大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應用研究

王賽

地理信息系統(tǒng)，又稱為“地學信息系統(tǒng)”，屬于一種特定的非常重要的空間信息系統(tǒng)。在計算機軟硬件系統(tǒng)的支持條件下，可實現(xiàn)對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)進行有效處理，包括分布數(shù)據(jù)的采集、儲存管理、運算分析、顯示及描述等。在測繪工程領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)的應用價值頗高。與此同時，隨著網(wǎng)絡信息時代的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)的趨勢越來越明顯，且在人們?nèi)粘Ｉ罴肮ぷ鲗W習當中，大數(shù)據(jù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。而將大數(shù)據(jù)應用到地理信息系統(tǒng)當中，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)中應用的意義為切入點，分析大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中應用面臨的挑戰(zhàn)問題，并提出應用的優(yōu)化措施，以此使大數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)之間的融合應用價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，在社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國各行各業(yè)均呈現(xiàn)了較為快速的發(fā)展態(tài)勢。與此同時，在網(wǎng)絡信息技術(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)在測繪工程領(lǐng)域能夠發(fā)揮出顯著的價值作用，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、真實性及時效性，又能夠進一步提高測繪工作的效率及質(zhì)量。由此可見，從地理信息系統(tǒng)在工程領(lǐng)域應用價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)中的應用”進行分析研究價值意義顯著。

1.1使地理信息完善、精細化

在地理信息系統(tǒng)當中，對大數(shù)據(jù)進行及時合理科學的應用，可以使系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集能力大大增強，同時提升數(shù)據(jù)采集的速度，進而有助于獲得完整、有效、精細化的數(shù)據(jù)信息。值得注意的是，基于測繪工程領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)的價值作用顯著，而在融合應用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎上，有助于使測繪工程的測量精準度及效率得到協(xié)同提升。并且，通過大數(shù)據(jù)的應用，在對信息數(shù)據(jù)進行高效采集、分析處理的基礎上，可以系統(tǒng)性地掌握地理信息，結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)，對地理信息的變化、發(fā)展趨勢進行分析歸納總結(jié)，有助于相關(guān)部門作出合理科學的決策。如圖1所示，在地理信息系統(tǒng)當中，大數(shù)據(jù)的融入可采集完善、精細化的地理信息，進一步通過數(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的決策提供有效憑據(jù)。

1.2促進系統(tǒng)升級，帶動企業(yè)發(fā)展

傳統(tǒng)測繪工作模式下，因缺少現(xiàn)代化科學技術(shù)的支持，使得測繪工作效率、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)的應用下，則為測繪工程項目的高效開展提供了系統(tǒng)支持。同時，在融合應用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎上，則可以促進地理信息系統(tǒng)的優(yōu)化升級，根據(jù)系統(tǒng)的性能、質(zhì)量，同時結(jié)合測繪工程企業(yè)的具體測繪工作任務，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的合理科學應用，采集真實可靠、實用性高的信息數(shù)據(jù)，提高測繪工作質(zhì)量，帶動測繪工程相關(guān)企業(yè)穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展。

2.1數(shù)據(jù)類型多樣化問題

基于地理信息系統(tǒng)層面分析，數(shù)據(jù)來源的渠道繁多，同時數(shù)據(jù)的多樣化特點鮮明，這使得數(shù)據(jù)分析處理工作的難度大大增加。同時，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)存儲量巨大問題

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，這樣便會出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲量巨大的問題，此類問題主要表現(xiàn)為：其一，數(shù)據(jù)占用字節(jié)數(shù)比較多;其二，數(shù)據(jù)單位個數(shù)多等。與此同時，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)中的融合應用，其數(shù)據(jù)產(chǎn)生量會呈現(xiàn)幾何增長態(tài)勢，這樣既增加了數(shù)據(jù)存儲的難度，又使數(shù)據(jù)存儲的要求越來越高。并且，隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲量的不斷增多，在分析處理、管理不力的情況下，還難以保證數(shù)據(jù)信息的時效性及可用性，進而會弱化地理信息系統(tǒng)的實用價值。

2.3數(shù)據(jù)處理難度較大問題

對于大數(shù)據(jù)來說，具有明顯的非結(jié)構(gòu)化特點，這一特點使數(shù)據(jù)處理工作的難度較大。同時，因數(shù)據(jù)收集、存儲無法采取固定或有序的結(jié)構(gòu)進行處理，使得不同數(shù)據(jù)的存儲方式存在較大的差異。值得注意的是，地理信息系統(tǒng)當中空間數(shù)據(jù)的二進制存儲方式、文本化存儲方式，均為過去常用的存儲方式。而在大數(shù)據(jù)時代背景下，地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲及處理難度大大增加，需結(jié)合地理信息實際情況，在優(yōu)化勘察分析周邊自然信息的基礎上，針對獲取的地理信息數(shù)據(jù)進行精細化系統(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)的來源非常廣泛，同時數(shù)據(jù)信息類型較多。基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下，地理信息系統(tǒng)有必要針對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行規(guī)范化、標準化、科學化處理，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)實現(xiàn)統(tǒng)一性的目標。但是，隨著數(shù)據(jù)類型越來越多，這種處理方式存在一定的局限性，會大大增加數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的工作量。因此，便需要對多樣的數(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)存儲系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，同時確保多類型的數(shù)據(jù)存儲得到充分支持，進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)存儲效率

