GIS的未来是什么？ESRI总裁Jack Dangermond和美国科学院院士Michael F. Goodchild的思考

自从罗杰・汤姆林森教授在1970年率先提出计算机制图的概念开始，地理信息系统(Geographical Information System ,GIS)作为一门新兴的、交叉的、应用型学科，得到了长足的发展，并随着位置服务概念的深入人心，越来越广泛地应用于普通公众的日常生活中。

在快速发展的过程中，GIS也面临了许多重大的挑战：栅格和矢量仍然是表示的基础；地图仍然是概念隐喻，以GIS图层的形式存在；地图投影仍在广泛使用，地球始终是二维化表达 ；在测量、表示和处理不确定性方面进展甚微等等。

为了明晰GIS学科发展的方向，ESRI总裁Jack Dangermond和美国科学院院士Michael F. Goodchild教授这两位当今GIS领域最举足轻重的权威人物联合撰写了学术论文《Building geospatial infrastructure》，发表于GSIS 2020年第1期。

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在文中，作者首先对GIS的发展过程（early vision to GIS today）进行总结，并对快速变化的外部环境进行了概括。其中，地理门户网站（Portals）、开放数据（Open Data）、参与性（Engagement）、企业GIS（Enterprise GIS）、协作 *** （A network of collaboration）、故事地图（Story Map）、云存储（The Cloud）等对GIS的发展都起到了富有变革性的推动作用。

然后，对GIS相关进展（Advances in GIS）进行介绍，如地理人工智能（GeoAI）、ModelBuilder和Jupyter等脚本和工作流，可复制性（Replicability，如Docker等工具）、预测模型、实时分析等。

对GIS的未来，作者提出了地理空间基础设施（Geospatial infrastructure）的概念。

我们将如何利用这项技术，以及它如何应对我们目前面临的和未来几年将面临的挑战？在本文中，我们描述了地理空间基础设施这一新兴概念，它是对地理空间技术的一种当代和全面的展望。我们回顾了它与早期愿景的关系，将其放在当今信息技术的背景下，并解决访问、参与和保护个人隐私的问题。

今天的人类面临着无数的挑战。我们人类创造的世界和我们所处的世界不同于任何过去的世界；回归过去是不可能的。其中许多挑战可以通过地理空间技术来解决，特别是如果地理空间技术建设得当，技术足够全面，并且对所有人开放和可利用。在本文中，我们描述了地理空间基础设施愿景的主要特点，并概述了这些功能将如何应对挑战。

罗杰・汤姆林森在1970年和1972年召开的国际会议汇集了来自世界各地志同道合的人，他们认识到将地图和地球图像的内容存储在计算机中可以带来的巨大好处。他还可以利用计算机来分析其他人在编制地图的过程中，如何利用计算机对地图进行精确的编辑；以及如何利用计算机对地图进行编辑。

然而，缺乏合适的数据结构和模型来表示地理信息，而且几乎完全没有软件，认为空间数据的处理是最直接的问题，并为未来的发展提供了远景的基础，而空间数据处理这一术语在两年一度的一系列国际会议上仍然存在。

罗杰・汤姆林森(Roger Tomlinson，1933-2014)  世界公认的GIS之父

到20世纪70年代末，地理信息系统（GIS）的概念已被企业、教育工作者、机构和个人广泛采用。现成的软件已经出现，简单的数据模型可以有效地捕捉多种类型的地理信息。

在这个构想中，地理信息系统是一个单片计算机应用程序，执行包括捕获、存储和分析在内的广泛功能。人们可以把终极的地理信息系统想象成一个运行在大型计算机中的软件包，能够对任何类型的地理空间数据执行任何可能的功能。几家公司开始销售地理信息系统软件，地理信息系统行业开始了长期的扩张。

在随后的几十年里，为了支持新的应用程序和为新的决策提供输入，功能集和底层数据模型激增，地理信息系统软件也从大型机迁移到小型计算机，最终迁移到桌面。尽管地理空间技术已经远远超出了这一设想，但在本文的其余部分中，首字母缩略词GIS被用作总括术语。

