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美*高度重视空间大数据的开发和运用，把快速的太空态势感知和高效的空间大数据应用视为控制太空、夺取制天权的关键。为此，美*通过建立和完善太空态势监视系统，持续深化空间大数据应用研究，相继出台了一系列应对大数据挑战的对策措施，这对我*的建设发展以及未来联合作战指挥具有重要借鉴和参考价值。
美国著名统计学家、质量管理先驱爱德华·戴明（Edwards?Deming）有这样一句名言：“除了上帝，任何人都必须用数据来说话”。自上世纪60年代开始，美*在信息系统互联互通建设中逐步认识到数据共享和集成管理对系统一体建设的重要性，在实践中投入大量人力物力进行专项数据开发建设，于年最早提出了“大数据”及相关概念。自年的伊拉克战争开始，美*不断在实战中探索“大数据”的具体运用：OODA（观察—调整—决策—行动）过程中，美*广泛使用多种侦察手段和力量，充分发挥作战数据带来的信息优势，形成了陆、海、空、天、网“五位一体”，发发射器、传感器、处理器和数据链“三器一链”的侦察预警体系，为美*提供了源源不断的空间“大数据”，为其在作战中提供了及时、可靠、精确的战场情报信息。
美*对空间大数据的实践应用
美*《太空作战条令》指出，精确的太空态势感知是控制太空、掌握制天权的前提，高效的空间大数据应用是控制太空、掌握制天权的关键。为此，美*投入高额*费建立了体系完善的太空态势监视系统（SpaceSituationAwarenessSystem,SSA），该系统主要由地基主动式红外激光测控雷达和分布式相控阵雷达、光电深空望远镜和天基空间目标监视系统等组成。美*利用太空态势监视系统（SSA）提供的空间大数据信息监控本国太空系统的性能及运行情况，编制太空作战行动序列，进行综合任务规划、处理、融合、分析并编目归档；对所有太空目标和系统进行跟踪监视，发布敌方卫星过顶预警，更新卫星轨道数据，监控太空碎片和太空环境、监测太阳内外部活动，对小行星撞击地球等灾难进行预警。除此之外，美国*府还组建了以地理信息系统（GIS）、遥感系统（RS）和全球卫星定位系统（GPS）等为核心组成的灾害预警系统，对可能发生的地震、山洪、干旱、内涝、龙卷风等自然灾害进行及时、准确的监测和预测。在“海王星之矛”行动中，美国中情局就是通过分析大数据量的高分辨率侦察卫星照片，准确掌握了本·拉登的住宅及其周边建筑的具体细节，并通过等比例模拟进行原景复原，供特战队员实战训练，从而一举击毙本·拉登。
空间大数据给美*带来的困难和挑战
空间大数据作为一种战略资源，在美*近几场局部战争和非战争*事行动中提供了及时准确的情报，但是也给各级指挥系统不同程度地带来相应的困扰和挑战。在以上诸多行动中，空间大数据带给美*的主要困难在于海量数据的安全存储、快速检索、分析关联、共享推送以及可视化决策等方面，其挑战在于难以用当前开发的数据库管理工具来驾驭。
空间大数据的体量爆炸性增长
遂行*事行动过程中，美*各级指挥机构及作战部（分）队通过相应终端设备可以得到5种渠道的战场数据支持，即：①国家情报系统所提供的战略战役及部分战术情报数据；②远程侦察监视系统（空中预警机、无人侦察机、海上移动侦测单元等）自动传送的数据；③蓝*跟踪系统自动报告的数据；④相关决策支持数据库的分析报告数据；⑤地理信息系统、全球资源系统、导航定位系统及其它保障系统产生的数据。以上5种渠道所提供的情报形式多种多样，包括卫星图像、电子信号、移动目标数据及全动态视频。除以上情报外，美*还大量采集商业和民用数据，包括使用“数字地球”和“地球眼”的卫星图像，利用“谷歌地球（GoogleEarth）”和民用航拍工具提供的数字产品等。这种多样化、类型异构的信息供给带来的最直接结果是数据体量的爆炸性增长。因此，美*各级指挥控制机构通过多种渠道所获得的数据已经无法再用最常用的G和T为单位来衡量，而是要以P（个T）或E（个Ｐ）为计量单位。
空间大数据的高速传输和全寿命存储压力巨大
