基于PDCA循环的地理空间情报流程研究

李晴晴 张 慧 寇静行

(地理信息工程国家重点实验室 北京 100088)

0 引 言

随着信息技术及作战理念的不断发展,地理空间情报在国家安全政策制定、军事作战、国土防护、应对地区冲突、反恐作战及灾害救援等领域发挥着越来越重要的作用[1]。美军研究表明,80%以上的战场环境信息与地理空间位置有关,这也决定了地理空间情报具有极大发展空间[2]。地理空间情报的重要功能是提供及时、准确、满足用户情报需求的地理空间情报产品,为决策提供支持,实现这一功能需科学、合理的情报流程作为保障。对地理空间情报而言,情报需求对决策环境变化的反应十分敏感,由于决策环境、决策者认知等变动因素的影响,实践中往往存在需求、产品与决策脱节的现象。因此,对地理空间情报运行体系进行分析管理,将变化要素融入情报流程,合理确定各要素位置及作用,建立持续改进的情报流程理论模型对指导情报生产具有重要意义。

1 相关概念及研究综述

地理空间情报(Geospatial Intelligence,GEOINT),是指对影像、地理空间信息进行研究和分析,用来描述、评估及可视化地球上自然要素及与地理位置相关的活动[3]。GEOINT是现代信息战的基础,对战场联合作战及信息化武器装备的使用起着重要作用,主要体现在三个方面:一是为作战筹划提供战场地理环境感知,获得战场信息优势;二是为武器装备平台提供定位数据,支撑精确打击能力;三是提供实时战场态势进展,为决策者提供情报支持。其整体架构由地理空间情报资料、地理空间情报手段、地理空间情报产品生产过程和地理空间情报产品组成[4]。实时、准确、高效的地理空间情报生产能力逐渐成为现代化军事作战能力的重要组成部分。

随着地理空间情报地位提升及重要性逐步凸显,对其情报产品质量及体系运行效率也提出了更高要求,系统、规范的地理空间情报流程模型可有效指导地理空间情报生产,使生产及管理过程更加科学化。目前国内对地理空间情报的研究主要集中在外军地理空间情报体系研究[5-7]、地理空间情报作用及发展趋势研究[8-11]和地理空间情报技术手段研究[12-16]等方面,对于地理空间情报流程的研究关注较少。

情报流程是对情报活动的提炼与总结,为情报活动有序开展提供保障。它规定了情报活动的基本环节、运行模型等方面[17]。高效运行、运转顺畅的情报流程是情报活动正常开展的前提和基础[18]。情报流程与情报体系运行效率和情报产品的质量紧密相关,情报流程的制定有助于情报活动的科学化和规范化[19]。关于情报流程的研究,谢尔曼·肯特[20]提出发现问题-分析问题-资料搜集-资料评估-假设验证-产品上报的线性推进模型,奠定了情报工作的基本思路与指导思想。周期模型在线性推进模型基础上发展而来,其中John Gentry[21]的“8”字形情报周期模型、Lownthal[22]的多层情报周期模型较为典型,对线性推进模型中情报用户与生产者脱节的问题及情报活动很少能在一个周期内完成的情况进行了修正与改进。Clark[23]提出“以目标为中心”的情报模型,情报各环节可充分互动,进一步改进了情报周期模型中信息共享不充分的问题。网络拓扑结构模型[2]则将地理空间情报生产流程分为需求管理-发现检索-搜集、获取-加工、开发-分析、生产及可视化-增值-分发、存储7个阶段,流程内容更加详细,可反映情报要素之间复杂、多重的互动关系。

上述成果对本论文情报流程理论模型构建提供了一定的借鉴意义,但是以往流程模型有的割裂了情报活动参与者之间的整体关系,有的未将决策环境及决策者认知对情报需求的影响纳入考虑,忽略了情报需求的动态变化对整个情报流程的影响。而地理空间情报体系运行是根据情报需求制定计划、进行情报生产、检查情报质量并对情报进行改进增值的过程。由于变动因素影响,其运行体系处于不断发展变化的动态过程中。这一系列活动与PDCA循环(Plan计划-Do实施-Check检查-Action处理,是质量管理的思想基础和方法依据,最初用于生产过程管理,后因其逻辑严谨、操作便捷等特点广泛应用于生产质量管理及生产体系运行效率提升方面[24])的步骤及循环过程中大环套小环、小环促大环、推进大循环和循环螺旋式上升、阶梯式进步、多重循环反馈的特点不谋而合。

基于此,本文提出将PDCA循环理念运用于地理空间情报流程研究的思路,建立情报流程模型。旨在实现决策环境、决策者、情报需求与情报工作之间的深层交流,推动体系运行过程中的经验、标准及有效信息积累流动,促进情报流程持续优化。

