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刘纪平，张福浩，董春，等．政务空间信息决策研究综述［Ｊ］．测绘科学，２０１９，４４（６）：２２２-２２９，２４７．

正文

随着地球空间信息技术的发展和地理信息的广泛应用，地理空间信息日渐成为社会发展的战略性资源，并引起了各行业的广泛关注[1-3]。空间信息决策通过对海量地理空间信息的深度挖掘与多维剖析，面向知识内容和解决方案的决策分析，可以主动感知用户的需求变化。面对海量的地理空间信息，关键在于如何为业务部门寻找其感兴趣的信息，实现智能化服务。自20世纪70年代决策支持系统提出以来，很多学者纷纷研究决策支持理论和方法，通过多学科交叉、新技术集成创新，解决了很多领域的决策问题。中国测绘科学研究院自1998年起，以服务国务院为核心，建立面向专业部门和地方政府的空间辅助决策应用服务体系，为各级政府办公决策提供空间信息保障。决策支持理论从传统决策支持系统以模型库系统为基础，结合定量分析，从而进行辅助决策，逐步发展到结合信息技术、管理学、人工智能、地理信息技术等综合决策支持系统[4]。随着决策支持理论和应用的逐步深入，与地理信息技术相结合就产生了空间信息决策。

空间信息决策是政务服务建设的基础，通过空间信息决策，可以比较准确地掌握政府服务和管理的变化动态，发现公众新需求，有效支持决策科学化、治理精准化、商事服务便捷化和安全保障高效化，为智慧政府建设提供坚实基础[5-7]。地理空间信息作为国家基础性、战略性的信息资源，不仅是电子政务不可或缺的重要组成部分，同时也是政务信息的重要载体，是电子政务资源整合的基础框架，能最大限度地满足面向电子政务地理信息服务对政务信息与地理信息的集成管理、检索、分析与服务的要求[8]。政府精细化管理与决策离不开地理空间大数据和空间信息决策相关技术的支撑。政务地理空间大数据技术已成为各级政府部门进行业务管理和宏观分析决策的有力工具。

本文围绕我国服务型政府建设与国家精细治理的需求，全面综述了面向政务服务的空间信息决策研究的相关进展，阐述了空间信息决策的内涵与特征，从政务空间信息资源整合、决策分析、决策可视化、决策服务等方面分析了政务空间信息决策的研究进展，介绍了我国在政务信息决策服务的3个应用系统，最后对政务空间信息决策的发展趋势作出展望，并对全文进行总结。

1.1内涵

空间信息决策的核心是决策，是地理信息系统和决策支持系统的有机结合。决策本身是一个管理学术语，强调的是信息搜集、加工，最后做出判断、得出结论的过程。

决策学是一门综合性的学科，至今仍然在不断的发展与完善。面向政务服务的空间信息决策是围绕政府协同治理和综合监管[9]，以运筹学、管理学为基础，以决策主题为重心，结合自然语言处理技术、计算机技术、地理信息技术、人工智能处理技术等多种技术手段，综合利用各种空间数据、政务数据，建立决策主题相关的规则库、知识库、模型库、方法库，以分析挖掘出空间数据中隐含的空间关系、空间分布以及决策知识等，并通过更加直观的图形、表格、文字的形式表达，为政府部门决策者解决半结构化或非结构化决策问题，空间信息决策内涵如图1所示。面向政务服务的空间信息决策研究对象是政务地理空间信息，不仅支持复杂的多层次的模型体系，还可以解决结构化较差的空间决策问题[10]。面向政务服务的空间信息决策直接融合了政务地理空间数据的空间关系，能充分利用空间数据的现势性特点，提供的决策信息将更加符合客观规律。

图1空间信息决策内涵

1.2特征

面向政务服务的空间信息决策通过引入空间数据、时空分析，具备了对复杂空间问题的求解和决策能力，其特征主要体现在以下几个方面：

1）空间数据既是政务信息的载体，也是空间决策的重要数据源，需要与政务信息集成整合。政务空间信息决策中，人口、交通、行政区划、居民地、生态环境、社会经济、自然资源等空间信息在政府宏观决策中起着重要的作用，不仅可以用于地图展现和快速查询，也是时空分析的前提，同时还是可视化分析结果输出不可缺少的信息资源。