在全球信息栅格等基础设施的支撑下，美*以光纤干线为主的网络传输能力已达到空前水平。但是，由多种侦察卫星组成的太空态势监视系统以及无人机、激光雷达等*事测绘传感器每天采集大量的地理数据、影像和空间情报，其访问和交付的可用性面临重大挑战，海量的空间大数据往往在重要关头、关键节点堵塞网站端口，使得指挥官和参谋人员因信息过剩而陷入信息的一片汪洋，收集到的空间大数据无法及时转变成为明晰易懂的报告和指令，因此严重影响指挥效能。
空间大数据与通用情报融合的难度巨大
空间大数据是包含着空间内各类物体及其相对地球表面的位置、形状和方向的结构化数据，这些数据来自不同的传感器（光学侦察卫星、雷达侦察卫星、航空飞行器、无人机、地面监视设备等），其格式繁杂、数据量庞大，分析处理费时费力，严重制约着通用情报的融合。要基于网络框架将空间数据、情报信息和相关音视频资料实现融合共享，就要求各类数据在时间参考框架、地理空间位置、以及相应的量测度量标准上必须保持一致。因此需要统一各类地理空间位置、时间参考框架、量测方法和度量标准以及协同框架等，除此之外，还需要为所有作战层次上的武器装备或火力单元提供统一的时间、空间与协同基准，要将如此多的系统统一融合在一起，是一项复杂的系统工程。
现有数据存储架构无法满足快速决策要求
据不完全统计，全球范围内“结构化”数据仅占总数据量的20%，而“非结构化数据”或“半结构化”的数据却高达80%。近年来，随着基于网络的数据服务从单一的文字形式转向图片、语音和视频等多媒体形式，促使数据量的几何级增长。在这种情况下，当前美*所依托的数据仓库架构不仅仅要处理、存储“结构化”数据，还要应对各类文档、文本、报表、可扩展标记语言（XML）、超文本标记语言（HTML）以及图片、音视频等“非结构化数据”，其数据读取和处理效率越来越低。因为需要处理的数据量巨大，而且需要耗费大量时间进行搜索，美*各类指挥信息系统因数据超载、无法及时响应而给相关指挥控制人员带来无法解决的压力和困难。实际上，美*各级侦察机构千方百计收集来的数据中有相当一部分从来就没有派上过用场，这些数据未经分析就被搁置一旁。其原因在于地理空间数据、图片和影像、音视频等富媒体数据无法用二维数据结构来表达，以现有的技术架构应用于大数据量的富媒体数据时检索异常缓慢，根本无法满足当前“秒杀”时代的决策要求。
美*应对空间大数据挑战的主要策略
美*认识到，格式多样且分布在网络各个层面的空间大数据实际上是指挥控制系统的核心资产，但其规模和复杂度超出了美*当前的技术处理能力。因此，如何增强空间大数据存储和处理能力，如何实时快速地搜索空间大数据，如何从复杂的空间大数据集合中获取决策知识，是应对空间大数据挑战的首要目标。
明确战略研发目标，展开技术验证演习
天文学和气象科学中的星体轨道数据、遥感数据、卫星云图等在空间大数据概念出现以前就早已满足如今对大数据所界定的规模性（Volume）、多样性（Variety）和多变性（Variability）等特点。美*针对空间大数据的发展趋势，结合自身实际，制定了明确的发展目标，并开展空间大数据先进概念技术验证演习。其主要目的体现在两个方面：一方面，创新大数据使用方式，通过感知、认知和决策支持等技术的融合开发，研制出能够独立完成信息检索并做出决策的自主决策支持系统，实现信息获取优势向自主决策优势的转变；另一方面，在提升目标信息获取能力的同时，大幅度（成百倍）提升分析人员从世界任意语言文字资料中提取信息的能力，通过提高数据分析人员的环境与态势感知能力，增强对作战任务和指挥流程的支持。
及时制定发展计划，组织多类项目研发
