大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應用研究

阮逸飛

摘要：文章首先對大數(shù)據(jù)及其主要特征進行了概述。然后從地理信息系統(tǒng)、測繪、導航與位置服務等三個方面對大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應用展開了論述。最后就大數(shù)據(jù)時代下地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進行了展望。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);地理信息系統(tǒng);計算機視覺

當前，我們處于大數(shù)據(jù)時代。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，促進了各行業(yè)的革新和重塑^[1]。地理信息是一個國家基礎性的戰(zhàn)略資源，是進行宏觀管理、城市規(guī)劃、資源調(diào)查、導航定位出行等工作基礎性的支撐平臺。本文基于筆者在學習生活中對大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、地理信息等方面的所知所感，對大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應用展開探究。

1 大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)（Big Data）是指無法在容許的時間內(nèi)用常規(guī)的軟件工具對其內(nèi)容進行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)規(guī)模的標準是持續(xù)變化的，當前泛指單一數(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，不可能集中存儲和處理;②數(shù)據(jù)增長速度快（Velocity），動態(tài)增長，以數(shù)據(jù)流呈現(xiàn)，有時效性;③數(shù)據(jù)來源多樣（Variety），多源、異構特征突出，結(jié)構化和半結(jié)構化數(shù)據(jù)體量巨大，占到數(shù)據(jù)總量的80%;④存在大價值，但價值密度底（Value）;⑤數(shù)據(jù)的真實性（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)的具體應用

地理信息產(chǎn)業(yè)主要指以測繪地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)量導航等為基礎，以地理信息開發(fā)為核心，從事地理信息處理運用的高科技服務行業(yè)。下面將從三個方面論述大數(shù)據(jù)在地理信息產(chǎn)業(yè)中的應用。

2.1 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對現(xiàn)實世界（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)特性的屬性進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)，是一種集合地理科學、環(huán)境科學、計算機科學、管理科學等學科的綜合邊緣學科系統(tǒng)^[3]。

在地理信息系統(tǒng)中，信息的獲取處理和應用最為關鍵。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)人士通過實地測繪、攝影測量和遙感技術、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等方式進行采集并處理。但在移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時代，移動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通過移動互聯(lián)網(wǎng)獲取地理信息，而相關地理信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何式爆炸增長。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)、人工智能等新技術的快速發(fā)展，許多新技術應用于地理信息系統(tǒng)。比如計算機視覺理論。“計算機視覺”又稱為機器視覺，它是一門研究通過圖像或者視頻數(shù)據(jù)觀察周圍世界的學科，主要以攝像機或者攝像機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。使用計算機視覺技術的優(yōu)勢在于可以提高效率和自動化程度，便于實現(xiàn)信息集成。目前計算機視覺技術在地理信息系統(tǒng)的數(shù)字攝影測量和遙感特征目標識別中具有重要應用價值。此外人工智能、云計算、邊緣計算、霧計算等和地理信息系統(tǒng)GIS結(jié)合還有非常大的空間和價值。

2.2 測繪產(chǎn)業(yè)

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

另一層面，大數(shù)據(jù)融合測繪工作，可以計算機自動繪圖，這提高了測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，要采用非結(jié)構化的空間數(shù)據(jù)處理技術，建立相關對象的信息模型，同時也要加強測繪地理空間數(shù)據(jù)與第三方數(shù)據(jù)的融合力度。

2.3 導航與位置服務產(chǎn)業(yè)

導航與位置服務主要是基于導航定位、移動通信、數(shù)字通信等技術，建立人、事、物、地在統(tǒng)一時空基準下的位置與時間標簽及其關聯(lián)，為公眾提供隨時獲知所關注目標的位置關聯(lián)信息的服務。要實現(xiàn)這些服務，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航電子地圖為載體重點表達道路網(wǎng)絡、興趣點信息等與人們生活相關度較大的信息;②用戶空間移動行為信息大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS，Global Navigation Satellite System）等獲得的用戶活動數(shù)據(jù)，例如個人歷史軌跡數(shù)據(jù)、個人行車習慣數(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)主要來源于移動社交網(wǎng)絡、微博、微信等^[6]。

大數(shù)據(jù)為導航與位置服務產(chǎn)業(yè)帶來了商機，同時也在技術、安全、人才等方面提出了挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)的挖掘和應用將成為導航與位置服務的重要內(nèi)容，也為相關企業(yè)創(chuàng)造多方位的價值。

3 結(jié)語

在大數(shù)據(jù)時代我國地理信息相關產(chǎn)業(yè)需要面對的新一輪的機遇和挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)的價值不僅會給行業(yè)帶來更多的商機，也會帶來更多的挑戰(zhàn)。地理信息技術與移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等高新技術的深度融合，促進了地理信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，催生了許多新產(chǎn)品、新服務和新業(yè)態(tài)，比如智慧城市、自動駕駛，深刻影響了經(jīng)濟社會發(fā)展和普通民眾的日常生活。

參考文獻

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