20世纪90年代初，地理信息系统的这一构想发生了两个非常重大的变化：之一，以地图和图像的形式以及越来越多的数字数据的形式，地理信息的生产几乎是资金充足的机构，特别是国家 *** 的专有财产。生产成本很高，许多法域都在努力从用户那里收回至少一部分成本。但随着信息技术的进步，地方机构、公司甚至个人都有可能创建自己的数据。全球定位系统（GPS）大大降低了测量位置的成本，只需要一个便宜的手持设备；摄影测量基本上实现了自动化；扫描使人们能够快速、廉价地将纸质地图转换为数字数据库。美国国家研究委员会（1993年）的一份报告提出了地理空间数据生产的新构想，该报告提出了国家空间数据基础设施的设想。

美国国家研究委员会  https://www.nationalacademies.org/

这份报告是及时的，它的建议在总统的一项行政命令中得到执行，授权联邦地理数据委员会组织一系列计划。其中包括制定地理空间数据库（元数据）描述标准，确定框架层，并努力改善数据库的互操作性，这是开放地理信息系统联盟（现为开放地理空间联盟）采取的一项举措。

第二次变革始于万维网的普及，随之而来的是互联网和之一个 *** 浏览器――Netscape。

施乐帕克研究中心（xeroxparc）等组织很快看到了以电子方式共享地图和地理空间数据库的潜力，并将地理空间数据的整个 *** 放到网上供任何人使用。

1973年， The Xerox PARC发明的之一台个人电脑。

地理门户的概念出现了，它是一个允许访问各种地理空间数据库的网站。到1990年代末，在一个有时被称为web2.0的开发中，普通的Web用户已经成为信息的消费者和生产者。其结果是用户生成的内容急剧增加，最终自发地理信息的概念也随之增加。

到了20世纪80年代末，图形工作站已经发展到可以在显示屏上创建和操作三维对象的表示。此外，可以在物体上覆盖二维图像，并随意旋转和缩放。用户在二维屏幕上看到物体的能力仍然是三维的。

为了将地球图像覆盖在一个球体上，创建了一个虚拟地球，开发了一些应用程序。分级数据结构使得屏幕上的图像可以平滑地从10公里分辨率的整个星球图像缩放到亚米分辨率的小区域图像。

“数字地球”一词由美国副总统阿尔・戈尔（Al-Gore）在1992年的一本书中提出，1998年戈尔准备发表一篇演讲，描述一个虚拟环境，可以用来探索地球表面的许多维度，包括现在和过去。

之一届国际数字地球研讨会于1999年在北京召开，2005年谷歌向公众发布了Google Earth应用程序，可以在个人电脑这样简单的设备上下载和运行，从互联网上获取大量地球图像和其他地理空间数据，实现数字地球的概念。

它提供了一个令人信服的例子，说明了地理信息如何可以共享和检查，而不需要首先用地图投影来压平和扭曲地球，并帮助地理空间技术摆脱在早期愿景中非常重要的地图隐喻的限制（Goodchild 2018）。

今天，我们可以将数字地球描述为数字孪生或数字复制品的实例。谷歌地球（google earth）等系统强调复制地球的外观。

但原则上，一个数字孪生兄弟也应该复制地球的运行方式，使用软件来复制改变地球物理和社会系统的过程。

随着获取和处理地理空间信息的成本持续下降，早期设想的许多假设受到挑战。地图和地理空间数据的获取和汇编成本很高，这导致了对变化最快的那些类型要素的重视，以便它们的制图表示能够尽可能长时间有效。

现在，用户只需几分钟就可以免费绘制道路交通图，而这类应用程序只需几分钟就可以轻松创建拥堵地图。环境中的传感器能够创建大量与时间相关的地理空间数据，使时间成为当今地理空间技术远景的一个重要元素。类似地，基于地面运动的三维雷达（如基于地面运动的三维成像技术）和基于地面运动的三维成像技术（如基于地面运动的三维成像技术）的获取。

今天，我们认为地理空间技术的基本元素是一个元组<x，y，z，t，a>其中x，y，z是三维空间中的位置，t是时间，a是该位置在时空中的属性。

人类神经系统收集来自身体许多部位的信号，并将其传送到大脑，在那里，这些信号可以被处理和组合，最终导致行动。用这种方式来表达，神经系统和地理空间技术之间有着明显的相似之处。鉴于人类对地球的压力，一个收集、收集和传播多维地球信息的系统显然具有巨大的价值。然而在实践中，人们对地球的感知方式、产生的数据是如何传输给谁的、各种信号是如何合并和存储的，以及所有这些成本是如何支付的，都存在着巨大的差异。与数字地球一起，神经系统类比为地理空间信息的获取、分发和处理提供了一种更全面、更国际化和更全面的 *** 。

