功能插件聚合在一起构成一个功能模块。在研发云功能插件时，也可将某些云功能插件作为资源来调用。云功能插件都遵循一定的标准规范，保证云功能插件之间具有良好的聚合性。

（5）可重构。对于可定制的云功能插件，为用户开放源码，允许用户基于该云功能插件的源码或其提供的SDK修改或扩展功能，产生新的云功能插件。若要保证原有云功能插件能继续使用新的云功能插件资源，可基于原有云功能插件添加自定义功能即可，保证新添加的功能具有相同的标准规范，这样就能在扩展资源的同时，保证资源的共享性与复用性。

1.2.3 多维全空间

MapGIS打通了与地理信息紧密结合的遥感、无人机、点云、倾斜摄影、BIM、VR/AR等技术环节，取得了8项技术创新，打造了从地下到地上、从室外空间到室内空间、从现实世界到虚拟场景、从静态空间数据到动态时空数据的多维全空间GIS产品。

1.高精度三维地质模型存储管理

多版本、多尺度、高精度的三维地质模型的分布式存储和管理方案，支持海量结构模型和属性模型一体化关联存储，提供高可用、高并发、高性能的三维模型服务。

（1）支持多版本模型关联与局部更新。

（2）提供多精度（Level of Details，LOD）模型构建与管理。

（3）支持多级自适应动态空间索引。

（4）支持OBJ、DAE、Geo3DML等模型数据交换格式。

2.全空间模型快速构建之地学智能建模

融合多源地学数据，通过自动和半自动化的快速建模技术，可构建复杂地学特征的三维模型，实现全流程一体化的地学模型构建。

（1）支持多要素、多尺度、多参数的地学数据，可提供结构建模、属性建模、矢栅一体融合建模等多种智能建模方案。

（2）基于地质规则和空间拓扑一致性约束，可实现含断层、透镜体、侵蚀、尖灭等复杂地学特征模型的快速构建。

（3）基于精准高效的并行插值方法，可实现地球物理、地球化学、地质环境等领域的属性模型的快速构建。

（4）基于地质结构约束和高精度网格剖分方法，可快速构建多分辨率、多参数矢栅一体模型。

3.全空间模型快速构建之城市空间的快速建模

基于二维矢量数据或CAD数据，提供多样化的建模方法，可实现从地上、地表到地下空间的城市部件三维模型快速、批量、自动化、低成本构建。

（1）基于二维数据和建模规则，可融合逼真的三维符号，完成三维模型的批量构建，完美呈现精细的城市部件。

（2）支持不动产建筑、城市景观、基础设施、地下管网等城市部件的三维特征表达。

（3）丰富逼真的粒子特效，可实现城市自然现象的真实模拟。

4.GIS与BIM的深度融合

将建筑信息模型（Building Information Modelling，BIM）融入GIS平台，在数据管理、可视化表达、空间分析等层面对BIM进行深度融合，可实现宏观地理环境与精细室内场景的一体化集成及综合应用。

（1）提供多种BIM数据导入方式，可实现BIM和地理空间场景的精准匹配及属性的无损集成。

（2）利用GIS丰富的数据优化手段和高效的调度能力，可实现BIM轻量化和高性能渲染。

（3）提供射线分析、动态剖切、过程模拟等功能，可辅助BIM全生命周期精细化管理，支撑城市规划、城市管理、城市公共安全等行业应用。

5.实时数据与地理空间的无缝集成

集成多种实时传感器数据，支持多终端多协议适配的实时数据动态接入、多类型实时数据汇聚和快速处理，可实现全空间场景从静态到动态的跨越。

（1）支持视频摄像头、手机信令、GPS/北斗卫星导航系统、RFID、SCADA等多种传感器动态信息的快速接入。

（2）支撑动态目标的实时态势感知（追踪、分布、统计等）和历史数据分析、辅助决策。

（3）基于三维场景，实现实时数据的多样化表达，如视频投放、动态聚合和轨迹展示等。

6.复杂空间场景的多维感知与动态仿真

利用虚拟现实，实现地理环境的计算机仿真与沉浸式体验；利用增强现实技术，实现真实世界和虚拟空间信息的集成及实时交互，让GIS世界变得更加丰富绚丽。

（1）GIS+VR。支持HTC Vive、Oculus Rift等可穿戴式VR设备，用户的角色从观察者转变为参与者，可为用户带来身临其境的GIS体验，并实现交互式空间查询功能。

