地理信息系統(tǒng)常見漏洞及防范措施

高玉苓

山東省國土測繪院 山東 濟南 250000

引言

互聯(lián)網(wǎng)時代的到來促使我國科技進入快速發(fā)展階段，城市規(guī)劃領域也開辟了許多全新的發(fā)展道路，以逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化目標。在這一階段，一些先進技術(shù)已應用于城市規(guī)劃管理，其中地理信息系統(tǒng)（GIS）最具代表性。在城市規(guī)劃管理中，地理信息系統(tǒng)的應用是理想的，主要是因為地理信息系統(tǒng)可以提高制圖效率，同時避免手動操作產(chǎn)生的誤差值，保證城市地理信息制圖的準確性，為改進城市規(guī)劃提供參考，這進一步提高了城市規(guī)劃管理水平，為城市的良好發(fā)展奠定了基礎。

1 GIS的特征

1.1 三維立體出圖

通常，在城市規(guī)劃實踐中，主要使用CAD輔助制圖技術(shù)。盡管這項技術(shù)具有操作流程簡單的特點，但城市設計師和城市建設者很難使用CAD，這降低了工作效率。然而，隨著技術(shù)的進步，地理信息系統(tǒng)出現(xiàn)并廣泛應用于城市規(guī)劃領域。與CAD制圖技術(shù)相比，GIS技術(shù)的應用可以改變城市規(guī)劃設計師的思維，通過創(chuàng)建立體3D模型，城市規(guī)劃設計和管理質(zhì)量得以大大提高，使城市規(guī)劃更加實用和高效。

1.2 數(shù)據(jù)處理能力

對于城市規(guī)劃管理，GIS應用程序可以收集大量與地理數(shù)據(jù)相關的信息，使用特殊算法對其進行分析和深度處理，可獲得相應的結(jié)果，從而為城市規(guī)劃設計提供依據(jù)。相關技術(shù)人員在城市規(guī)劃的設計和管理中可充分利用城市土地資源，在收集城市土地資源地理數(shù)據(jù)的基礎上進行最適當?shù)耐恋刭Y源分配，充分考慮到其功能作用，提高城市規(guī)劃水平。地理信息系統(tǒng)應用不僅可以收集、分析和處理土地資源的平面地理信息，還可以獲取空間地理信息，及時更新城市規(guī)劃數(shù)據(jù)，為城市規(guī)劃設計者提供基線，快速調(diào)整和優(yōu)化城市規(guī)劃，幫助提高土地資源規(guī)劃的整體質(zhì)量。

1.3 虛擬現(xiàn)實性

通過整合對GIS特征的分析，我們知道它是立體三維的，可以從多個角度和多個層次以直觀的形式呈現(xiàn)城市規(guī)劃。由于其原因，主要是在城市規(guī)劃設計中，參與應用地理信息系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)融合的技術(shù)人員可以同時整合計算機信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、交互技術(shù)等功能，并將虛擬城市規(guī)劃設計方案與城市現(xiàn)狀融合，可以依附于計算機技術(shù)，使用模擬技術(shù)、電子信息技術(shù)等以虛擬現(xiàn)實的形式展示城市中的人和物，城市規(guī)劃師可以借助計算機系統(tǒng)掌握相應的參數(shù)信息，以確保有效編制城市規(guī)劃，因此，城市建設者可以生成更直觀、立體和現(xiàn)實的設計計劃，確保更快地實現(xiàn)城市建設目標[1]。

2 地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃中的應用

2.1 土地管理與設計的應用

在城市規(guī)劃設計工作中，為了科學地管理土地和提高設計效率，有必要深入思考地理信息系統(tǒng)的應用問題。首先，合理應用地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)分析土地利用、屬性關系和城市規(guī)劃的其他要素，分析區(qū)域生態(tài)環(huán)境、影響評估等，以符合數(shù)據(jù)的方式完成土地管理工作，最大限度地提高土地資源價值，以滿足城市規(guī)劃的施工要求。第二，在開展城市規(guī)劃設計工作時，合理應用地理信息系統(tǒng)，能夠為事先決策、工程選址、設計優(yōu)化、通過視覺手段實施管理提供技術(shù)支持，以提高城市規(guī)劃和設計質(zhì)量，同時深化智能發(fā)展水平，展示地理信息系統(tǒng)的應用價值。

2.2 市政設施管理中的應用

城市規(guī)劃的主要重點是市政設施，其中規(guī)劃管道項目、交通項目的設計效果將直接關系到人民的生活質(zhì)量和城市的整體形象。因此，在對市政設施進行規(guī)劃和設計時，不僅需要確保城市規(guī)劃方案的有效性和效率，還需要盡量減少對居民生活的影響，這將增加城市規(guī)劃管理的難度。為了改善這種情況，可以利用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能和相應的制圖技術(shù)，創(chuàng)建城市規(guī)化模型，為有效開展城市市政設施管理工作提供依據(jù)，進一步提高市政設施管理水平。