*** 机构、企业、研究人员和非营利组织在其业务和活动的许多方面都使用地理信息系统。个人公民在地图和寻路应用程序中遇到地理信息系统，在提供根据用户位置定制的信息的应用程序中。地理信息系统的范围已经远远超出了这个术语本身，许多使用地理空间技术的个人和组织甚至可能不认识到这一点。下面简要介绍当今GIS应用的一些主要领域。

地理信息系统用于根据地球观测卫星、飞机和无人机、实地观测和地面传感器收集的数据来跟踪环境状况。它被用来确定关键关注的领域，保护生物多样性和人类遗产，以及制定和评估保护战略的效果。使用GPS传感器可以跟踪运动，并对结果进行分析，从而推断出栖息地的适宜性。

早在20世纪70年代，森林管理是GIS的之一个重要应用之一。从详细的地图开始，分析人员能够评估林分的生产力，并计划造林和采伐。地理信息系统使人们很容易估算林分中木材的数量和质量以及相关的采伐成本，并解决与野生动物栖息地和人类娱乐等其他用途的冲突。

GIS的一些最引人注目的应用集中在社会数据上，并且由于最近从社交媒体和电子医疗记录中获得的高分辨率数据而迅速扩展。地理信息系统用于分析全球大面积传染病和其他医疗状况的比较率，提供疫情的早期预警，并研究不同地区医疗服务的可及性和费用如何变化。我们知道生活的结果在某种程度上取决于一个人在哪里出生和长大，但现在可以对这些影响进行前所未有的详细研究（库克2019）。地理信息系统也被广泛应用于规划学校服务区，以及为政治利益操纵投票区。地理信息系统也广泛地应用于商业应用中，其中位置总是起着至关重要的作用。

地理信息系统被公司用来规划和安排送货、垃圾收集、公共汽车系统和许多其他服务。依靠地理信息系统而不是传统的手工 *** 已经被证明可以大大节省时间和燃料消耗。新的数据源，如公交用户卡，为公交系统的规划和调度提供了比以前更丰富的信息。地理信息系统在预测和规划交通系统的重大中断方面也具有巨大的价值，包括由于重大事件造成的短期中断，也包括由于引入无人驾驶车辆和共享服务等长期原因。

增加了处理第三空间维度的能力，为地理信息系统带来了许多新的应用。目前正在开发和实施各种技术，以便在室内扩展全球定位系统，绘制建筑物内部的地图，并提供准确的位置测定。地理信息系统可用于规划和管理内部空间的活动分配，并支持机场、购物中心和矿山等复杂三维空间中的寻路和紧急疏散。地理信息系统还广泛应用于复杂的校园设施、军事基地和企业总部的管理。

执法部门以多种方式利用地理信息系统，从规划警区和巡逻到分析犯罪的地理模式。长期以来，军队广泛使用地理信息系统，从基础测绘、交通能力分析到实时态势感知。近年来，在紧凑的城市空间中打仗的需要导致了一种新的视角，强调第三空间维度以及感知和理解人类运动和行为的能力。

地理信息系统在灾害管理的所有四个阶段都是非常宝贵的：规划、响应、恢复和减轻（国家研究委员会，2007年）。在规划阶段，它提供了建立所需数据库和协商数据共享安排的手段。在响应阶段，重点必须放在快速操作地理信息系统，为响应者提供必要的地图，并为管理者提供态势感知。在恢复中，地理信息系统被用来绘制灾难的影响图，并确定恢复工作的优先次序。在减轻阶段，地理信息系统用于计划和实施措施，以尽量减少未来事件中的损失。地理信息系统也是预测和估计损失程度、管理疏散和引导撤离人员前往避难所的重要工具。

此后，在计算能力、存储容量和通信方面取得了许多技术进步。如今许多数据都是数字化的，数据库很容易在互联网上找到和共享。此外，随着新技术的上线和新用途的激增，变革的步伐继续加快。