（2）GIS+AR。完美融合虚拟影像和现实世界，可实现景点导航、箭头指引、商铺识别等功能，展现富有创意的想象空间。

7.云端分布式GPU集群的场景渲染

基于云端分布式GPU集群环境，提供并行可视化与计算框架，对海量三维数据进行多节点任务划分与调度，实现大规模复杂三维场景的分布式渲染。

（1）优化的分布式GPU节点组织与调度策略，可大幅提升大规模三维场景数据的并行渲染效率。

（2）支持云端GPU节点的自适应与弹性扩展。

（3）数据渲染在云端完成，无传输等待，可实现快速渲染。

（4）具有轻量级的客户端，无须依赖任何三维引擎环境。

8.全空间三维一体化分析

具备丰富的地上地下一体化的三维分析功能，可为城市规划与监管、地下空间利用与开发提供科学依据和辅助决策。

（1）通过天际线分析、阴影率分析、可视域分析等功能，可辅助城市规划与监管。

（2）提供地下空间适宜性评价、资源量估算、地面沉降监测与动态模拟等功能，可为地下空间开发及利用提供科学依据和安全保障。

（3）依靠透明地表、地面开挖、动态剖切、爆管分析等工具，可实现地上地下一体化的城市管理与智慧运行。

9.轻量级三维场景数据交换格式

提供海量三维数据网络应用的数据交换格式M3D（MapGIS三维空间数据规范），对海量三维数据进行网格划分与分层组织，采用流式传输模式，可实现多端一体的高效解析和渲染。

（1）支持LOD模型，并按数据分布特征进行精细网格划分。

（2）无缝融合WebGL，可全面支持无插件的三维客户端。

（3）桌面端、浏览器端、移动端的一体化应用。

1.2.4 地理大数据

1.地理大数据的分布式存储

MapGIS基于混合数据库的地理大数据存储技术，集成PostgreSQL、MongoDB、ElasticSearch和HDFS等分布式数据库，可以存储和管理关系型数据、切片型数据、时空型数据以及非结构数据。

（1）实现空间数据和非空间数据的一体化存储与管理。

（2）内置向导界面，实现按需安装，提供便捷的维护机制。

（3）内置高可用和高性能方案，实现海量数据的高效存储。

（4）跨平台，支持Windows、Linux、UNIX、AIX等多种操作系统。

2.地理大数据的分布式计算

（1）基于Spark框架的矢量大数据计算技术。MapGIS与Spark框架深度融合，提供海量矢量数据的分布式计算服务；支持MapGIS SDE和MapGIS DataStore多种数据源；实现与大数据计算框架的快速数据交互；提供点聚合、轨迹追踪、相似性分析、密度计算、热点分析、时空立方体、创建缓冲区、叠加分析等矢量大数据分析服务；支持亿万级矢量数据的分布式空间计算，显著提升计算速度；提供标准的REST服务，支持多终端调用。

（2）基于Spark Streaming的实时大数据计算技术。MapGIS与Spark Streaming深度融合，提供实时大数据的接收、处理与分析服务；能够对接物联网中多种类型的传感器，高效接入实时数据；支持HTTP、TCP、UDP、RSS、Web Socket、RTSP等多种实时数据接入协议；提供数据汇聚、时空归一化、地理围栏等多种实时数据处理方法；支持实时大数据的动态聚合显示和高效的可视化表达。

（3）基于镶嵌数据集的影像大数据分析技术。MapGIS基于镶嵌数据集，提供大规模影像的分布式存储、管理、分析与共享服务；支持不同格式、不同分辨率和不同空间参照系的海量影像数据统一管理；支持实时在线分析处理，如动态镶嵌、影像匀色和影像增强等；支持大规模影像数据的在线共享发布与应用。MapGIS基于分布式数据库存储影像，有效提升大规模影像的管理能力。

（4）文本大数据分析与挖掘技术。MapGIS通过本体特征与空间信息提取，建立空间数据与非空间数据的语义关联，提供多源数据的整合分析服务，实现文本大数据挖掘。MapGIS基于分布式数据库的文本大数据存储与管理体系，快速存储地理大数据。MapGIS基于动态词典，实现专业语义的分词方法。MapGIS基于文本数据快速提取空间位置信息，实现文本空间化和语义关联，支持智能搜索和地理感知，提供分类、聚类、推荐等数据挖掘方法。

3.地理大数据的高性能服务

（1）高性能矢量地图服务技术。为了改变传统瓦片地图裁图时间长、更新难等问题，MapGIS采用多级索引和动态渲染等技术，实现海量矢量数据不切片的实时发布与秒级浏览。MapGIS能够以不切片的方式直接发布海量矢量数据，节省大量的裁图时间；可在高并发情况下进行秒级浏览，实现与瓦片数据相当的浏览速度；当数据发生变化时可在客户端即时更新，可实现数据变化信息的即时同步。

（2）高性能服务聚合技术。MapGIS将不同主体提供的各种地图服务有机地结合在一起，为用户提供一种新的服务模式，从而满足用户对地图服务的一体化和泛在化需求。MapGIS能够以标准化的流程实现不同来源、不同类型的异构服务在线聚合，提供并行调度机制和横向扩展能力，实现高性能的服务聚合，支持OSM、OGC、ArcGIS、SuperMap、天地图、百度、腾讯、高德等多种第三方的地图服务。