2）时空分析是重要决策工具。政务空间信息决策的方式通常是在统一地理环境中协同分析多部门数据，大量的时空分析功能（如邻接、穿越、叠加、缓冲区、空间插值等）得到频繁应用[11]，是快速发现规律、支持辅助决策的重要工具。

3）支持解决半结构化或非结构化决策问题，政务空间信息决策是一个涉及多目标和多约束条件的复杂过程，往往含有大量的不确定因素的半结构化或非结构化决策问题[12]，通常不能简单地通过描述性知识和程式化知识进行解决，只能综合地使用信息、领域专家知识，反复人机交互模拟决策者的智慧和判断，完成部分地描述与求解。

国家重大战略决策、政务业务办公、国家电子政务建设都离不开地理空间大数据和基于地理空间大数据分析成果的支持。政务空间信息决策面向政府部门日常决策和应急决策需求，基于政务信息资源和空间数据，依托空间分析和数据挖掘技术，实现海量政务数据的分析处理，为辅助领导决策、优化营商环境和改进政务服务流程提供支持。面向政务服务辅助决策需求，重点介绍政务空间信息资源整合、决策分析、决策可视化、决策服务等方面的研究进展。

2.1政务空间信息资源整合

目前，关于政务空间信息资源的整合多以理论研究为主，相关学者提出了基于语义层面的数据整合、基于本体的信息资源整合、分类型数据整合、碎片化数据整合等[13-15][18-19]。可以看出，政务空间信息整合虽然在一定程度上改善了政务信息孤立存储、相互隔离的状况，在理论研究上取得了一定的进展，但依然面临着政务业务自治与碎片化条件下的多源信息资源智能聚合的挑战，政务空间数据的多维动态整合技术是未来研究的难点。

2.2政务空间信息决策分析

基于空间参考框架进行政务数据的空间化及地理空间数据整合，政务数据就具有了显式的空间属性，具备了对政务相关对象进行空间定位、空间分析和空间决策的条件。通过大数据、人工智能、机器学习和深度学习等技术，融合网络分析、缓冲区分析、统计分析、缓冲区分析等空间分析技术，探索分析对象在时空上的关联、趋势和分布格局，科学实现选址分析、空间规划、空气质量监测、空间规划、房价预测、地理国情统计等，从而以最大程度辅助决策者做出正确决策。

文献[20]利用Voronoi图建立变电站选址模型，充分考虑了负荷密度与变电站容量分布不均衡的情况，通过空间叠加分析进行变电站的承载力分析。文献[21]采用空间插值、地理加权回归等方法，分析浓度的时空趋势，提升时空样本数量不足时的浓度估算精度。文献[22]从空间分析的角度评估城市公共服务的分配评估方法是否公平或在何种程度上是公平的重要性。文献[23]分析了人口分布研究与社区结构分析之间的联系，为产业发展和城市规划提供参考。文献[24]分析不同地区房价增长模式及差异，为推进住房供给侧改革，促进社会空间的健康可持续发展提供支持。文献[25]总结了地理国情大数据统计分析的技术框架及关键技术，探讨了解决地理国情大数据集成管理、高效统计计算、深度挖掘分析与多样化服务的核心技术体系，为全国与地方开展地理国情大数据的统计分析和服务工作提供关键技术支撑。

2.3政务空间信息决策可视化

政务信息是政务决策的重要依据，但政务数据通常包罗万象，纷繁众多。如何在有限的时间和空间内，向数据的阅读者有效地传送最丰富的信息是政务决策活动中的主要要求。相对于文字和报表形式，基于空间数据可视化的政务数据图形化表达具有直观性、概括性、科学性的特点，各类政务数据可在专题地图和统计地图的图面上按照不同的概括程度进行展示，为领导决策提供可视化信息服务。

文献[26]阐述了关于大数据的特写视图，包括大数据应用，大数据机遇和挑战，以及我们目前用于处理大数据问题的最先进技术和技术。文献[27]是探讨大数据的使用是否能有效减少医疗保健问题。文献[28]提出并总结了政务地理空间大数据的可视化方式，阐述了网格分析、聚类分析、时空立方体、文本可视化、图可视化等方法的应用。文献[29]以基础测绘数据为基础，以可视化表达为核心，从空间尺度、表现层次、综合取舍等方面，通过政务电子地图的方式展示政务数据，在政府宏观决策和城市应急管理等方面得到良好的应用。综上所述，政务空间数据可视化在理论架构、可视化技术、方法等方面均得到了深入的研究，政务数据的多维、动态可视化是进一步的研究方向。