但地理信息系统的其他方面却没有明显改变。栅格和矢量仍然是表示的基础；地图仍然是概念隐喻，以GIS图层的形式存在；地图投影仍被广泛用于将地球二维化；在测量、表示和处理不确定性方面进展甚微，这些不确定性是在数字数据中测量和捕捉到的，但并不总是出现在已出版的地图中。

一方面，我们看到地理信息系统的潜力在不断扩大，因为它利用了信息和计算机技术不断加速的变化。另一方面，我们接受的训练鼓励我们遵循经过时间考验的实践，作为早期解决方案的后遗症？跳出框框思考，应对重大技术干扰，并认识到新机遇的全部潜力，一直都很困难，人们总是更容易看到新的发展使旧的做法更容易、更快、更便宜；而更难看到技术进步所带来的新问题和新做法。

从20世纪90年代中期开始，数字地图库、空间数据仓储和地理门户网站的发展对数字地理空间数据的可用性产生了巨大的影响。早期的地理信息系统工作流程一直被繁琐的数字化任务所支配，数据库只能通过交换物理介质来共享。今天，绝大多数地理空间数据集要么在建立时已是数字化形式，要么是通过门户网站以数字方式共享的。元数据既提供了查找数据的手段，也提供了评估其在给定应用程序中使用的适宜性的手段；而如今的地理信息系统软件使得从应用程序中发布数据以供其他人使用变得更加容易。

1993年报告建议建立国家空间数据基础设施，同时预计到地理空间数据生产不断变化的经济会产生巨大的影响。也许没有什么比开放街道地图项目（O *** ）更明显的了。O *** 诞生于2004年，由于对一些 *** 机构制作地理空间数据的成本非常高感到沮丧，O *** 开始利用志愿者、高分辨率地球图像和GPS创建一个免费的、对所有人开放的数字地图。今天，O *** 通常是世界上许多地区最完整、最准确的基础测绘来源，在应急响应中发挥着不可估量的作用。

每一个组织都采取了一种将自己划分为部门的方式，每个部门都有自己的主题重点和一系列相关的责任。随着地理信息系统的发展，它最初应用于个人或团体的工作，后来又应用到整个部门。例如，一家石油公司可能采用地理信息系统来管理其租约和地表资产，但可能会使用完全不同的系统进行地下勘探或营销。企业地理信息系统的愿景是将所有这些系统视为集成的，并由一个统一的数据库和相关软件（一个系统系统）提供支持。企业地理信息系统使用单一的通用语言来描述地理空间特征及其相互关系，有助于打破在分段或烟囱式组织中经常出现的沟通障碍。

万维网、因特网，以及大量组织和个人的参与，使人们产生了一种新的感觉，即支持单个调查员的地理信息系统的旧模式已经转变为地理信息系统作为协作 *** 的远景。今天的技术不仅允许直接或通过门户共享数据，还允许共享软件和工作流。现在很容易捕获工作流并与其他人共享。可以保存工作流，保留特定分析如何执行的记录，并将其打开供其他人使用。 *** 已成为地理空间基础设施的一个重要组成部分，使各小组能够在没有面对面的互动的情况下进行远程合作。

长期以来，书面报告和出版物一直是交流成果的传统手段，也许还可以通过幻灯片和叙述相结合的演示来加以加强。但人类一直重视故事，它是一种叙事、手势、例子，有时还有插图的混合体，作为一种以令人信服的方式传达信息的方式。

在地理空间世界中，地图一直在交流中扮演着重要的角色，而地图设计的原则在今天被称为“智能地图”中已经达到了高度的复杂程度。近年来，“故事地图”以一种简单的用户界面，将文本、交互式地图、视频和音频以线性方式组合在一起，成为GIS成果交流的一种新颖而重要的方式。

故事地图很容易创建，现在可以在网上找到数百万个。它们讲述了人类冲突、解决环境问题的进展、城市社会结构的变化、历史遗产以及其他许多主题。故事地图在开辟分享地理信息系统项目成果的新途径和吸引公众方面取得了巨大成功。

地理信息系统技术环境中最根本和最深远的变化之一是设备独立性，即通过几乎任何设备（从智能手机或平板电脑到笔记本电脑或台式机）访问和接触地理信息系统的能力。虽然有些交互仍然通过有线连接进行，但用户的设备越来越能够根据需要在蜂窝、WiFi和有线通信之间进行切换。