4.地理大数据的可视化

1）大数据分级渲染技术

MapGIS基于大数据实时分级计算，采用渐进式传输机制，通过可视域分级调度策略和异步绘制，可实现大规模海量数据的高性能客户端表达。

（1）根据大数据的可视化调度请求，在服务器端实时计算，无须提前裁图。

（2）提供主次分明的绘制策略，突出重点、适当取舍，可更好地展示大数据信息。

（3）采用渐进式传输机制，可缓解用户等待的时间。

（4）客户端基于WebGL，可实现大数据量的高效渲染。分级渲染效果如图1-4所示。

2）大数据多样式表达技术

MapGIS集成OpenLayers、Leaflet、MapBoxGL、MapV、EchartGL和D3等多种可视化引擎，可提供多样化的表达方式，支持炫酷、动态和直观的可视化展示效果。

（1）提供热力图、散点图、聚类图、密度图、蜂窝图和时空立方体等多种可视化表达方式。

（2）支持轨迹跟踪、轨迹渲染和动态聚类等实时表达效果。

（3）基于SVG实现大数据专题图的无损缩放和动态交互。

3）矢量、瓦片数据渲染技术

MapGIS基于矢量数据金字塔切图技术，采用高效的传输策略，充分利用客户端的渲染能力，可实现矢量大数据的实时渲染。

（1）快速生产矢量、瓦片数据，有效提高数据生产效率，数据更新快。

（2）存储空间小、传输速度快，支持高分辨率显示。

（3）支持客户端在线自定义地图的符号和样式。

1.2.5 智能GIS

1.地理实体提取和变化检测

MapGIS基于深度学习技术，融合ResNet、Faster-RCNN、Deeplab、FCN等多种神经网络图像分割算法，可实现多种地理实体的高精度提取和变化检测。

（1）基于改进的深度残差网络模型，结合导向滤波器，可显著提高提取精度。

（2）支持基于遥感影像的房屋、水体、植被、道路等多类地物的高精度识别和变化检测。

（3）支持基于图像的地质体岩石岩性的识别与分类。

变化检测结果（新增建设用地）如图1-5所示。

2.众源地理空间数据质量评价

众源地理空间数据具有数据量大、现势性好、信息丰富、成本低等特点和优势，是重要的空间信息数据源。MapGIS提供基于深度学习的多源数据质量评价功能，可解决众源地理空间数据存在的信息冗余、缺乏质量信息或质量信息不精确等问题，为多源数据应用提供可信度依据。

（1）采用非监督深度学习的方法来对多源数据进行质量评价，易泛化。

（2）以深度学习模型重构误差作为数据质量评价结果，可实现客观、定量化评价。

（3）评价因子灵活可调，可支持数据质量综合性评价。

3.图文语义管理匹配

地理实体有多种描述方式，如地图空间数据、文本描述数据等。针对同一地理实体，在相互隔离的应用中存在不同描述的问题，MapGIS基于深度学习技术，采用连体网络模型，可实现地理实体与文本描述的关联匹配。

（1）通过文本语义相似度，可实现地理实体与多源数据的关联。

（2）基于双层带注意力机制的连体网络模型，具有很好的泛化能力。

（3）支持地质图与地质资料的关联匹配，可实现图文互查。

4.多源数据智能化分析与预测

MapGIS基于海量时空大数据，运用多元统计和机器学习的方法，可提供数据关联与融合、空间分析与预测等智能化服务，实现态势感知与预警、个人画像描绘与行为推断、群体运动模式与异常行为判别、可视化分析与研判等功能。

（1）态势实时感知与预警：根据历史数据，基于实时态势数据，如位置信息、气象信息、地形地貌等，利用深度学习算法实时感知安全态势，可对实时的事故风险进行预测、预警。

（2）个人画像描绘与行为推断：通过对特定人员出行轨迹进行时空分析，可推断个人爱好、生活习惯等，对个人画像进行描绘，并对其潜在行为的时空场景进行推断；结合历史行为与预警规则，可实现目标人员行为的智能预警。

（3）群体运动模式与异常行为判别：通过挖掘不同类型人员、运动轨迹的时空同现规律（如同出行、同住宿等），关联人员的身份背景与历史行为信息，可构建不同人员的关系网络图；通过发现非常态的群体运动模式，可预测群体性异常行为。

（4）可视分析与研判：实现动态信息的多视角展示和实时统计分析，基于“一张图”实现关联分析、人员分布、防控资源等服务，可综合实现多维信息的深度研判。

1.2.6 构建GIS生态圈

1.地理空间信息服务生态环境的发展背景

网约车、共享单车、共享汽车等新型共享经济业态，在中国取得了令人瞩目的成绩，共享经济正在成为最活跃的创新领域，共享经济模式正深刻地改变着我们的生产、生活方式。国家信息中心发布的《中国分享经济发展报告2017》预测，到2020年，中国分享经济交易规模占国内生产总值（GDP）的比重将达到10%以上。未来十年，中国分享领域有望出现5至10家巨无霸平台型企业。

