地理信息产业是以现代测绘和地理信息系统、遥感、卫星导航定位等技术为基础,以地理信息开发利用为核心,从事地理信息获取、处理、应用的高技术服务业,主要依托地理信息系统(GIS)、全球卫星导航系统(GNSS)、遥感(RS)三类地理信息技术。
产业范围既包括地理信息系统产业、卫星定位与导航产业、航空航天遥感产业,也包括传统测绘产业和地理信息系统的专业应用,还包括基于位置服务(LBS)、地理信息服务和各类相关技术及其应用。
如今,数字城市、数字中国等数字化建设已经渐入高潮,成为未来社会发展的主流趋势,数字政府建设、国防和军队现代化建设新型基础设施建设以及产业数字化转型将有效扩大地理信息应用范围,提出更多更高的数据要求,从需求侧推动我国地理信息产业高质量发展。在城市智能交通、市政基础设施管理、突发事件、城市环境监测与检测等领域,地理信息产业的重要性逐渐凸显。
同时,物联网、云计算、互联网技术将对地理信息服务产业链的各个环节产生全方位的影响,地理信息技术的应用场景不断丰富。地理信息技术为 5G、工业互联网、区块链、北斗与卫星互联网、人工智能等多个数字经济领域提供了重要的技术支撑。
目前,地理信息产业已经成为我国数字经济的重要组成部分,地理信息及相关技术是数字经济、国防军事、新型智慧城市建设、自然资源等各领域的重要支撑,在国民经济社会各领域得到广泛应用、发挥重要作用。
1、行业规模
近年来,地理信息产业保持高速增长,根据中国地理信息产业协会统计,中国地理信息产业总产值由 2017 年的 5,180 亿元增长至2022 年的 7,787 亿元,近5 年复合增长率达到了 8.49%。
截至 2022 年末,我国地理信息产业从业单位数量超过 19.3 万家,同比增长17.9%。其中,测绘资质单位 1.8 万余家。地理信息产业市场主体中,企业占 95.1%。2022 年新登记市场主体约 4 万户,同比增长 12.6%。
2、行业发展态势
(1)技术体系变革,与新技术深度融合发展
“空天地海”一体化高精度实时地理信息数据采集能力逐步提高,激光点云技术和倾斜摄影测量技术等各种便捷化新型测量技术日趋成熟,高精度、高效率、自动化、海量数据信息的数据采集作业方法广泛应用。
大数据、云计算、人工智能等新技术实现地理信息智能化处理水平不断提升,分析处理能力不断增强,地理信息价值得到更深程度挖掘,地理信息数据处理已由劳动密集型转向技术密集型。地理信息技术与大数据、云计算、5G、人工智能、数字孪生、物联网、虚拟现实等新技术深度融合,相互赋能,智能化、泛在化、普适化的特征越来越明显。
(2)基础设施建设逐步完善,产业基础日益坚实
近年来,我国地理信息产业基础更加坚实,发展动能持续增强。在卫星导航方面,2020 年 6 月,我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署,2020 年 7 月北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着我国卫星导航系统服务能力步入世界一流行列,代表着北斗事业进入到全球服务新时代,开启全球化、产业化新征程。
“十四五”期间,国家将深化北斗系统推广应用,实施北斗产业化等重大工程,推动北斗产业高质量发展。截至 2021 年末,我国已形成覆盖全国的卫星导航定位基准站网(CORS),已建设完毕的 CORS 基站超过25,000 座。
在遥感影像方面,截至 2022 年 6 月,我国财政投资的高分卫星、陆地观测卫星、海洋观测卫星、气象观测卫星及相关科研试验卫星在轨数量达 55 颗,商业遥感卫星在轨数量达到 151 颗,已覆盖从光学到视频、雷达,从全色、多光谱到高光谱,以及通导遥一体化技术验证卫星等。在基础测绘方面,自然资源部于 2021 年实现新一代数字高程模型对陆地国土的全覆盖。
