在地理空间服务和GIS软件中的机遇绘制

特别报道 绘制地理空间中的机遇服务和地理信息系统软件 目录 结论。 ............................................................................................................ 18执行摘要.............................................................................................. 3Overview of geospatial solutions and services, including GIS. .................... 3地理空间价值链..................................................................................5地理空间数据收集..................................................................................8高飞：地理空间增长动力 ........................................................... 11投资活动。 .............................................................................................13 执行摘要 随着地理空间技术的快速发展，以及精确数据需求的日益增长，地理空间解决方案所提供的信息对于私营和公共部门在内的各类决策过程将变得愈发关键。 由于市场增长潜力强劲，投资者和公司应考虑整合和集成地理空间解决方案的益处。这包括深化在专注领域的专业能力、拓展终端市场、提供完全集成的地理空间服务组合、充分利用最新技术以及将地理空间解决方案整合到其他服务中。 地理空间解决方案和服务概述，包括GIS。 地理空间解决方案和服务用于捕获地球表面特征的位置和特性，并提供对资产精确规划、建设和监控的洞察。它们通过提供基于位置的信息，在公共和私营部门各行业提升决策制定、资源管理和运营效率方面发挥着至关重要的作用。 地理空间解决方案也满足了关键运营所需的详细地理空间数据需求（例如，基础设施规划、风险评估、应急响应），同时有助于降低风险和责任（例如，植被侵占引发的火灾、不准确索赔导致的保险欺诈）。对精确和集成数据需求的日益增长，凸显了地理空间解决方案在当今数据驱动环境中的重要性。 •政府（国家和县级机构）：执行地形和地理分析，例如测绘、勘探和环境监测，以预防对公共安全的潜在危害，并协助公共基础设施（如公路、桥梁和铁路）的项目选址、工程设计、施工和维护。 •保险：使用地理空间解决方案收集财产测量和数据，以评估风险，并在事故（如天气事件、自动驾驶汽车事故和建筑事故）前后对财产进行索赔和检查，以减轻责任和纠纷。 •电力公司：监测关键基础设施附近的植被生长，以防止侵占风险，并帮助运营、监测和维护关键基础设施，以确保可靠性，提高资产性能和寿命，并提升运营效率、合规性和安全性。 •石油和天然气：使用地理空间解决方案，例如航空光探测和测距（LiDAR）成像，收集老化管道的数据，定位泄漏和损坏的管道，以便及时响应，并减少与管道异常相关的成本、危险事件数量和环境影响。 •电信：利用地理空间解决方案选择基站位置，并对基站进行运营、监控和维护，以确保网络可靠性和提高其使用寿命。 •林业：林权所有者、管理公司及相关国家/州实体利用地理空间解决方案来追踪物种库存、估算森林密度和碳含量、管理森林健康以及预防森林火灾和病虫害等危险事件。 •建筑：建设价值链的参与者使用地理空间解决方案来协助项目选址、工程和施工管理，而房地产和金融公司则使用地理空间解决方案来协助对财产和项目进行财务目的的估值。 地理信息系统（GIS）软件在地理空间应用中发挥着关键作用。它存储、处理、分析、编辑和可视化地理空间数据。GIS工具是主要平台被客户用于摄取和可视化地理空间数据。其他软件工具，如计算机辅助设计/计算机辅助制造、建筑信息模型（BIM）和企业资产管理（EAM），也是经常与GIS集成的主要解决方案。 地理空间价值链 价值链由多个步骤组成，包括数据获取、处理、分析、报告和可视化，参与者专注于特定步骤或提供完全集成的端到端服务。 地理空间价值链由五个主要环节组成（见图1）。 图1 一个全新的地理空间解决方案请求通常将经历以下五个阶段： 1. 数据获取 这一阶段涉及通过多种方法收集地理空间数据，包括地面调查、卫星图像、无人机和空中平台。 2. 数据处理 收集后，原始数据经过处理以确保质量和准确性。这包括清理、构建和准备数据以供进一步分析。 3. 分析 先进工具和算法被用于分析处理后的数据，揭示模式、趋势和关系。此阶段通常包括模型构建，以基于地理空间信息预测未来情景。 4. 洞察/成果 数据分析结果随后被整合成有意义的报告，为决策者提供可操作的见解。这些见解可促进更优的决策、提升运营效率和更精准的规划。 5. 软件用户界面（UI）平台 地理空间软件，例如GIS，允许用户可视化和解释数据。这些可视化帮助客户消化地理空间洞察。该软件通常与现有的客户软件系统集成，实现与日常运营的无缝集成，例如资产实时监控、车队位置跟踪、停电管理和天气事件管理。 GIS是用于存储地理空间信息的主要平台；它集成到资产运营商技术栈中更广泛的一套运营系统中（见图2）。 图2 一个地理信息系统（GIS）整合来自多个数据源和流程解决方案的数据。 •天气/气候数据：实时气象数据叠加在地理信息系统（GIS）上，可揭示气象事件可能如何影响资产网络或运营方的终端客户。 •岩土工程分析：数据用于指导和复制当前竣工资产数据，以推动决策制定。 •停机管理系统：停电信息通过地理空间数据进行了优化，以更好地管理资产停电。 •EAM:资产记录在GIS和EAM平台之间关联，以驱动与空间相关性相关的检查和维护活动。 •文档管理：一个数据管理系统将资产相关信息连接到GIS中的一个数据点，以简化文档查找过程。 •实时监测（例如，监督控制和数据采集）：GIS数据可用于实现资产实时监控，进而推动更具信息化的决策。 •自动车辆定位：采用GIS数据可通过GPS坐标传输追踪车辆车队，从而实现对资产相关人员的实时追踪。 •客户信息系统：跨CIS和GIS共享地理空间数据的协调，可以基于运营商的客户需求做出明智的决策。 •工作管理系统：他们追踪由操作员指定、批准和完成的需录入GIS的工作，以减少重复数据录入/提高效率。 •分销计划系统：这些系统通过利用地理空间数据，帮助运营商制定资产扩张计划，以最好地服务于运营商的客户群。 地理空间数据采集 各种技术，包括传统地面测量、卫星、无人机和空中方法，被用于获取地理空间数据（见图3）。 图3 图3 地理空间数据采集方法地理空间数据采集方法 野外勘探被用于对地块的自然和人造特征进行高度精确的测量。使用多种仪器（例如，磁力定位器、Gammon卷线器、棱镜杆、机器人全站仪、GPS、地面激光雷达）来帮助确定和创建点的三维位置，并用于边界、通行权和其他地形测量。土地测量技术在小面积部署简便且具有成本效益，但其劳动密集性可能使大规模项目变得昂贵。它们通常用于建筑和工程领域，因为它们为难以从空中捕捉的小区域提供了高度精确和详细的数据。 卫星使用遥感技术（如光学技术，即利用传感器收集可见光/非可见光数据，以及雷达技术，即收集向地球发送的微波信号的反射图像）来捕捉高分辨率图像。卫星通常存在于地球静止轨道（GEO）和低地球轨道（LEO），每个轨道都提供独特的优势。例如，GEO卫星可以停留在地球表面固定区域上空，这对气象观测尤为宝贵。 然而，由于GEO卫星距离地球更远，其空间分辨率低于LEO卫星，且在提供突出短期变化细节图像方面效果较差。GEO和LEO卫星均可定期重访目标区域，这实现了自动化，并使其特别适合监视活动，尤其是在大范围区域。卫星由少数几家高度专业化的运营商操作，与传统的地面测量方法相比，在大规模调查中可实现高度的成本效益。 •无人机以更短的时间和更低的成本捕捉影像。它们可以在比卫星和载人飞机更低的空域飞行，这使得能够以更高的分辨率获取原本难以进入区域的影像。无人机最适合于局部和细粒度信息，如作物调查和活动规划。与飞机等其他航空平台相比，无人机相对具有成本效益。 •载人空中方法(e.g., 飞机)主要通过垂直向下（直视）和斜向（与地面成40至50度角）摄影来获取地理空间影像，以绘制大面积区域或捕获地面难以进入区域的资料。它们还可以配备激光雷达和其他遥感技术。空中方法可能成本高昂，并需要专业设备和专业知识。 在地理空间价值链中，产品和解决方案的复杂程度各不相同；商业用例通常需要基础和复杂解决方案的混合（见图4）。 数据采集起始阶段通过手动/自动录入GPS坐标，传统测量方法获取地面矢量数据，而最复杂的解决方案则采用先进图像方法，包括激光雷达、摄影测量和超光谱成像，这些方法需要复杂的硬件支持。 数据处理从基本数据存储开始，而最复杂的解决方案则将地理空间数据处理与分析相结合，并可能利用云连接、数据湖和机器学习（ML）解决方案。 分析学它从多边形和线测量开始，使用简单的2D矢量可视化，而最复杂的解决方案则使用实时3D、高级空间建模（例如，适宜性、归一化植被指数分析）和专门的人工智能（AI）/机器学习（ML）算法。 Insights/results以GIS软件的标准功能（例如，地统计）产生的见解为起点，而最高级的解决方案则使用预包装的AI/ML解决方案或预测分析，用于资产状况和可靠性的映射与监测，以支持规划（例如，为保险识别资产性能中的模式、趋势和异常，或预测植被生长）。 软件/用户界面平台始于相对低成本的基于网络的地图平台，这些平台在某些情况下可能会使用云计算和实时感知，而最复杂的解决方案则使用具有先进功能的地理信息系统软件，配备专门的用例分析工具，并可能利用基于机器学习的应用程序。 高飞：地理空间增长驱动力 多项利好因素正推动地理空间解决方案的日益普及，尤其是在企业应对数据激增以及另类数据类别（例如地理空间数据分析）价值提升、从而促进决策优化之际。与安全、环境及基础设施发展相关的监管要求正促使组织采用这些解决方案，以实现监测与合规保障、风险识别和报告流程简化。随着政府投资于大型基础设施项目（例如通过《两党基础设施法》），对能够辅助项目规划、设计和建设的详细地理空间数据的需求预计将进一步攀升。 气候变化对极端天气事件的影响不断演变，也正在推动对能够支持风险评估、实时监测和改进灾害响应的地理空间解决方案的需求。此外，包括无人机、卫星和实时数据分析在内的技术进步，持续改善农业、国防和情报等行业的决策过程，提升了地理空间解决方案的价值主张。 监管要求与责任规避— 增加的监管可能要求私营和公共实体利用地理空间解决方案，以确保在以下情况中的监管合规性： • 对公用事业线路进行强制检查以符合安全法规 •对拟建/现有场地周边植被的管理/检查，以符合环保法规。 • 应急服务的详细地图，以符合响应时间法规。 •将地理空间解决方案部署以预防问题发生，即使监管并未要求。 基础设施建设— 对地空间数据日益增长的需求，以支持项目规划、设计、建设和监测，是由以下因素驱动的： •《降低通货膨胀法案》和《两党基础设施法》—国会已为未来主要基础设施项目拨款数十亿美元，这可能导致对地理空间解决方案的需求增加。 •对高耗能产品和服务（如电动汽车和数据中心）的需求不断增长，可能导致电网的现代化和扩张，这将需要广泛使用地理空间数据。 气候变化— 自然灾害（例如野火、飓风、洪水）的日益严重可能导致