2 基于PDCA循环的地理空间情报流程模型构建及分析

基于PDCA循环的地理空间情报流程模型,见图1。将情报流程划分为需求明确、情报计划、情报生产、情报检查和情报增值五个阶段,通过标准化、模块化的情报流程管理,达到提高地理空间情报服务质量及生产体系运行效率的目的。

图1 基于PDCA循环的地理空间情报流程模型

2.1 情报需求明确阶段

情报需求明确阶段是基于PDCA循环的地理空间情报流程模型的中心环节,是开展后续情报工作的起点,该阶段经历了需求产生-需求分析-需求明确的转化,见图2。

图2 需求明确阶段转化模型

地理空间情报体系运行之初,决策者/用户根据所处的决策环境提出决策问题;需求分析人员对决策问题中的决策需求进行分析,为更好了解决策者/用户需求并合理安排情报生产力,避免在后续工作中将过多情报生产力量配置到次要需求忽略主要需求,需对决策需求进行分解并划分重要程度,制定需求方案;决策者/用户根据对决策环境的分析与感知对需求方案提出反馈意见,通过不断循环修正确定情报需求内容和主次优先顺序,明确所需的地理空间情报产品及数据类型。

其中,决策环境是影响决策生成、执行及调整的一系列重要变量的总和,决策环境的变动与调整不可避免的影响情报需求[25]。随着国际形势、国家政策、经济环境、自然要素及事态发展趋势等要素的变化,决策环境也在发生变化,决策者/用户感知决策环境变化而调整决策问题。因此,需求分析人员要及时分析最新需求,明确需求方案,及时进行情报需求更新,以支持情报体系有效运行。

2.2 情报计划阶段

在计划阶段,需对现有情报资源进行分析,依据可用资源及情报需求拟定生产计划。以此确定资源配置、搜集方法、情报分析、情报检查及生产管理措施,做好前期准备工作,主要包括分析情报空白、制定地理空间情报生产计划两个步骤。

2.2.1分析情报空白

在制定情报生产计划前需先了解现有情报情况,根据情报需求内容与范围检查现有资料、数据库、地理空间情报数据信息,评估现有资料可用性,准确掌握已知情况,整理收集有效资料并进行情报空白分析。若已有资料可满足用户需求,则越过情报搜集直接进入后续处理分析环节;若存在情报空白,则根据空白情报缺失情况将其分为关键空白和非关键空白,非关键空白可依据现有情报搜集力量进行信息搜集,关键空白需对情报搜集力量进行重点分配,制定详细的情报空白需求、情报搜集计划及情报搜集人员安排,以快速获取关键信息,弥补情报空白。

若在明确情报需求后未进行情报空白分析直接将精力放在后续情报工作上,会导致已有的资料重复搜集,浪费人力物力,影响情报体系运行效率。

2.2.2制定地理空间情报生产计划

根据情报需求、情报空白情况和情报需求重要程度,明确情报搜集、情报处理、情报分析生产及检查增值阶段的任务目标和资源配置,指定相应管理人员进行情报生产过程的跟踪评估反馈,制定地理空间情报生产计划表,见表1。

表1 地理空间情报生产计划表

2.3 情报生产阶段

地理空间情报生产阶段是从情报需求到情报产品的转化阶段,通过对计划阶段内容进行实施,使地理空间情报生产人员及管理人员了解目标情况、情报需求及生产质量要求,明确重点生产内容。该阶段情报流程主要包括地理空间情报搜集、情报处理、情报分析和生产、情报分发等过程,实现了外部数据-地理空间数据-地理空间信息-地理空间情报产品的转化,流程模型见图3。

图3 情报生产阶段流程模型

2.3.1地理空间情报搜集

地理空间情报搜集是根据情报需求和情报计划,通过情报搜集手段获取地理空间情报数据的过程。地理空间情报搜集手段主要包括人力情报搜集和技术搜集。人力情报搜集方面,主要通过情报员进行秘密或公开的情报搜集行动,以获取对方重要军事设施、指挥机构及行动进展等关键信息。比如,根据获取的影像可识别其中的建筑物,但是很难根据影像直接判断出哪所建筑为指挥机构所在地,此时需要用到情报员所提供的情报信息。技术搜集方面,主要依托技术搜集平台通过侦察装备或者航空侦察、航天侦察及网络侦察等技术侦察手段获取遥感信息、基础地理空间数据、情报数据等多源数据。

