大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

王賽

地理信息系統(tǒng)，又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”，屬于一種特定的非常重要的空間信息系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的支持條件下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整體或者部分地球表層，涵蓋大氣層的空間相關(guān)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，包括分布數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存管理、運(yùn)算分析、顯示及描述等。在測(cè)繪工程領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值頗高。與此同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，且在人們?nèi)粘Ｉ罴肮ぷ鲗W(xué)習(xí)當(dāng)中，大數(shù)據(jù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。而將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，也能夠發(fā)揮出非常重要的作用。因此，本文以大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中應(yīng)用的意義為切入點(diǎn)，分析大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)問(wèn)題，并提出應(yīng)用的優(yōu)化措施，以此使大數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)之間的融合應(yīng)用價(jià)值能夠得到全面提高。

大數(shù)據(jù) 地理信息系統(tǒng) 意義 挑戰(zhàn)問(wèn)題 優(yōu)化措施

Research on the Application of Big Data in GIS

WANG Sai

（China Construction Eighth Engineering Bureau Co.， Ltd.， Shanghai， 200120 China）

Geographic information system， also known as "geoscience information system"， belongs to a specific and very important spatial information system. With the support of computer software and hardware system， it can effectively process the spatial related distribution data of the whole or part of the earth's surface and covering the atmosphere， including the collection， storage management， operation analysis， display and description of distribution data. In the field of Surveying and mapping engineering， GIS has high application value. At the same time， with the rapid development of the network information age， the trend of big data is becoming more and more obvious， and big data has played a vital role in our daily life， work and study. The application of big data to GIS can also play a very important role. Therefore， this paper takes the significance of the application of big data in GIS as the starting point， analyzes the challenges faced by the application of big data in GIS， and puts forward the application optimization measures， so as to comprehensively improve the application value of the integration between big data and GIS.

Big data; Geographic information system; Significance; Challenges; Optimization measures

近些年來(lái)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國(guó)各行各業(yè)均呈現(xiàn)了較為快速的發(fā)展態(tài)勢(shì)。與此同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)背景下，企業(yè)發(fā)展也面臨著新興系統(tǒng)、技術(shù)方面的沖擊及影響。其中，地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪工程領(lǐng)域能夠發(fā)揮出顯著的價(jià)值作用，而大數(shù)據(jù)技術(shù)則具備篩選、分析、處理海量信息數(shù)據(jù)的能力。若將大數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，既可以保證地理信息的完整性、真實(shí)性及時(shí)效性，又能夠進(jìn)一步提高測(cè)繪工作的效率及質(zhì)量。由此可見(jiàn)，從地理信息系統(tǒng)在工程領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值效果提升角度考慮，本文圍繞“大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用”進(jìn)行分析研究?jī)r(jià)值意義顯著。

1.1使地理信息完善、精細(xì)化

在地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)合理科學(xué)的應(yīng)用，可以使系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集能力大大增強(qiáng)，同時(shí)提升數(shù)據(jù)采集的速度，進(jìn)而有助于獲得完整、有效、精細(xì)化的數(shù)據(jù)信息。值得注意的是，基于測(cè)繪工程領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)的價(jià)值作用顯著，而在融合應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，有助于使測(cè)繪工程的測(cè)量精準(zhǔn)度及效率得到協(xié)同提升。并且，通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行高效采集、分析處理的基礎(chǔ)上，可以系統(tǒng)性地掌握地理信息，結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)，對(duì)地理信息的變化、發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析歸納總結(jié)，有助于相關(guān)部門作出合理科學(xué)的決策。如圖1所示，在地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，大數(shù)據(jù)的融入可采集完善、精細(xì)化的地理信息，進(jìn)一步通過(guò)數(shù)據(jù)處理，可獲得相關(guān)工作所需的數(shù)據(jù)信息，從而為制定合理科學(xué)的決策提供有效憑據(jù)。