近年来，我国地理空间信息产业迅猛发展，地理空间信息企业规模和市场规模不断扩大，产业发展质量得到显著提升。2018年中国地理信息产业总产值超过6200亿元，同比增长20%。同时，我国地理空间信息产业也存在不容忽视的问题，主要表现在企业的国际化程度相对较低，中小微企业的核心竞争力亟待加强，核心技术还处于跟踪追赶状态，企业规模与国际巨头差距明显等。另外，智能地理信息时代的来临，对以集成的解决方案和行业应用为导向的传统地理空间信息产业发展模式带来了新的挑战。

如何变革传统地理空间信息产业的生产、消费、运营模式，构建共享经济环境下地理空间信息服务生态环境，适应“大众创业、万众创新”的新时代，让人人参与地理空间信息产业的发展，已成为这个产业必须考虑的问题。

2.地理空间信息服务的生态环境模型

共享经济环境下地理空间信息服务的生态环境模型主要包括产销者（人力H）、共享经济平台（智力I）和资源层（物力R）三部分，如图1-6所示。

1）产销者（人力H）

该生态环境模型允许产销者以PC、智能手机、手持设备、监控设备等各种终端设备为载体，将自己的地理空间信息产业需求、工具、产品、解决方案等接入共享经济平台，同时从共享经济平台上获取所需的资源。

2）共享经济平台（智力I）

（1）建立不同时空的陌生人之间关联互动场所，提供地理空间信息服务从需求、生产、交付、服务到集成的C2C环境。

（2）在支持超大规模、虚拟化硬件架构的基础上，构建面向互联网的地理空间信息数据、服务和资源管理的体系框架。

（3）全球的产销者均可提供覆盖地理空间信息产销的各个层面的，小至微内核、大至组件/插件的各种粒度的地理空间信息元素，通过共享经济平台实现面向互联网的地理空间信息纵生、飘移、聚合、重构，形成各种各样的地理空间信息应用，共享给全球所有用户，从传统的B2C更多地转到C2C提供服务。

3）资源层（物力R）

资源层包括计算机、存储器、数据库、网络设施等软硬件资源，以及产销者提供的各类内容资源等，该层是共享经济平台的基础，使得用户可以在任意位置、使用各种终端通过共享经济平台获取这些资源。

共享经济环境下地理空间信息服务生态环境，涵盖了各种角色的人、各种需求的应用、各种可使用的资源，是一个开放、融合、智能的生态环境，每个人都可以在这个不断扩展的生态圈中，自由享有自己关注的信息、服务，构建属于自己的行业生态圈，以期实现地理空间信息全球人力、物力、智力的共享，促进我国地理空间信息产业持续、快速、健康发展。

3.地理空间信息服务生态环境实现

中地数码集团基于共享经济理念，初步构建了地理空间信息服务生态环境，并且已上线运行（云生态圈，http//www.smaryun.com/）。地理空间信息服务生态环境包括两个中心、三个世界，其中两个中心是指需求中心和交易中心，三个世界是指开发世界、服务世界和集成世界。地理空间信息服务生态环境主界面如图1-7所示。

（1）需求中心。需求中心（也称为云需求中心）为需求者与GIS开发者搭建了一个直达通道与快速响应机制，需求者可以快速发布需求、获取响应，开发者可以快速获取需求、发送响应。

（2）交易中心。交易中心（也称为云交易中心）是面向终端用户的产品购买和面向第三方开发者产品推广的云服务平台，提供在线选配、产品免费体验、线上购买、在线/离线安装、产品自动更新等功能，提供一键安装功能，为用户开发的产品提供推广运维服务。

（3）开发世界。开发世界（也称为云开发世界）为广大地理空间信息开发者提供了大量云服务资源，包括在线资源、在线帮助、在线体验等多种在线服务，世界各地的任何个人、团体都可在云开发世界注册用户，在线获取需求，在线开发应用。

（4）服务世界。服务世界（也称为云服务世界）是地理空间信息服务人才培养和技术咨询服务的基地。服务世界面向终端用户，为使用者提供开发技术咨询、行业技术咨询以及教育传播服务等多种服务。用户可以直接获取在线服务，也可以在线提出服务需求。

（5）集成世界。集成世界（也称为云集成世界）面向软件集成商或者应用集成商，为用户提供智能云化工具箱和应用超市，能够实现软件模块在线选取、业务功能聚合搭建、应用系统一键式部署等功能，可按需定制应用系统，快速满足地理空间信息应用需求。