长期以来，地理信息系统用户更喜欢大屏幕，而且经常使用多个屏幕，但是智能手机地图应用程序已经证明，即使是小型手持屏幕也可以满足许多应用程序。

过去几年另一个影响深远的变化是云技术取代了特定的服务器。许多GIS功能现在可以通过基于云的服务（如ArcGIS Online）获得，许多用户现在可以在云中接收电子邮件并维护其文件，而不是在必须定期备份的特定服务器上。长期以来，本地硬盘一直是笔记本电脑和台式机的重要组成部分，在这个从任何地方访问所有设备的新世界中，本地硬盘越来越成为过去。

人工智能（AI）工具在许多领域都取得了令人瞩目的成就。它们允许对大量原始数据进行分析，寻找模式并进行简单的分析，在许多情况下，它们的性能优于更传统的分析工具，其中许多工具早在大规模计算和大数据出现之前就已经开发出来了。图像分析提供了人工智能在地理空间数据中的一些最引人注目的早期应用；它能够非常快速地分析大量图像，找到街道和道路等特征，对农作物进行分类，并学习指示疾病或火灾风险的因素。

在过去，地理信息系统的用户不得不依靠记忆或手写笔记来跟踪某些应用程序中的许多步骤。ModelBuilder是ESRI软件的一个长期存在且非常有用的特性，但是最近笔记本软件的发展有望彻底改变工作流的创建、记录和共享。Jupyter笔记本电脑已成为复杂地理信息系统分析和地理信息系统教育的重要辅助工具，允许以严格的方式记录和复制过程，并很可能很快成为地理信息系统工具包的重要组成部分。

尽管科学家们长期以来都受过训练，能够详细地描述和记录他们的研究成果，以使其他人能够复制和复制其结果，并将可复制性视为科学 *** 的一个主要特征，但近年来，人们对未能复制结果表示关切，尤其是实验心理学（国家研究委员会，2019年）。地理学和其他处理时空现象的学科早就认识到了一个更广泛的问题：我们是否应该期望在世界某一地区取得的结果，在某一时间也应适用于世界其他地区和其他时间？这通常被称为泛化，但它与复制性密切相关。如果物理或化学的结果证明不能在空间和时间上普遍化，那么它们肯定会被拒绝，那么地理空间科学家有什么权利宣布不可归纳的结果是科学的呢？开放性，特别是开放的数据和开放的软件，将大大有助于确保其他人可以复制结果。使用Docker等工具的集装箱化也将允许捕获和冻结给定研究的细节，以便能够准确地再现。

在过去几年里，围绕大数据和数据科学的兴奋大多来自预测，使用来自不同来源的大量数据以及人工智能和机器学习技术。预测通常预测什么时候会发生什么事，但是在地理空间世界里，除了时间之外，人们对什么地方也有很大的兴趣。预测是非常有用的，然而科学传统上更关心的是理解和解释，以及为什么要这样做。因此，对预测建模的这种新的强调对于科学界来说是一种新的背离，而对预测建模的支持也同样是对GIS的一种新的背离。各种工具正在开发中，未来几年可能会出现在新版本的GIS软件中。

除了数据量，大数据的特点是速度，越来越多的数据可以实时获取，这些数据来源于传感器并通过互联网分发。从卫星上获取遥感图像的延迟正在逐渐减少，预计有一天，地球表面的数字图像将有可能获得，或者几分钟前的样子。来自无人机的图像可能已经实时可用。

数据的这种即时性导致了一些有趣的问题。是否有可能以足够快的速度处理实时数据，从而也可以实时获得结果？

例如，有没有可能足够快地感知和处理一个大城市的疏散，从而做出交通管制的决定？如果科学主要关注理解和解释，如果科学发现在任何时候、任何地点都是真实的，那么实时分析有什么作用吗？在可复制性的标题下讨论的问题之间的相关性是什么？

然而，实时分析对于态势感知是非常有价值的，它允许用户通过仪表盘和其他适当设计的界面来监控地球表面上或附近的事件。

那么，地理空间基础设施的目标应该是什么，应该如何配置？以下是许多可能的目标。

技术进步更大的挑战之一在于看到这些进步所带来的可能性，即“跳出框框”思考问题。过去的实践演变为利用早期的技术；随着技术的进步，实践也必须进步。

在计算能力非常有限的时期所做的决定会被载入实践中，而这些实践可能很难动摇。例如，统计学中的许多实践，例如通过最小化总平方偏差来拟合回归线，反映了在计算机出现之前所做的选择。