2.4政务空间信息决策服务

电子政务是地理信息学科中空间信息决策等方向发挥作用的主要应用领域。当前，政务空间信息决策服务向着知识化与主动化空间决策服务方向发展。在环境保护与治理、资源利用与开发、以及地质灾害风险评估方面提供了良好的决策服务基础，起到了不可或缺的作用。

政务地理空间大数据智能检索和推送技术是政府信息资源整合的重要组成部分。通过用户的浏览习惯、查询历史、访问记录，可以综合利用机器学习和统计的方法进行学习预测，包含聚类模型、潜在语义模型、关联规则、深度学习等方法[30-33]

电子政务是衡量国家管理与决策能力的重要标志。本世纪以来，政府精细化管理对地理信息的需求日益旺盛，国家逐渐加大对政务空间信息管理、分析、服务等方面的投入，研制了一批一体化、协同式的政务服务空间信息决策系统，提高了政务空间信息决策服务的水平。

3.1电子政务空间辅助决策系统

随着社会的发展、互联网与政务的深度融合，电子政务越来越成为政府办公、决策支撑、服务民众的重要平台。电子政务空间辅助决策针对数据分割、业务分散、决策分析能力不足等问题，整合海量、多源异构政务信息，构建多源合一的国家政务信息资源动态数据库。电子政务空间辅助决策提出政务地理信息深度分析技术，通过时空格局精细分析与决策模型挖掘多源政务数据背后的深层知识，为我国提供了数据集中、信息完整、综合分析一体的“国家-部门-地方”多层次、协同式空间辅助决策服务。图2（a）、图2（b）展示的分别是电子政务空间辅助决策系统中的法人单位信息与空间信息集成和水资源动态监测。

（a）法人单位信息与空间信息集成

（b）水资源动态监测

图2电子政务空间辅助决策系统

3.2互联网地理信息融合分析与安全监管系统

面向互联网地理信息形态复杂、更新频繁、内容海量、交互密集等问题，互联网地理信息融合分析与安全监管系统系统性地提出了互联网泛在地理信息的分类体系、判别模型及地图网站识别方法，能够更好的实现深网地理信息发现获取、泛在地理信息清洗与要素级聚合。并通过跨网络、多网站异构地理信息一致化处理、地理同名实体自动匹配、碎片化数据的实体级整合，实现了跨网络、多网站异构地理信息一致化处理。构建了从互联网地理数据发现获取、清洗聚合、协同分析及联动监管的一体化互联网地理信息安全监管平台，面向互联网地理信息常态化探测发现、态势分析与安全监管服务提供技术保障和决策支撑。图3（a）、图3（b）展示的分别是互联网地理信息统合分析与安全监管系统中的网络地理信息自动获取和地图自动清洗识别。

（a）网络地理信息自动获取

（b）地图自动清洗识别

图3互联网地理信息融合分析与安全监管系统

3.3地理国情统计分析系统

地理国情统计分析是地理国情普查与监测工作的重要组成部分，是地理国情要素向地理国情信息转化和提升的重要工具，主要是进行统计分析其变化量、变化频率、分布特征、地域差异、变化趋势等。地理国情统计分析系统以全国地理国情成果数据库和统计分析成果数据库为基础，实现了按单元、按区域、按指标的地理国情数据和统计分析成果查询、检索和展示。支持地理国情统计结果分析、服务发布与成果输出、统计查询与专题展示、大数据挖掘分析、实时统计计算、二次开发，突破了地理国情要素三维空间地表精准建模、高效密集计算和基于多种地理单元的统计结果交叉校核方法，解决了大范围区域地表面积精确统计、统计分析并行计算等难题。统计分析成果揭示了经济社会发展与自然资源环境的内在联系和演变规律，为科学管理决策提供可靠依据。图4展示的分别是地理国情统计分析系统中的2015年长江干流某段0.5、1、10km缓冲区生态地表覆盖图。"

