大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究

阮逸飛

摘要：文章首先對(duì)大數(shù)據(jù)及其主要特征進(jìn)行了概述。然后從地理信息系統(tǒng)、測(cè)繪、導(dǎo)航與位置服務(wù)等三個(gè)方面對(duì)大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用展開(kāi)了論述。最后就大數(shù)據(jù)時(shí)代下地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);地理信息系統(tǒng);計(jì)算機(jī)視覺(jué)

當(dāng)前，我們處于大數(shù)據(jù)時(shí)代。大數(shù)據(jù)改變了我們的思維方式、生產(chǎn)方式和生活方式，促進(jìn)了各行業(yè)的革新和重塑^[1]。地理信息是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)性的戰(zhàn)略資源，是進(jìn)行宏觀管理、城市規(guī)劃、資源調(diào)查、導(dǎo)航定位出行等工作基礎(chǔ)性的支撐平臺(tái)。本文基于筆者在學(xué)習(xí)生活中對(duì)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、地理信息等方面的所知所感，對(duì)大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用展開(kāi)探究。

1 大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)（Big Data）是指無(wú)法在容許的時(shí)間內(nèi)用常規(guī)的軟件工具對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)是持續(xù)變化的，當(dāng)前泛指單一數(shù)據(jù)集的大小在十幾TB和PB之間。

大數(shù)據(jù)具有5V特征^[2]：①數(shù)據(jù)體量大（Volume），從PB到ZB量級(jí)，不可能集中存儲(chǔ)和處理;②數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度快（Velocity），動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，以數(shù)據(jù)流呈現(xiàn)，有時(shí)效性;③數(shù)據(jù)來(lái)源多樣（Variety），多源、異構(gòu)特征突出，結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)體量巨大，占到數(shù)據(jù)總量的80%;④存在大價(jià)值，但價(jià)值密度底（Value）;⑤數(shù)據(jù)的真實(shí)性（Veracity），由于數(shù)據(jù)噪音、缺失、不一致性、歧義等引起的數(shù)據(jù)不確定性顯著。

2 大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)的具體應(yīng)用

地理信息產(chǎn)業(yè)主要指以測(cè)繪地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)量導(dǎo)航等為基礎(chǔ)，以地理信息開(kāi)發(fā)為核心，從事地理信息處理運(yùn)用的高科技服務(wù)行業(yè)。下面將從三個(gè)方面論述大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

2.1 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界（資源與環(huán)境）的研究和變遷和各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特性的屬性進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)，是一種集合地理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)等學(xué)科的綜合邊緣學(xué)科系統(tǒng)^[3]。

在地理信息系統(tǒng)中，信息的獲取處理和應(yīng)用最為關(guān)鍵。如果把地理信息系統(tǒng)比作大腦，那么遙感和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS，Global Positioning System）是它的兩個(gè)眼睛。在以往的信息采集中，地理信息都是由專業(yè)人士通過(guò)實(shí)地測(cè)繪、攝影測(cè)量和遙感技術(shù)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等方式進(jìn)行采集并處理。但在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代，移動(dòng)終端在人們生活中占據(jù)非常重要的位置，這使得人們利用一部手機(jī)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)獲取地理信息，而相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何式爆炸增長(zhǎng)。這樣地理信息的采集者由專業(yè)人士變成了廣大民眾。

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)。比如計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論?！坝?jì)算機(jī)視覺(jué)”又稱為機(jī)器視覺(jué)，它是一門(mén)研究通過(guò)圖像或者視頻數(shù)據(jù)觀察周圍世界的學(xué)科，主要以攝像機(jī)或者攝像機(jī)拍攝的圖像或視頻為原始數(shù)據(jù)，提取在圖像或者視頻中能觀察到的事物。使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以提高效率和自動(dòng)化程度，便于實(shí)現(xiàn)信息集成。目前計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在地理信息系統(tǒng)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量和遙感特征目標(biāo)識(shí)別中具有重要應(yīng)用價(jià)值。此外人工智能、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、霧計(jì)算等和地理信息系統(tǒng)GIS結(jié)合還有非常大的空間和價(jià)值。

2.2 測(cè)繪產(chǎn)業(yè)

從前的測(cè)繪工作需要有專業(yè)精密的儀器輔助，制出的地圖有很多的誤差，測(cè)繪的地理信息服務(wù)，只是將信息本身傳播，沒(méi)有對(duì)信息本身進(jìn)行加工處理，所以信息存在很大的漏洞和錯(cuò)誤點(diǎn)。隨著技術(shù)的不斷更迭發(fā)展，測(cè)繪產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)獲取和信息來(lái)源渠道越來(lái)越多，由高至低有衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、地下雷達(dá)，這涵蓋了城市多維的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)^[4]。所以在測(cè)繪大數(shù)據(jù)采集層面要發(fā)揮多種途徑的價(jià)值。

另一層面，大數(shù)據(jù)融合測(cè)繪工作，可以計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖，這提高了測(cè)繪的精度和工作效率，節(jié)省了人員的精力^[5]。在信息處理階段，基于大數(shù)據(jù)本身所特有的不確定性的特點(diǎn)，要采用非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)，建立相關(guān)對(duì)象的信息模型，同時(shí)也要加強(qiáng)測(cè)繪地理空間數(shù)據(jù)與第三方數(shù)據(jù)的融合力度。

2.3 導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)

導(dǎo)航與位置服務(wù)主要是基于導(dǎo)航定位、移動(dòng)通信、數(shù)字通信等技術(shù)，建立人、事、物、地在統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)下的位置與時(shí)間標(biāo)簽及其關(guān)聯(lián)，為公眾提供隨時(shí)獲知所關(guān)注目標(biāo)的位置關(guān)聯(lián)信息的服務(wù)。要實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)，必須要有大數(shù)據(jù)作為支撐。具體有①空間地理信息大數(shù)據(jù)，這里的空間地理信息是指以導(dǎo)航電子地圖為載體重點(diǎn)表達(dá)道路網(wǎng)絡(luò)、興趣點(diǎn)信息等與人們生活相關(guān)度較大的信息;②用戶空間移動(dòng)行為信息大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通過(guò)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS，Global Navigation Satellite System）等獲得的用戶活動(dòng)數(shù)據(jù)，例如個(gè)人歷史軌跡數(shù)據(jù)、個(gè)人行車習(xí)慣數(shù)據(jù)、車輛軌跡數(shù)據(jù)、交通路況數(shù)據(jù)等;③空間媒體大數(shù)據(jù)，這些媒體數(shù)據(jù)主要來(lái)源于移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)、微博、微信等^[6]。

大數(shù)據(jù)為導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了商機(jī)，同時(shí)也在技術(shù)、安全、人才等方面提出了挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用將成為導(dǎo)航與位置服務(wù)的重要內(nèi)容，也為相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造多方位的價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代我國(guó)地理信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)需要面對(duì)的新一輪的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)的價(jià)值不僅會(huì)給行業(yè)帶來(lái)更多的商機(jī)，也會(huì)帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。地理信息技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等高新技術(shù)的深度融合，促進(jìn)了地理信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，催生了許多新產(chǎn)品、新服務(wù)和新業(yè)態(tài)，比如智慧城市、自動(dòng)駕駛，深刻影響了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和普通民眾的日常生活。

參考文獻(xiàn)

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