2.3 地理空間信息服務的應用

在城市建設發(fā)展過程中，地理空間信息服務對城市規(guī)劃設計的有效性具有非常重要的影響。因此，為了加快城市發(fā)展和改進規(guī)劃設計，應提供高質(zhì)量的地理空間信息服務，這就要求設計師引入地理信息系統(tǒng)，并實施科學應用。在地理信息系統(tǒng)的作用下，優(yōu)化城市規(guī)劃，篩選、查詢和管理設計數(shù)據(jù)信息，不斷提高規(guī)劃設計的信息化水平。同時，在技術(shù)層面，提供地理空間信息服務，對加強城市固化設計方案的適用性。在地理信息系統(tǒng)的應用中，為了發(fā)揮系統(tǒng)作用，有必要在終端系統(tǒng)、客戶平臺的支持下為城市規(guī)劃設計提供信息服務，加大信息管理力度，實現(xiàn)規(guī)劃設計的信息化功能，拓寬城市建設理念。

2.4 在道路規(guī)劃調(diào)度中的應用

在城市規(guī)劃管理中，地理信息系統(tǒng)的應用允許根據(jù)實際情況拓寬道路并優(yōu)化道路交通系統(tǒng)。通過整合道路數(shù)據(jù)的分析信息，對待翻新道路和周圍建筑物進行數(shù)字處理。同時，通過向建筑屬性表添加行和列，為交通規(guī)劃所需的每種建筑類型定義參數(shù)信息，如名稱、結(jié)構(gòu)、材料、樓層等。創(chuàng)建道路緩沖區(qū)，在開發(fā)相應的道路加寬設計工作時，應考慮地理環(huán)境、交通量等幾個方面，然后根據(jù)實際情況選擇加寬道路的一側(cè)或兩側(cè)，定義不同的加寬寬度參數(shù)值[2]。對于道路擴建項目，最合適的寬度是根據(jù)實際需求和緩解交通壓力的需要設計的，應注意，拓寬的道路可能與周圍建筑物重疊，因此在條件允許的情況下，應盡可能避免繞道。然而，線路加寬可能不符合預期標準，也不會降低交通壓力，因此應拆除涉及重疊的施工設施，以確保道路的運行能力并達到預期效果。

2.5 城市規(guī)劃信息整理中的應用

在城市規(guī)劃過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，只有科學應用數(shù)據(jù)信息才能為城市規(guī)劃工作提供良好的基礎。在城市規(guī)劃工作中合理應用地理信息系統(tǒng)，可以有效處理相關數(shù)據(jù)。社會的現(xiàn)代化發(fā)展加快了城市建設步伐，擴大了城鄉(xiāng)一體化覆蓋范圍，因此需要提高對城市規(guī)劃的要求。在城市建設發(fā)展中，土地管理問題更大，對城市影響更大，要迫使相關部門集中精力改善土地管理，并將相關管理活動納入城市規(guī)劃。通過應用地理信息系統(tǒng)滿足上述要求不僅有助于保護城市環(huán)境，而且有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。

3 常見漏洞

3.1 本地存儲敏感信息

部分了解安全性的開發(fā)人員通常將明文數(shù)據(jù)庫連接字符串放在安裝目錄下的config或ini文件中，這有助于靈活配置后續(xù)數(shù)據(jù)庫。在本例的配置文件中，除了注冊數(shù)據(jù)庫用戶的密碼、明文用戶名和加密登錄用戶的密碼外，還識別了密碼AES加密，密鑰同時保存在配置文件中，以便輕松解密明文密碼。在之前的安全測試中，作者甚至發(fā)現(xiàn)開發(fā)人員將登錄數(shù)據(jù)庫的用戶名和密碼硬編碼到程序中。這樣，攻擊者很容易通過執(zhí)行字符串搜索并直接看到這些敏感信息來控制數(shù)據(jù)庫。

3.2 明文存儲密碼或加密過于簡單

某些系統(tǒng)的登錄用戶名和密碼以明文形式保存在數(shù)據(jù)庫中，在傳輸過程中很容易被攻擊者竊取。在本例中，系統(tǒng)用戶的密碼在MD5加密后保存在數(shù)據(jù)庫中，輸入的密碼在客戶端用戶登錄時進行MD5加密，客戶端后臺通過SQL語句獲取數(shù)據(jù)庫中密碼的加密文本，兩者對齊確認。這種方法相對安全，但MD5加密文本通常為16位或32位，由數(shù)字0到9和字母ABCDEF組成，經(jīng)驗豐富的攻擊者可以識別加密并以相同的方式解密。