目前常见的地理空间情报技术搜集平台有航空侦察平台、航天侦察平台、陆基平台、水域采集平台等,各平台地理空间情报侦察工具及特点见表2。

表2 地理空间情报技术搜集平台侦察工具及特点

2.3.2地理空间情报处理

地理空间情报处理阶段是衔接地理空间情报搜集与地理空间情报分析的重要阶段,也是将地理空间数据转化为地理空间信息的关键步骤。通过搜集手段获取的大量地理空间数据并未达到可直接使用的程度,需要对搜集到的情报数据进行处理,将其加工成适合情报生产的形式,主要包括数据质量检查、数据去重及融合处理、各类型数据格式转换、时空基准统一、元数据生成、影像判读等内容。

该阶段可利用计算机技术、大数据技术和多源情报融合技术等进行数据完整性和正确性检查、信息过滤、数据分类整合、建立数据接口及索引,将不同来源的数据融合集成到同一地理空间环境中,实现冗杂数据到有效数据的转化,建立数据处理的规范及标准。比如,在影像情报的处理过程中,可应用图像情报理解、多光谱图像处理、图像检索等技术对目标类别、图像场景、目标间关系进行识别和判读,对其特征进行提取分析并建立索引数据库,迅速高效对海量数据进行处理,提高数据转化利用效率。

2.3.3地理空间情报分析与生产

地理空间情报分析与生产主要包括地理空间情报信息的诠释、分析、整合、产品制作及可视化等工作。地理空间情报分析是情报分析人员依据逻辑规律,借助思维工具透过事物表面现象,深入事物内部本质,对情报搜集和处理阶段获取到的数据及信息进行推理,揭示事物之间内部关系的思维过程,分析由人-机团队协同进行。

人工智能及大数据分析技术可作为辅助情报分析的重要手段。大数据过滤、机器学习和统计建模、深度学习等技术的综合运用可进行海量数据分析处理,提升情报分析中的意图推断及行为分析能力。近几年,在图像分类领域,基于深度学习的处理系统可达到95%的准确率[26]。智能算法的应用在协助进行情报分析方面发挥了重要作用。

情报分析人员利用自己的专业知识,结合机器分析成果,通过系统缜密的情报分析活动对地理空间信息进行解读。由于文化背景及分析能力等方面因素的影响,不同情报分析人员对同一情报资料的解读存在差异,为提升地理空间情报分析的科学性,准确解读情报内容,需采用合理的情报分析方法并对不同情报分析人员得出的分析结果进行交叉验证。

地理空间情报产品的生产与分析过程相辅相成,基于分析结果对情报产品进行设计,确定产品的规格、技术路线、操作软件、内容样式及展现形式等内容,建立地理空间信息之间的逻辑关系,将其转化为单维、多维的地理空间情报产品,实现地理空间情报产品的可视化表达。

2.3.4地理空间情报分发

地理空间情报分发是情报产品生产制作完成后由情报分发者提供给决策者/用户的过程。情报分发可由分发机构根据用户需求确定情报分发的分发时间、具体形式、报送格式及情报详略程度等内容进行点对点分发;也可通过网络通信系统进行在线分发,例如美国地理空间情报局情报可通过非安全网络协议路由网、机密互联网协议路由网及联合万维网等网络系统进行在线情报分发;英国、加拿大和澳大利亚等国家也可以通过在线网站或指挥电子传输系统获取其他国际合作者提供的地理空间情报产品,为军事行动和远洋航行等提供情报支持。

地理空间情报分发要保证情报及时、准确、有针对性的提供给决策者/用户。情报分发的及时性能为用户更好抢占先机提供支持,在军事行动中获得主动;情报分发的准确性是情报应用的基础;情报分发的针对性是指情报分发要按需提供给用户或明确情报条目以供用户自主获取情报。

2.4 情报检查阶段

情报检查分为两个阶段:一是流程各环节内部检查。生产过程管理人员对情报生产过程中各环节基本数据、原始记录、工作质量信息进行分析,检验操作运行合理性,对存在的问题及时记录整改,对有效步骤进行明确积累。二是情报质量及情报体系整体运行检查。决策者/用户对情报产品的全面性、可靠性、时效性进行评估,判定情报产品满足情报需求的情况,对地理空间情报质量进行评价,将产品优点及存在的问题进行总结反馈;质量管理人员着眼于整个体系运行过程,对体系运转情况进行关注。

