物聯(lián)網(wǎng)時代背景下地球空間信息學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢探索

朱源騰

（廣東以色列理工學(xué)院 廣東 汕頭 515000）

前言

我國的互聯(lián)網(wǎng)、計算機、移動通信等先進的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，近些年來快速崛起，推動了我國的產(chǎn)業(yè)革命和科技浪潮的不斷探索與發(fā)展。在科技的創(chuàng)新探索中，物聯(lián)網(wǎng)作為引擎技術(shù)，正在進行積極的突破與創(chuàng)新，借助多方面的技術(shù)支持，達到萬物互聯(lián)的目的。其中的地球空間信息學(xué)發(fā)揮了感知處理和應(yīng)用時空信息的重要作用，是一門必不可少的關(guān)鍵學(xué)科，支持著物聯(lián)網(wǎng)的不斷探索和發(fā)展，推動建立完善物聯(lián)網(wǎng)體系的進程。

1 物聯(lián)網(wǎng)時代背景下地球空間信息學(xué)的具體應(yīng)用

1.1 地球空間信息學(xué)科為物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)提供時空基準

人類自誕生以來始終處于物理空間當中，物理空間由幾何空間屬性的實體或物質(zhì)構(gòu)成，近些年來人類逐漸進入到了信息空間中，這是由通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的無形空間。在信息技術(shù)的快速發(fā)展中，這兩種空間彼此交融，信息空間從物理空間中獲取信息、感知信息。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)體系離不開對物理空間的認知，地球空間信息學(xué)則作為一種現(xiàn)實世界物體空間屬性的研究學(xué)科，能夠在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)體系中發(fā)揮不可忽視的重要作用，運用地球空間信息學(xué)構(gòu)建起時空基準，能夠為物聯(lián)網(wǎng)中的物提供準確的時空信息。早在物聯(lián)網(wǎng)概念被開發(fā)和運用之前，就已經(jīng)有地球空間信息學(xué)，并取得了顯著的發(fā)展成績，構(gòu)建起了空間數(shù)據(jù)庫平臺、時空信息云平臺等，是建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基準平臺。在不斷的探索和研究中，地球空間信息學(xué)科在空間信息的數(shù)據(jù)格式、產(chǎn)品質(zhì)量、分類編碼、安全保密等多個方面構(gòu)建起了行業(yè)的標準體系。在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)體系的過程中，立足于以上標準化的成果發(fā)揮出的借鑒和參考的作用，使物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中制定空間信息標準工作有據(jù)可依[1]。

1.2 地球空間信息學(xué)為物聯(lián)網(wǎng)提供多元感知數(shù)據(jù)

各種導(dǎo)航和遙感設(shè)備是在地球空間信息學(xué)的理論基礎(chǔ)之上研發(fā)而創(chuàng)造出來的，通過獲取多源感知數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)的特征，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)重要感知數(shù)據(jù)的收集。物聯(lián)網(wǎng)感知層中的高精度位置數(shù)據(jù)和授時服務(wù)是由全球的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)所提供的，全球范圍內(nèi)，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的部署愈發(fā)完善，導(dǎo)航衛(wèi)星的定位精確度不斷提升，覆蓋能力愈發(fā)增強，室內(nèi)高精度導(dǎo)航與定位的難題在北斗和5G的相結(jié)合運用下得到了有效的解決。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)可以獲取從單點到廣域的高精度位置信息和精度時間數(shù)據(jù)，為物聯(lián)網(wǎng)的感知層提供多元感知數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了靜態(tài)到動態(tài)的過渡，由室外到室內(nèi)、事后到實時，大大提高了多源感知數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。對空、天、地、海的全方位感知，站在宏觀、微觀、局部等多種視角下，均需要運用遙感技術(shù)，使物聯(lián)網(wǎng)感知層的數(shù)據(jù)來源更加豐富，維度更廣泛。遙感技術(shù)的探測手段多樣，滿足對多源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)尺度的豐富多樣需求，覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在多樣化的探測平臺中，為物聯(lián)網(wǎng)提供可靠、精確的多元感知數(shù)據(jù)信息。