4 防范措施

結(jié)合以上情況分析，建議采取以下防范措施[3]：①不要將配置文件放于明顯位置，并對本地保存的敏感信息進行加密?？梢钥紤]加入一些臟數(shù)據(jù)，迷惑攻擊者，從而提高攻擊難度和成本。②增加對應用系統(tǒng)的密碼復雜度檢測、賬號登錄限制、輸入內(nèi)容檢測等安全策略；增加系統(tǒng)日志功能，做好記錄和審核日志工作。③客戶端程序提交數(shù)據(jù)給服務端時，對用戶密碼、SQL語句等敏感信息進行加密，防止攻擊者嗅探到數(shù)據(jù)包中的密碼等敏感信息。④對所存儲的數(shù)據(jù)做好加密工作，確保做到攻擊者“進不來，帶不走，讀不懂”。⑤有些客戶端需要調(diào)用第三方軟件或庫，因此需要做好防范供應鏈攻擊的準備。⑥細分各類用戶操作權(quán)限，數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限應按照用途最小化原則，防止出現(xiàn)越權(quán)操作行為。⑦可以考慮對客戶端加殼或代碼混淆，以提高攻擊門檻。

5 地理信息系統(tǒng)在測繪管理中的應用趨勢

5.1 時空地理信息系統(tǒng)與真三維地理信息系統(tǒng)不斷融合

現(xiàn)階段地理信息系統(tǒng)在表明三維狀況時，主要采用2.5維或是二維的方式去完成，需要將三維分量當作屬性值，這不益于地理學分析和測繪管理，而圖形學的持續(xù)發(fā)展完成了對三維實物產(chǎn)品屬性特點與幾何特征的描寫與表明[4]。因而，真三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)性成為領域里的研究熱點。根據(jù)研究三維數(shù)據(jù)構(gòu)造，使數(shù)據(jù)具備數(shù)據(jù)可視化的特征，表明數(shù)據(jù)情況，合理存放數(shù)據(jù)；形成三維數(shù)據(jù)的前提下，對它進行管理；研究三維顯示自然地理數(shù)據(jù)問題的時候，重點關注三維數(shù)據(jù)的立體影像表明、柵格圖像及其表層處理等諸多問題。

5.2 專家系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)不斷融合

地理信息系統(tǒng)缺乏啟發(fā)性推理與專業(yè)知識處理能力，造成管理決策作用較弱，在面對離散系統(tǒng)轉(zhuǎn)變、多種因素及其多維度的地理學問題的時候，存在困難。專家系統(tǒng)是電子計算機對人們更專業(yè)的推理活動開展仿真模擬，系統(tǒng)軟件可借助知識庫系統(tǒng)，對初始客觀事實進行復雜化的推理，從而開展決策與判斷。將專家系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)融合后，可集中現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展趨勢和權(quán)威專家地理信息系統(tǒng)或是智能化系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)，以此處理繁雜的測繪管理難題?，F(xiàn)階段，智能化地理信息系統(tǒng)已形成多個科研成果，可以被運用到土地資源管理、交通安全管理及地質(zhì)勘查等工作中。

5.3 網(wǎng)絡技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)不斷融合

地理信息系統(tǒng)與數(shù)字化技術(shù)性間的契合度還在不斷加大，在原有的地理信息系統(tǒng)的前提下，擁有許多技術(shù)性全新升級發(fā)展成就，通過融合解決以后，數(shù)據(jù)接口開放水平提升，可以有效地把不正確或是重復的地理信息篩出，以此作為測繪管理體系建立全國各地區(qū)域性的地理信息系統(tǒng)。用戶在應用此系統(tǒng)時，能夠借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對每個時間范圍、地域自然地理數(shù)據(jù)開展免費下載或是查看，與此同時，可以對現(xiàn)有的地理信息執(zhí)行在線修改或是即時公布，真正意義做到進行數(shù)據(jù)分享，進而進一步提升地理信息系統(tǒng)中信息的使用率。為了給地理信息系統(tǒng)的高速發(fā)展給予技術(shù)方面來的大力支持，應再次貫徹落實對應的軟件開發(fā)工作，促進地理信息系統(tǒng)的數(shù)字化建設，為測繪管理工作中提供數(shù)字化專用工具。

6 結(jié)束語

總之，城市現(xiàn)代化進程加快，對城市規(guī)劃和制圖的要求越來越高。當應用2D、3D圖像時，對城市規(guī)劃效率的影響很大。在現(xiàn)代科學技術(shù)的支持下，地理信息系統(tǒng)得到了相應的優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)城市規(guī)劃對象屬性的虛擬交互處理、立體視圖、規(guī)劃情況的掌握、城市規(guī)劃信息的更新、城市規(guī)劃工作的信息管理。城市規(guī)劃地理信息系統(tǒng)能夠組織和訪問大量數(shù)據(jù)，創(chuàng)建和更新模型，提高城市規(guī)劃的準確性。