通过情报检查阶段,生产过程管理人员、决策者/用户、质量管理人员分别从不同角度对情报流程及其产品进行跟踪检查,以内部小循环的功能提升推动检查阶段大循环的运行。

2.5 情报增值阶段

情报增值阶段主要是对地理空间情报生产过程中出现的各种问题和成功的经验进行分析、总结,是标准化与改进的阶段。该阶段包括两个步骤:一是总结成功经验,进行标准化。地理空间情报生产过程中积累的成功经验要及时巩固,将好的方式方法进行总结,纳入标准体系。通过对生产过程及情报产品质量的检查,及时发现高质高效的生产方法,对情报相关人员进行针对性培训,制定相应生产规范,逐步形成地理空间情报产品生产的标准模式。二是明确缺陷不足,循环改进。根据检查结果,观察情报产品与情报需求、情报流程操作与规范操作之间的差距,针对发现的缺陷和不足,进行方案优化并制定改进措施,补充地理空间情报生产过程中遗漏和可进行增值优化的地方。通过不断循环和修正,地理空间情报生产模式逐步规范,情报产品质量及情报体系运行效率不断提升。

3 案例推演

以俄乌冲突初期马里乌波尔围城战为例,对俄方地理空间情报流程进行推演,见图4。

图4 马里乌波尔围城战地理空间情报流程推演

a.俄方决策者感应决策环境,根据马里乌波尔对俄乌双方的重要战略意义、战场形势、地理环境及区域动态等因素,提出开展马里乌波尔围城战的决策需求;b.需求分析人员对决策者提出的作战需求从政治、军事、经济、外交及舆论等维度进行决策需求分解,拟定构建大型包围圈,将乌军围困于马里乌波尔地区的需求方案,经与决策者进行信息交流以明确情报需求;c.情报需求确定后,对已掌握资料及战场态势进行分析,拟定情报生产计划;d.由情报搜集机构通过天基平台、无人机及网络平台进行情报资料搜集,获取区域卫星影像、战场方向重要设施、机构、武器装备、地理环境等多源要素;e.各平台获取的信息经清洗、加工、融合后,去除冗余数据,提炼出可用信息,构成马里乌波尔战场知识网络;f.利用自然语言处理、图像情报理解、地理信息抽取等技术,对战场态势要素进行分析,结合情报分析人员对情报挖掘处理,生成马里乌波尔战场综合态势图,构建虚拟战场环境;g.通过仿真演习发现情报搜集、处理、分析及生产等环节存在的不足,填补空白情报、优化处理及分析方法;h.对情报产品提供的实施方案进行反复验证,选出最优方案,形成最终产品,为俄决策者开展马里乌波尔围城战的决策需求提供情报支持。

通过上述案例推演发现,实际作战过程中决策者需敏锐感知决策环境,及时调整决策需求,指导情报需求建立。通过地理空间情报体系运行对情报生产流程循环检查与改进,进行多次验证找出最优方案,提供情报产品以支持决策。

4 基于PDCA循环的地理空间情报流程模型应用的现实意义

在现代化战争中,地理空间情报的有效应用可提供近实时战场态势,有助于构建透明战场环境。作战过程中准确、及时、满足需求的情报产品可为清晰掌握战场态势,夺取战争主动权提供有力支持。利用PDCA循环的方法论对地理空间情报体系运行过程中明确用户需求、提高情报产品质量、缩短情报生成时间具有十分重要的意义。

a.明确用户需求方面。基于PDCA循环的地理空间情报流程模型以决策者/用户需求为中心,通过需求分析人员对决策问题的解读和决策者/用户的需求反馈,建立两者之间的动态协同机制,综合考虑决策环境变动影响,通过内部循环调整,明确用户需求。

c.提高情报产品质量方面。基于PDCA循环的地理空间情报流程模型可为地理空间情报生产过程中的质量管理提供理论依据,通过不断的循环、检查、改进,探寻情报搜集、处理、分析生产和分发环节的运行流程,并对流程标准进行补充和完善,提高地理空间情报的质量水平,以更好实现既定目标。

d.缩短情报生成时间方面。PDCA循环本身是一个螺旋式上升的体系,依托PDCA循环对地理空间情报生产过程进行持续改进,缩短地理空间情报生产过程的等待时间,可不断提高地理空间情报体系运行效率,健全管理机制。

5 结 语

本研究以管理学视角,建立基于PDCA循环的地理空间情报流程模型,将情报流程划分为情报需求明确、情报计划、情报生产、情报检查和情报增值五个阶段。通过决策问题分析明确决策者/用户意图,确定情报需求;以情报需求为中心驱动情报生产体系运行;以情报计划为基础推进情报需求任务的合理安排与划分;以情报生产为途径实现需求到产品的转换;以情报检查为手段实现阶段问题调整;以情报增值为目的更好满足决策者/用户需求。基于PDCA循环的地理空间情报流程模型中,将决策环境这一变动因素纳入考虑,利用PDCA循环多重反馈的特点推动情报需求及时调整,提升响应的灵敏性,通过螺旋上升的改进方式,提高情报产品质量及体系运行效率,为解决实践中存在的需求、产品与决策脱节的问题提供了解决方法和依据,为指导地理空间情报生产及应用提供了多维思路。