简介
从局部到全球，空间数据基础设施 (SDI) 的愿景在于___重用___共享的权威数据，应对当今的挑战，实现共同目标，并为数据驱动的决策提供信息支撑。
全球的地理空间社区正通过___易于使用的工具___和他们___解决问题___所需的___精选数据___，将___人们___聚集在一起。
不断发展的 SDI 帮助社区集体地从问题空间迈向解决方案空间：
问题空间：灾害、经济、人口、自然等跨越国界；我们的数据和技术也必须跨越国界。
解决方案空间：当组织整合其地理空间基础设施时，他们可以跨越国界进行协作，共同应对当今的挑战。
发生了什么变化？
本技术文件探讨的是不断发展的 SDI。 因此，您可能首先会问：“发生了什么变化？”
20 世纪 80 年代初，为了构建数据框架和标准化数据共享，国家空间数据基础设施 (NSDI) 应运而生。[^1] 早期的 SDI 主要侧重于基础数据开发、基于文件的共享和第一代 Web 服务的交付，以及通过元数据目录实现的数据发现。 但是，SDI 当然不是静态的 - 它们在不断发展。
<Term term=web-gis></Term><Term term=geospatial-infrastructure></Term>如今，Web GIS 和集成的地理空间基础设施已经彻底改变了地理空间数据、地图、应用程序和工具的交付和重用方式。 GIS 正在进步，并且从工程到系统再到系统之系统，其互联性日益增强。 Web GIS 正在创建一种全新的 GIS 模式，该模式利用复杂的在线基础设施，使地图和地理信息能够在整个组织、跨社区以及在 Web 上公开可用。 它为共享和协作创建了数据空间，并为利益相关者的参与带来了新的可能性。[^2]
[插入一些概念图，如迷你图，表达数据知识、进步和演变…]
数据基础仍然重要，但受到众包、传感器网络和自动化等数据管理创新的影响。 新的能力实现了前所未有的协作和参与。 模板、无代码/低代码应用程序构建器和即用型解决方案以远低于过去的时间和成本提供了始终如一、可重复的结果。 友好的云原生工具、随时可用的数据和应用程序编程接口 (API) 正在成倍地扩大最终用户群体，他们反过来又带来了新的期望和要求。 沉浸式数字孪生、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 等新技术正在拓展可能性的视野。
随着对“为什么”的重新关注，各级（地方、区域和全球）SDI 组织的领导者正从数据驱动转向目标驱动。 一场根本性的转变正在发生，SDI 正从地理空间“数据基础设施”扩展到“知识基础设施”。[^3]
这不是渐进式的改变，而是进化！
价值潜力
地理学，我们世界的科学，提供了将世界视为一个单一生态系统的框架和语言。[^4] 它帮助我们组织和整合所有环境因素（如生物多样性和生态系统服务），并将它们与经济系统相结合，在空间上看到它们的联系。 它使我们能够将这些因素与社会因素相结合。 此外，它还有助于我们阐明模式和关系。 地理方法为理解和应用我们的知识提供了清晰的思路和框架。[^5]
GIS 可以通过整合多样化的数据来生成位置智能，从而获得理解、实施解决方案、传递洞察力并吸引利益相关者和公众。 我们可以利用位置的力量来组合和分析数据，从而揭示隐藏的模式和关系，并驱动决策。 了解位置有助于我们理解原因和方式，从而使我们能够在正确的时间将正确的资源导向正确的对象。[^6]
当今的挑战
世界各地和各级政府都面临着与灾害、可持续发展、气候变化、经济、流动性、医疗保健、生物多样性等相关的紧迫挑战。 位置技术独具优势且必不可少，能够为这些不同的任务领域提供统一的信息基础设施。
数据无处不在，并且呈指数级增长。 然而，如今，世界各地的社区都在抱怨数据仍然过于孤立、难以理解且难以重用。 在许多地方，数据基础仍然不完整……其他区域…… （图片不完整……）