针对大数据革命带来的机遇与挑战，美国制定并发布了《大数据研究和发展计划》和《大数据：把握机遇，守护价值》白皮书，美国国防部每年投入2.5亿美元资助相关“大数据”项目研发，主要项目有：①多尺度异常检测（ADAMS）项目，旨在解决大规模数据集的异常检测和特征问题；②网络内部威胁（CINDER）项目，通过开发新方法来检测*事计算机网络与网络间谍活动；③洞悉（Insight）项目，旨在自动确定网络威胁和非传统战争，用以改善当前情报、监视与侦察系统存在的问题；④阅读机（MachineReading）项目，旨在实现人工智能应用，而无须依赖专家；⑤想象力（Mind’sEye）项目，旨在为机器建立视觉的智能；⑥“面向任务的弹性云”（Mission-orientedResilientClouds）项目，旨在开发监测、诊断和应对网络攻击的技术，解决云计算的安全挑战；⑦加密数据的编程计算（PROCEED）项目，旨在对传输中数据进行加密，确保数据安全；⑧视频、图像的检索和分析工具（VIRAT）项目，旨在研发对分析人员收集的数据进行大规模*事图像分析的系统；⑨XDATA项目，旨在通过可伸缩算法等核心技术开发半结构化和非结构化大数据分析的计算技术和软件工具；⑩可视化和数据分析卓越中心（CVADA）项目，旨在通过对大量的异构数据的关联分析研究，能够及时发现并避免人为的或自然灾害、恐怖事件等。
组建大数据中心，推动数据决策支持应用
空间大数据技术应用的基础和应用对象是空间大数据。为推动空间大数据的应用，美国国家安全局（NSA）投资20亿美元在犹他州盐湖县建造了一座世界最大的情报数据中心，官方称之为犹他数据中心，也是美*情报界的第一个网络情报中心。犹他数据中心自年1月开始动工，年9月竣工并投入使用，其服务对象是国家安全局，主要用于存储来自于太空侦察、无人机（船、潜航器）、海外侦察基地（站点）、以及遍布全美电信设施的监控中心的海量情报数据，并实时对情报“大数据”进行筛选过滤、检索处理、关联分析和信息融合，源源不断地向美国*府和国防部提供各类有价值的情报，企图通过大数据关联分析推动数据决策支持应用，为确保国家和*队安全提供支撑。
拓展情报获取手段，提升大数据处理水平
随着信息化程度的日益提高，美*为其装备和人员配备了众多传感器与通信设备，此举在带来高效便捷的同时也不可避免地造成数据量越来越大，数据增长的速度远远超越了人与机器的处理能力。由于各类传感器的数据格式不统一，如何迅速高效地对其采集数据进行应用分析，把不同类型、多种来源的异构信息关联在一起，从中挑选出能够支撑决策的有用信息对情报人员来讲是其面临的一大技术难题。因此，美*加强技术研发，期望以此提升大数据处理水平。
目前，美国中央情报局借助社会力量正在研发一种能够实时抓取“谷歌地球”图像，然后把基本信息、目标指示、直观影像和动态视频等情报进行整合的大数据处理工具；美国海*以及海*陆战队也在开发基于“语义维基”的大数据分析方法，该方法使用语义Web技术搜索视频、视频流、情报报告以及卫星影像等。美国国防部则更注重一种称作“防务情报信息企业系统（DI2E）”的云系统，该系统综合利用多种空间大数据技术从众多传感器和数据库中收集、处理、分析数据，进而抽取相关决策信息，以提高情报、监视与侦察（ISR）的效率。
投资优先发展项目，力图实现“决策优势”
美国国防部科学技术执行委员会于年发布了《～年国防部科学技术投资优先项目》，《项目》总计列出了54项综合需求表单，其中7项被列为战略投资优先发展项目。在7项优先发展项目中，“从数据到决策”排的第一位，这也从侧面反映出美*解决数据过载，提高数据分析自动化、智能化水平，提供知识服务，缩短决策周期等问题的重要性和紧迫性。为此，美*地理空间部门按照国防部和国家情报总监提出的面向服务的体系结构（SOA）要求，瞄准虚拟存储技术，着力解决空间大数据的传输、存储和决策服务问题，并专门制定了地理空间信息云计算战略，其目标是以更短的响应时间，提供更快、更好和更有用的地理空间信息和影像服务。5年之后，即从年至年美国所公布的《优先项目》中却没有再出现“从数据到决策”的相关内容，并且美国*府计划将目前的个数据中心削减至个以下。专家分析认为美*已经完成了原始的数据积累，正在从“数据优势”向“信息优势”再到“决策优势”的阶段转换。
太空是未来战场的“高边疆”，空间大数据技术将是影响未来战争胜负的战略工程，随着我*信息化建设进程的发展，应对空间大数据所带来的挑战将不可避免，我们必须紧跟大数据时代的步伐，积极开展空间大数据技术研发，牢牢掌握“数据主权”，以确保国家安全。
光明*事授权转载
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