上述提到，將大數(shù)據(jù)應用到地理信息系統(tǒng)當中，會面臨數(shù)據(jù)存儲量巨大的挑戰(zhàn)性問題。為了解決此類問題，則有必要提高數(shù)據(jù)存儲效率。一方面，需促進地理信息系統(tǒng)當中硬件設備性能的提升，以設備的實際運行情況為依據(jù)，對設備進行升級改造優(yōu)化處理，使數(shù)據(jù)信息的存儲空間得到有效擴展，進一步使大數(shù)據(jù)時代背景下地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理的標準及要求得到有效滿足。另一方面，針對地理信息系統(tǒng)中現(xiàn)使用的軟件進行優(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)存儲量得到有效提升，進一步采取數(shù)據(jù)壓縮等方法，基于存儲條件保持一致的情況下，促進數(shù)據(jù)存儲量的提高。總之，需提高數(shù)據(jù)存儲效率，使大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應用價值有效發(fā)揮出來，進而提高諸如地理信息系統(tǒng)測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，即基于地理信息系統(tǒng)當中，需重視數(shù)據(jù)存儲技術(shù)有效性的提高，進一步使數(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)庫角度來看，可把數(shù)據(jù)存儲設置為BSON格式，以此使數(shù)據(jù)傳輸、存儲的效率得到全面提升，使受外界因素的干擾得到有效降低，進一步促進大數(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。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，從而使測繪等工作面臨的數(shù)據(jù)處理層面的問題得到有效消除。

3.4保證數(shù)據(jù)庫具有可伸縮性及可擴展性功能

從現(xiàn)狀來看，地理信息系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展趨勢尤為明朗，同時地理信息系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)量增長數(shù)據(jù)非常快，這樣便使得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理工作標準要求越來越高。為了滿足數(shù)據(jù)工作相關(guān)要求，則需保證數(shù)據(jù)庫具有可伸縮性及可擴展性功能。一方面，需認識到基于地理信息系統(tǒng)當中，倘若使用傳統(tǒng)方法進行數(shù)據(jù)管理，則需針對目前數(shù)據(jù)庫當中的信息進行拓展分析。同時，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)庫的使用越來越廣泛，因此需對此類型的數(shù)據(jù)庫進行升級、優(yōu)化處理，使地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在未來的使用價值得到提升。另一方面，從地理信息系統(tǒng)層面分析，需重視服務器狀態(tài)的分析，確保服務器的性能與地理信息系統(tǒng)相關(guān)工作的實際需求相符。由于地理信息系統(tǒng)當中存在較多的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，使系統(tǒng)程序的獨立性受到較大程度的影響，為有效解決該問題，需優(yōu)化處理地理信息系統(tǒng)，在升級改造系統(tǒng)的基礎上，使地理信息數(shù)據(jù)庫的拓展功能有效發(fā)揮出來，進而使數(shù)據(jù)庫能夠為地理信息系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全性運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)中的應用意義突出，但受到數(shù)據(jù)類型多樣、數(shù)據(jù)存儲量巨大、數(shù)據(jù)處理難度大等挑戰(zhàn)性問題的影響，使大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應用價值難以有效發(fā)揮出來。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)存儲效率及大數(shù)據(jù)快速處理能力水平，并保證數(shù)據(jù)庫具有可伸縮性及可擴展性功能等，以此使大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)的應用價值得到全面提高，進一步為地理信息系統(tǒng)工程測繪行業(yè)的穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。

[1]張雪英，閭國年，葉鵬.大數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)：框架、技術(shù)與挑戰(zhàn)[J].現(xiàn)代測繪，2020，43（6）：1-8.

[2]王煒昱.基于大數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)在我國房地產(chǎn)評估中的應用潛力[J].中國資產(chǎn)評估，2020（10）：51-56.

[3]王成中.地理信息系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)的應用分析[J].低碳世界，2021，11（11）：163-164.

[4]王卿，王德強.大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應用分析[J].城市地理，2018（10）：68.

[5]任畑.大數(shù)據(jù)時代地理信息系統(tǒng)的應用研究[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（13）：151-152.

[6]陸鋼.“一帶一路”地理空間認知與地理信息系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)支持[J].當代世界，2018（2）：69-72. [z1]