分辨率由 25 米提升至 10 米、现势性由 2010 年提升至 2019 年,对地形表达的精确度、分辨率均有所提高。截至 2021 年底,国家基础地理信息数据库已完成 10 轮全国陆地国土约 213 万平方千米的 1:5 万数据库更新、6 轮全国 1:100 万公众版基础地理信息数据库更新,为经济建设、国防建设、社会发展、生态文明建设等提供了及时可靠的测绘地理信息保障。市县级 1:2000、1:1000、1:500 基础地理信息已实现主要城区的全覆盖和快速更新。
(3)标准体系不断完善,标准管理不断加强
随着地理信息产业规模不断发展,标准体系不断完善。2020 年,自然资源部出台《自然资源标准化管理办法》,设立自然资源标准化工作管理委员会,统筹管理自然资源标准化工作。截至 2022 年末,全国地理信息标准化技术委员会对口的国际标准化组织地理信息技术委员会(ISO/TC211)制定的 96 项国际标准中,我国牵头制定的国际标准已正式发布 4 项,1 项国际标准提案通过立项。截至 2022 年底,全国地理信息标准化技术委员会归口管理的国家标准共 211 项。
(4)地理信息应用领域广泛深入
地理信息产业已成为数字经济的重要组成部分和核心产业之一,对经济社会发展、生态文明建设、国防安全都发挥着重要作用,已经成为我国数字经济新的增长点。从跨界融合到社会化服务,地理信息成果应用不断深入扩展,各行各业充分受益于地理信息的发展红利,已成为中国产业变革、经济转型的动力之一。
地理信息技术创新孕育出大量新业态、新模式。在万亿级的网络经济、共享经济、数字经济的快速发展背后,有基于位置服务的重要支持。地理信息及其技术使城市更智慧,使人们生活更便捷。
3、产业链结构
地理信息产业上游、中游和下游主要为地理信息设备制造、地理信息数据采集和处理、地理信息数据应用。
上游主要包括:遥感卫星发射及其载荷制造业,飞机、无人机及其遥感载荷制造业,车辆、高塔及其遥感测绘载荷制造业和导航定位卫星制造业。
中游主要包括:(1)地理信息数据采集:通过航空航天遥感、地面测绘等设备,提供卫星数据分发、航测遥感、地面测绘工程、摄影测量等服务;(2)地理信息数据处理:通过以地理信息系统为基础软件平台,结合人工智能提供地理信息软件开发及销售服务。
下游主要包括:国防、农业、电力、自然资源、国土资源、智慧城市、自然防灾等行业的软件产品应用,主要客户为国防、政府、企业和个人用户。
4、行业技术水平及特点
行业技术主要集中在遥感数据的采集、处理、信息挖掘提取、可视化和应用等方面。具体如下:
(1)遥感数据采集
遥感数据从采集方式上分为航天遥感(卫星)、航空遥感(载人机、无人机)和地面(近地)遥感,按探测的电磁波段不同,可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。使用的通用技术主要包括遥感卫星编程技术、航线规划技术(航空遥感)、遥感数据接收技术、遥感数据预处理技术以及遥感数据空间索引技术。
(2)遥感数据处理
遥感数据处理是对通过各种采集方式获取的遥感数据进行进一步加工,生成最终用户可直接使用数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM)、点云、倾斜摄影模型等产品的生产过程。这一阶段通用技术主要包括空中三角测量、遥感数据匀色、色彩增强、薄云去除、配准纠偏以及倾斜摄影的单体化及美化等。
(3)信息挖掘提取
随着近些年来计算机软硬件技术的飞速发展,尤其是深度学习技术的快速迭代使得遥感大数据的信息挖掘与提取成为现实,遥感数据挖掘主要包括遥感数据的分类提取(地物分割)和遥感变化检测两个方面。使用的通用技术主要包括分布式存储、分布式计算、深度学习等。
(4)可视化
将经过处理的遥感影像、数字高程模型、点云、倾斜摄影模型等数据使用统一的平台进行可视化展示。使用的共有技术包括地理坐标投影转换技术、空间索引技术、三维渲染引擎技术、细节层次模型技术、地图瓦片技术等。
(5)遥感大数据应用
基于遥感大数据的采集、处理、信息挖掘提取、可视化等技术,与微服务、云计算等技术进行融合,再结合业务数据和其他辅助数据构建数字政府、智慧城市、国防军事、能源电力等行业应用。