图4长江干流某段0.5、1、10km缓冲区生态地表覆盖图

政务空间决策随着大数据技术、互联网技术、传感技术、位置服务技术以及云计算、虚拟现实、人工智能等技术的发展与应用。地理空间决策数据的获取手段的增加、传播效率、应用部署方式、服务模式、数据生产与处理方法的进步；分析模型构建的更加复杂、精准；可视化技术展示更加直观和真实；知识库的建立和知识系统的完善使得决策更加符合逻辑和规律；未来这些技术和方法的发展将给政务空间信息决策带来革命性的进步。同时目标用户等随之发生了前所未有的变化，公众参与国家政务的积极性增加[38]；政务空间信息决策与政务业务需求的一体化融合，对政务服务和空间信息决策提出了更高的要求。政务空间信息决策发展趋势如图5。

图5政务空间信息决策发展趋势

4.1政务信息与地理空间信息深度融合

[39]。建立政务信息不一致性分类、形式化描述及判别准则，对海量政务信息进行统一格式、统一时空基准和空间化处理，并在此基础上进行地理位置的发现、匹配关联与精准化，最终实现政务信息和地理空间信息的深度融合。

4.2政务空间信息决策模型聚合管理

政务空间决策往往需要分析多维度、多学科、结构异质的地理空间数据和政务大数据，同时要在复杂多系统情况下做出判断。这往往需要融合多部门、多学科的知识构建新的模型。传统模型构建方法是重新采集数据、模拟、仿真推演新的模型，这种方式浪费人力物力，建模工作复杂。模型聚合管理是将众多单一模型按照一定结构形式组织起来，通过模型库对模型进行有效的管理和使用，实现模型的组合重构，如结合地理信息系统（geographicinformationsystem，GIS）分析和建筑信息模型（buildinginformationmodeling，BIM）建模对建筑物进行管理[40]。这种组织结构便于对模型进行有效管理和使用，提高多模型的组合辅助决策能力。

4.3政务空间信息决策需要全息化表达

全息可交互的可视化分析不仅能够呈现政务大数据在空间上的分布、趋势，并且细节表达丰富，呈现更加直观真实。在政务空间信息决策中，大体量和高维度数据会使数据可视化变得困难，增加决策风险。数据的全息化表达可以帮助人们快速、轻松地观察到数据中难以被其他方式所揭示的知识。空间信息的全息化表达的信息更加全面，多层次、多粒度、全方位展示空间位置本身及其各种关联关系。涵盖了以位置为基础的人与人、人与物、物与物的直接关联与蕴含信息，各相关信息的语义位置关系更加明确和一致，排除数据的模糊不对称性干扰，降低决策风险。

4.4政务空间信息知识与智慧决策

主动式、知识化空间决策分析是空间信息科学、决策支持、智能辅助决策技术融合和发展的必然产物，也是复杂领域空间决策问题解决的必然要求。在将来，空间决策分析应用的领域越来越广，难度越来越大，层次越来越复杂，更加需要决策分析知识化、智能化和个性化。知识化、个性化、智能型空间决策分析的需求带动空间信息决策由以往的数据管理、空间分析为主要功能向知识管理、智能分析转变，由数据驱动向知识和模型协同驱动转变，由定量模型分析向基于知识的智能决策方法转变，由僵硬固定的决策过程向灵活个性的决策过程转变，由地理空间信息分析应用向结合自然、社科等多领域空间决策分析应用转变。

4.5政务空间信息跨部门-跨系统-跨业务协同决策

政务空间信息服务面向国家、部委、地方等多个部门，各部门间政务空间信息系统功能差异大，服务组织、机构、个人等不同对象，涉及机构广泛，应用场景复杂。要从应用需求出发，以服务为导向，通过推进技术集成、业务创新、数据融合，实现政务空间信息的跨层级、跨领域、跨系统、跨部门、跨业务的协同决策和服务。利用互联网扁平化、交互式、敏捷性、共享性优势，实现云端智能和敏捷数据智能，提升政务空间信息决策的技术能力和服务水平。

面向政务服务的空间信息决策技术不成熟、偏低，效率低，仍有很大的发展空间，有待探索、研究的问题还很多。本文总结了近年来在面向政务服务的空间信息决策方面研究，阐述了政务空间信息决策的内涵及特点，对政务空间信息资源整合、决策分析、决策可视化、决策服务涉及的理论问题、关键技术、发展趋势等方面作了分析和展望，并指出了政务空间信息决策与政务业务需求、决策模型聚合管理、决策全息可视化技术、知识化、智慧化个性化决策方式、跨部门-跨系统-跨业务协同决策服务等面临的挑战及发展趋势，以期推动空间信息决策技术的进步，扩展在政务服务方面的应用。

参考文献（略）

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