1.2促進(jìn)系統(tǒng)升級(jí)，帶動(dòng)企業(yè)發(fā)展

傳統(tǒng)測(cè)繪工作模式下，因缺少現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的支持，使得測(cè)繪工作效率、質(zhì)量及安全性均難以得到有效保障。而在地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用下，則為測(cè)繪工程項(xiàng)目的高效開展提供了系統(tǒng)支持。同時(shí)，在融合應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，則可以促進(jìn)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)，根據(jù)系統(tǒng)的性能、質(zhì)量，同時(shí)結(jié)合測(cè)繪工程企業(yè)的具體測(cè)繪工作任務(wù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的合理科學(xué)應(yīng)用，采集真實(shí)可靠、實(shí)用性高的信息數(shù)據(jù)，提高測(cè)繪工作質(zhì)量，帶動(dòng)測(cè)繪工程相關(guān)企業(yè)穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展。

2.1數(shù)據(jù)類型多樣化問(wèn)題

基于地理信息系統(tǒng)層面分析，數(shù)據(jù)來(lái)源的渠道繁多，同時(shí)數(shù)據(jù)的多樣化特點(diǎn)鮮明，這使得數(shù)據(jù)分析處理工作的難度大大增加。同時(shí)，數(shù)據(jù)獲取方式的不同，使數(shù)據(jù)的形式與內(nèi)容也有所不同，在地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型多樣化的影響下，數(shù)據(jù)格式繁多，則會(huì)大大增加系統(tǒng)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)形式的工作量，且工作專業(yè)要求也大大提高。

2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量巨大問(wèn)題

在工程領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)能夠產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，這樣便會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量巨大的問(wèn)題，此類問(wèn)題主要表現(xiàn)為：其一，數(shù)據(jù)占用字節(jié)數(shù)比較多;其二，數(shù)據(jù)單位個(gè)數(shù)多等。與此同時(shí)，隨著工程行業(yè)的發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的融合應(yīng)用，其數(shù)據(jù)產(chǎn)生量會(huì)呈現(xiàn)幾何增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，這樣既增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的難度，又使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求越來(lái)越高。并且，隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的不斷增多，在分析處理、管理不力的情況下，還難以保證數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性及可用性，進(jìn)而會(huì)弱化地理信息系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。

2.3數(shù)據(jù)處理難度較大問(wèn)題

對(duì)于大數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，具有明顯的非結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)，這一特點(diǎn)使數(shù)據(jù)處理工作的難度較大。同時(shí)，因數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)無(wú)法采取固定或有序的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，使得不同數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式存在較大的差異。值得注意的是，地理信息系統(tǒng)當(dāng)中空間數(shù)據(jù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)方式、文本化存儲(chǔ)方式，均為過(guò)去常用的存儲(chǔ)方式。而在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理難度大大增加，需結(jié)合地理信息實(shí)際情況，在優(yōu)化勘察分析周邊自然信息的基礎(chǔ)上，針對(duì)獲取的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化系統(tǒng)分析、處理。如果信息處理技術(shù)人員專業(yè)水平不足，便難以保證數(shù)據(jù)處理工作的效率及質(zhì)量。

3.1對(duì)多樣的數(shù)據(jù)類型給予充分支持

地理信息數(shù)據(jù)的來(lái)源非常廣泛，同時(shí)數(shù)據(jù)信息類型較多?；诖髷?shù)據(jù)環(huán)境下，地理信息系統(tǒng)有必要針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化處理，從而使數(shù)據(jù)信息的完整性及有效性得到有效提升。以往，地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)在規(guī)范化處理過(guò)程中，需采取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方式，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一性的目標(biāo)。但是，隨著數(shù)據(jù)類型越來(lái)越多，這種處理方式存在一定的局限性，會(huì)大大增加數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的工作量。因此，便需要對(duì)多樣的數(shù)據(jù)類型給予充分支持，即利用原始的非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)確保多類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)得到充分支持，進(jìn)一步使地理信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效提升，使地理信息系統(tǒng)相關(guān)工程工作能夠順利、有序開展。