1.3 地球空間信息學(xué)為物聯(lián)網(wǎng)提供多維動態(tài)的空間可視化平臺

從現(xiàn)實世界中獲取信息的過程中，人類主要依靠的是視覺這一重要的來源，與其它方式相較而言，可視化表現(xiàn)形式在人們的信息獲取中接受度更高，包括圖像、視頻、圖形等。因此在物聯(lián)網(wǎng)對原始數(shù)據(jù)進行感知層采集和應(yīng)用層處理的各項活動中，都要與用戶之間搭建起可視化平臺，運用可視化的表現(xiàn)形式，在空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合GIS構(gòu)建虛擬環(huán)境，在現(xiàn)實世界中形成物聯(lián)網(wǎng)的可視化平臺，滿足人們的可視化需求。近些年來，在5G、6G時代的發(fā)展形勢下，數(shù)據(jù)傳輸和處理數(shù)據(jù)的速度大大提升，構(gòu)建三維實景地理信息系統(tǒng)中逐漸開始實現(xiàn)了動態(tài)展示和實時更新。未來一段時間內(nèi)，遙感導(dǎo)航等感知系統(tǒng)將在獲取數(shù)據(jù)和運用數(shù)據(jù)上更加成熟，真正在物聯(lián)網(wǎng)中接入真三維實景GPS平臺，可視化的呈現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)感知到的各項數(shù)據(jù)，包括聲、電、光、壓、溫、濕等數(shù)據(jù)信息。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的輔助下形成體驗情景,結(jié)合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字城市的技術(shù)運用,促進了智慧城市建設(shè)的進程[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)時代背景下地球空間信息學(xué)的發(fā)展趨勢

物聯(lián)網(wǎng)時代地球空間信息學(xué)技術(shù)快速發(fā)展得到了廣泛的運用，未來的發(fā)展中，應(yīng)緊緊抓住物聯(lián)網(wǎng)時代所帶來的機遇和嚴峻挑戰(zhàn)，加強對學(xué)科發(fā)展趨勢的研究，實現(xiàn)理論研究和實踐工程的相結(jié)合，融入創(chuàng)新理念，攻克學(xué)科發(fā)展中的瓶頸問題和技術(shù)難題，推動學(xué)科進步。發(fā)揮對物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)的技術(shù)支撐作用，從多源時空數(shù)據(jù)與地理空間信息的協(xié)同處理技術(shù)、時空數(shù)據(jù)智能處理與分析技術(shù)、實景三維建模與可視化技術(shù)、地球空間信息學(xué)與物聯(lián)網(wǎng)之間的學(xué)科融合與交叉等各個環(huán)節(jié)，加強探索和研究，將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用潛力充分的發(fā)揮出來，為物聯(lián)網(wǎng)的感知構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺，運用地球空間信息學(xué)的技術(shù)支撐，實現(xiàn)地球空間信息學(xué)技術(shù)上的改革和創(chuàng)新。結(jié)合二者的共同點優(yōu)勢，為人類的發(fā)展提供有價值的信息服務(wù)，滿足人們的信息需求，實現(xiàn)學(xué)科之間的互相促進與交叉融合，強化學(xué)科之間的合力效果[3]。

3 結(jié)論

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，和云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等互相融合，彼此推進，使信息空間和物理空間的互聯(lián)互通進程得到了更進一步的探索和推進。地球空間信息學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展離不開物聯(lián)網(wǎng)體系的建設(shè)，未來我國的地球空間信息學(xué)將會向著更長遠的方向不斷探索，對地球空間信息學(xué)和物聯(lián)網(wǎng)以及其它學(xué)科加強研究，實現(xiàn)不同學(xué)科之間的融合交流，推進我國的現(xiàn)代化社會建設(shè)進程。