并非所有地理空间数据集都具有相同的价值。一些，例如美国国家空间数据基础设施的七个“框架”数据集，为其他数据的添加提供了必要的基础。

主要街道、命名地点、海岸线、湖泊和河流的底图在广泛的应用中被使用，正如精细分辨率的地球图像一样。它们需要开放、自由访问和准确，以支持其他应用，并作为地理空间基础设施的基础。

生产力和效率在地理信息系统应用的许多领域都是有价值的目标，从车队的路线和调度到零售店的选址、物流业、卫生服务或应急响应。

空间决策支持系统利用地理信息系统的工具，结合诸如燃料消耗最小化、响应时间最小化、不良健康后果最小化或利润更大化等目标来解决这些问题。

生产力和效率当然只是做决定的基础之一。可持续性是另一个相关目标，如最小化环境影响。近年来，测地设计的概念作为一种地理信息系统应用被引入，它处理的是试图修改地球表面的项目，而不是对其进行清点。测地设计将设计的美学任务与评估影响的更科学的任务相结合。设计能力应该是任何地理空间基础设施愿景的重要组成部分，以及利益相关者参与、设计共享和建立共识的技术的概念。

近年来，公民参与已成为地理空间技术的一个主要焦点。它是通过独立于设备的访问、公民每天使用的地理空间服务以及公民使用web2.0服务提供数据和其他类型输入的能力来实现的。同时，这种参与度的增长正在改变地理信息系统，使得用户界面的直观性变得比以往任何时候都更加重要，并使用对普通公民而不是地理空间专家有意义的术语。与早期的地理信息系统（GIS）的接口完全是根据测量的坐标来工作的，现在接口可以识别出感兴趣的地点和点的名称。

地理信息系统在保护方面有许多引人注目的应用。已经开发了一些技术来确定栖息地的适宜性，保护栖息地区域之间的走廊，以避免隔离亚种群，以及测量和绘制多样性图。所有这些都很好地说明了这样一个原则：地理信息系统是一套工具，可以使本来很难或不可能看到的东西变得可见，并通过故事地图来促进理想。保护和保护生物多样性应是地理空间基础设施的主要目标之一。

信息和信息处理技术显然是明智决策的必要条件。地理空间技术已经在智能城市的新兴概念以及农业和林业等农村活动中发挥着重要作用。地理空间基础设施有助于使机构更加智能化，尤其是当它充分利用第三空间维度和时间的力量时，能够在紧急情况下进行实时决策。

弹性系统是能够经受住冲击的系统，特别是难以预测或不可能发生的冲击。地理空间技术在应对紧急情况方面发挥了许多关键作用，但也可用于衡量恢复力(National Research Council 2012)，恢复力可作为测地设计的目标之一。

共享和协作应是地理空间基础设施最重要的目标之一，这一目标由地理空间技术日益增加的参与和可访问性实现。

最后，虽然许多司法管辖区采取了各种形式的隐私保护，但从最近的分析和媒体报道（2019年《 *** 》）可以清楚地看到，大量的个人信息正在被获取，在某些情况下被出售。

地理空间信息尤其容易受到攻击，因为在许多情况下，从几个位置记录推断身份和其他个人特征是微不足道的。很少有用户阅读或理解应用程序的使用条款和条件，或共享个人数据的含义。保护个人隐私必须是地理空间基础设施的一个重要目标。

为了实现上一节中提出的目标，特别是关于开放性、访问性和参与性的目标，未来的地理空间基础设施必须基于 *** 。它必须集成信息、流程和工作流，并捕获足够的信息以支持可复制性。它将拥有强大的技术来整合具有大数据特征的各种数据源：合并、重采样、向上扩展和融合。它将需要跟踪数据的来源，并允许中间产品回收。所有这些都以某种形式已经可用，并且不断地进行增量变化。

但在我们看来，我们缺少的是一种愿景，一种“登月计划”，一种可以衡量进步的原则声明。20多年前，数字地球演讲提供了这样一个登月机会，并导致了一些研究和开发项目，接近实现戈尔的设想。

今天，我们认为需要另一次登月计划，作为我们在本文中描述的新兴地理空间基础设施的愿景。