數據挖掘技術在地理信息系統中的應用

姜峰

【摘要】隨著科學技術的進步，信息技術逐漸地成為了推動各行各業發展過程中的重要驅動力。而數據挖掘技術就是屬于信息技術發展到一定階段的產物，并且數據挖掘技術也標志著人類對于數據庫技術深入的研究和開發。從數據庫技術發展的歷程來看，在初期就是簡單地將各類信息數據儲存于數據庫中，而隨著數據挖掘技術的出現用戶就可以更好地通過這種技術，查詢和篩選數據庫中的各類數據，并且在此基礎上探究出各數據之間的關系。正因如此，數據挖掘技術也被逐漸應用于地理信息系統中。同時通過數據挖掘技術的應用，更好地在基于信息系統中挖掘出各數據之間的聯系，推動地理信息系統的發展進步。

【關鍵詞】數據挖掘技術;地理信息系統;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.017

引言：

隨著互聯網的發展和普及，當前我國社會已經邁入了信息化的時代。各類信息技術的應用使得我國國民生產生活水平都得到了極大提升，并且各行各業也逐漸構建起了信息化的發展模式。地理信息系統就是一種可以通過構建地理信息數據庫的方式更加高效地進行地理信息提供的技術類型，社會中各領域的發展都需要依托于地理信息系統。而在傳統的地理信息系統中，很難對各項數據背后的關系進行自動化分析，這也就使地理信息系統的發展受到了一定的限制。而當前時期通過數據挖掘技術的應用，就可以讓地理信息系統更加高效地挖掘數據蘊含的關系和規則，從而預測未來發展的方向，充分發揮出地理數據的作用。

1、數據挖掘技術的概念和工作流程

1.1數據挖掘技術的概念

數據挖掘技術就是一種從大量復雜的數據中，提取出人類社會發展所需信息的一種信息技術類型，并且通過這一技術的應用還可以預測出數據未來的發展方向。隨著科學技術的高速發展，當前我國各領域都建立起了相應的信息化數據庫管理系統。在這些數據庫中所蘊含的信息數量也在不斷增長，其背后包含的信息都有著相應的規律。當前數據庫技術可以高效實現數據的錄入和查詢，但是難以準確分析數據背后的規律，并且也無法對于這些數據未來的發展趨勢做出正確的判斷。在這一過程中以數據挖掘技術為基礎，根據預設的目標對于數據庫內的有關數據進行準確分析和判斷，能夠挖掘出信息數據背后蘊含的本質。

1.2數據挖掘的工作流程

數據挖掘技術在工作過程中，主要就是包括在特定的數據庫中通過相應的算法提取相關數據，然后在此基礎之上處理挖掘出來的數據按照預測方案，以及進行相應的結果表達。在這一過程中，往往需要多次重復工作流程，在具體應用過程中，主要可以劃分為以下幾個方面。第一，設定數據挖掘的目標。在正式開展數據挖掘之前，工作人員必須定義數據挖掘的目標，并且這一目標的定義是否科學合理，直接關系到數據挖掘工作的工作質量。因此，在開展工作時必須有足夠數量專業技術人員，由專業技術人員和用戶之間進行協同合作，以工作實際需求為基礎，制定出科學合理的數據挖掘方案以及算法。第二，數據準備。數據準備是數據挖掘過程中最為重要的組成部分，在開展數據準備工作時，首先應當從已有的數據庫內進行數據提取，然后再初步處理這些提取的數據，使之滿足數據挖掘技術工作的實際需求。最后就是對于這些數據進行變換，讓這些數據可以擁有一定的特征，從而提高整體工作效率。第三，數據挖掘階段。在這一階段主要就是實際的數據挖掘工作，根據具體的需求出發選擇合適的數據挖掘算法，挖掘出相應的數據。第四，對于結果的解釋和評估。在完成數據挖掘之后，就需要根據用戶預設的目標詳細分析挖掘出的數據。并且在這一過程中，還應當盡量將分析的結果進行簡單化處理，從而更好地方便用戶的實際使用需求，具體流程為圖1。