3.2提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率

上述提到，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，會(huì)面臨數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量巨大的挑戰(zhàn)性問(wèn)題。為了解決此類問(wèn)題，則有必要提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率。一方面，需促進(jìn)地理信息系統(tǒng)當(dāng)中硬件設(shè)備性能的提升，以設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況為依據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造優(yōu)化處理，使數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)空間得到有效擴(kuò)展，進(jìn)一步使大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下地理信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)及要求得到有效滿足。另一方面，針對(duì)地理信息系統(tǒng)中現(xiàn)使用的軟件進(jìn)行優(yōu)化完善，基于數(shù)據(jù)處理層面入手，使單位空間下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量得到有效提升，進(jìn)一步采取數(shù)據(jù)壓縮等方法，基于存儲(chǔ)條件保持一致的情況下，促進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的提高?？傊?，需提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率，使大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值有效發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而提高諸如地理信息系統(tǒng)測(cè)繪等工作的效率及質(zhì)量。

3.3提升大數(shù)據(jù)快速處理能力水平

考慮到地理信息系統(tǒng)的規(guī)范性及科學(xué)性得到有效提高，需將數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵作用充分展現(xiàn)出來(lái)，即基于地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，需重視數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)有效性的提高，進(jìn)一步使數(shù)據(jù)分析處理能力水平得到有效提升。從地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)角度來(lái)看，可把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)置為BSON格式，以此使數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)的效率得到全面提升，使受外界因素的干擾得到有效降低，進(jìn)一步促進(jìn)大數(shù)據(jù)快速處理能力水平的提升，使地理信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效增強(qiáng)。值得注意的是，在大數(shù)據(jù)快速處理能力水平得到有效提升的基礎(chǔ)上，地理信息系統(tǒng)相關(guān)工作便能夠順利、高效開展，從而使測(cè)繪等工作面臨的數(shù)據(jù)處理層面的問(wèn)題得到有效消除。

3.4保證數(shù)據(jù)庫(kù)具有可伸縮性及可擴(kuò)展性功能

從現(xiàn)狀來(lái)看，地理信息系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)尤為明朗，同時(shí)地理信息系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)數(shù)據(jù)非?？?，這樣便使得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理工作標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高。為了滿足數(shù)據(jù)工作相關(guān)要求，則需保證數(shù)據(jù)庫(kù)具有可伸縮性及可擴(kuò)展性功能。一方面，需認(rèn)識(shí)到基于地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，倘若使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，則需針對(duì)目前數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的信息進(jìn)行拓展分析。同時(shí)，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的使用越來(lái)越廣泛，因此需對(duì)此類型的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行升級(jí)、優(yōu)化處理，使地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)在未來(lái)的使用價(jià)值得到提升。另一方面，從地理信息系統(tǒng)層面分析，需重視服務(wù)器狀態(tài)的分析，確保服務(wù)器的性能與地理信息系統(tǒng)相關(guān)工作的實(shí)際需求相符。由于地理信息系統(tǒng)當(dāng)中存在較多的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，使系統(tǒng)程序的獨(dú)立性受到較大程度的影響，為有效解決該問(wèn)題，需優(yōu)化處理地理信息系統(tǒng)，在升級(jí)改造系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的拓展功能有效發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而使數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全性運(yùn)行提供充分有效的保障支持。

綜上所述，大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用意義突出，但受到數(shù)據(jù)類型多樣、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量巨大、數(shù)據(jù)處理難度大等挑戰(zhàn)性問(wèn)題的影響，使大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值難以有效發(fā)揮出來(lái)。因此，需采取有效優(yōu)化措施，充分支持多樣的數(shù)據(jù)類型，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率及大數(shù)據(jù)快速處理能力水平，并保證數(shù)據(jù)庫(kù)具有可伸縮性及可擴(kuò)展性功能等，以此使大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值得到全面提高，進(jìn)一步為地理信息系統(tǒng)工程測(cè)繪行業(yè)的穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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