灾害、人口、经济、自然等跨越国界，我们的数据和技术也必须跨越国界。 当今的挑战需要多层次和跨组织的合作，从而提高各级政府的效率和效力。 当组织整合其地理空间基础设施时… 跨越国界工作… 使用 GIS 进行地理空间协作…[^7]
按需数据
Web 访问数据图层非常简单：每个图层都具有一个 Web 地址（一个 URL），便于进行在线定位和共享。 由于每个图层都经过地理配准并由可互操作的 Web 服务提供支持，因此 Web GIS 成为一个集成系统，有助于访问和重新组合来自多个提供商的图层，并将它们集成到您自己的地图和应用程序中。 这对于全球数百万正在协作和重用内容以服务于其个人目的的专业人士来说意义重大。
就像流媒体音乐一样，动态数据图层根据数据所有者授予的权限，按需将地理空间内容流式传输给用户。 这就像我们都见证过的音乐行业的颠覆性变革一样。 您不再需要去商店购买专辑并将其带回家播放 - 今天，您只需连接到您喜欢的流媒体音乐服务并单击播放即可。 同样，数据图层、地图、应用程序等都可按需获取。 因此，用户现在可以经济高效地访问大量的地理数据。
预先配置了符号、弹出窗口和自描述元数据的数据图层易于使用。 仅仅通过将这些图层重新共享到在线 GIS 生态系统，就可以将它们添加到全面且不断增长的世界级 GIS 中。[^8]
数字孪生体
现代 SDI 为数字孪生体奠定了基础。
美国土木工程师学会 (ASCE) 描述了物理基础设施系统之间的相互关联：“发电厂使用水发电（用于烧水产生蒸汽和冷却）。 汽车维修所需的零部件和道路维修所需的材料都需要电力和水来制造。 各种运输方式都需要将零部件和设备运送到所有类型的基础设施系统，包括机场等其他类型的交通设施。 此外，电气化还用于城际铁路以及城市公交专用道。”[^9]
这些物理系统中的每一个都有数字对应物，或称“孪生体”。 在现代背景下管理这些相互关联的系统需要一个集成的地理空间基础设施以及相应的支持数据。
相关资源：
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[^1]：传统空间数据基础设施 (SDI) 起源于 20 世纪 80 年代，定义为“获取、处理、存储、分发和改进地理空间数据利用所需的技术、政策、标准和人力资源”。 美国总统办公室，1994 年。 第 12906 号行政命令：协调地理数据访问：国家空间数据基础设施。https://www.archives.gov/files/federal-register/executive-orders/pdf/12906.pdf
[^2]：Harder、Christian 和 Clint Brown，2017 年。 ArcGIS 手册：关于应用地理科学的 10 个重要观点，Esri Press。
[^3]：地理空间知识基础设施 (GKI) 探索并倡导将重点从数据基础设施转移和扩展到支持知识、理解和行动的基础设施的需求。 Shivangi，Saligoe-Simmel，et.al，2024 年。 GKI 期刊文章… 待定
[^4]：2024 年。 Jack Dangermond 引用…引自 GIS for the Nation。 Esri Press。
[^5]：使用地理方法解决问题
[^6]：ArcNews，2014 年。 州长 O’Malley 呼吁建立成果导向型政府
[^7]：Saligoe-Simmel、Jill 和 Maria Jordan，2024 年。 跨越界限的合作：地理空间协作 GIS 应用。 Esri Press。
[^8]：Harder、Christian 和 Clint Brown，2017 年。 ArcGIS 手册：关于应用地理科学的 10 个重要观点，Esri Press。
[^9]：美国土木工程师协会 (ASCE)，2021 年。 不作为的代价：基础设施系统现状投资的经济影响 https://www.infrastructurereportcard.org/wp-content/uploads/2021/01/FTA_Econ_Impacts_Status_Quo.pdf