2、地理信息系統的概念和功能

地理信息系統又被稱之為地學信息系統，屬于一種具有較強特點的空間信息系統。地理信息系統的運行主要是在計算機硬件和軟件共同配合的基礎上，對于地球表面的地理信息進行收集、存儲、運算、分類、管理以及分析等功能的技術系統。所以地理信息系統對于地理空間數據的分析起到了非常重要的作用，當前逐漸成為我國各地區開展地理工作時的重要工具。地理信息系統本質上是多學科交叉產生的，以地理學為基礎采取地理模型的分析方法，并結合計算機技術進行數據分析，從而更加廣泛地為不同領域提供實時地理信息，其組成主要為圖二所示。

地理信息系統作為近些年來發展十分迅速的一種信息分析技術，在各領域中都有著非常廣泛的應用。當前，我國地理信息系統主要是應用于資源與環境保護的領域中。通過地理信息系統的應用，更好地做好對各類資源管理和使用的決策，還可以更好地對于不同時期同一區域的環境變化進行監測和分析比較，為解決當前資源利用和環境保護問題提供了有力的支持。

3、地理信息系統中的數據挖掘技術

地理信息系統是地理空間數據庫發展的重要基礎，在地理空間數據庫中包含了非常多的地理數據和空間數據，因此地理空間數據庫的復雜程度也遠超于其他數據庫。采取傳統的數據庫運行模式，很難提取各類繁雜數據背后蘊含的本質信息。而通過數據挖掘技術的應用，就可以使得地理信息系統自動學習和獲取信息數據，數據挖掘技術應用如圖三所示。

正是由于地理信息系統中數據庫包含了大量以及復雜的數據，因此在地理信息系統應用過程中，如何將這些數據類蘊含的重要信息進行提取和識別，成為當前發展的重點內容。通過數據挖掘技術在地理信息系統數據處理環節中的應用，就可以提高地理信息系統的數據處理的工作質量，讓原有的查詢和數據分析的功能得到提升。在地理信息系統的數據庫中有著非常復雜的知識分布，通過人力往往只能在數據庫中獲取淺層知識，但是數據庫中所蘊含的深層知識就難以被提取，往往需要非常復雜的提煉過程才可以獲取各類深層知識。而在社會發展過程中地理信息系統蘊含的深層知識才是最為重要的內容，通過數據挖掘技術可以更好地探究出數據庫中蘊含的深層知識，利用地理信息系統為社會的發展服務。并且還可以從原有的數據中發現更多全新的知識，將這些新知識拓展到原有的數據庫內，不斷拓展提升地理信息系統的數據庫，為地理信息系統的進一步發展提供支持。

4、數據挖掘技術的挖掘方法

4.1以關聯規則為基礎進行數據分析

從當前我國數據挖掘技術應用的實際情況來看，在大多數地理信息系統中進行數據挖掘技術的應用，都是以關聯規則為基礎進行數據的挖掘和分析。在這一過程中，需要技術人員準確探究出相應的關聯規則，盡可能地將各類對實際結果影響較小的規則排除，從而確保挖掘出來的數據更加準確。但是在開展實際數據挖掘分析過程中，仍然會產生一定數量的無關規則。如果產生的無關規則符合實際需求就可保留。通過關聯規則的方式開展數據挖掘分析，可以確保挖掘出來的數據符合用戶要求，并且還可以更好地探究出數據背后蘊含的本質。

4.2以屬性相關為基礎進行分析

在地理信息系統中進行數據的挖掘，以信息的屬性為基礎開展數據的分析工作，可以篩選出數據庫中本質屬性相關的各類信息，提高整體工作效率。并且在通過數據挖掘技術進行屬性分析時，還需要通過一些特定的方式來實現。一般情況下，都是將數據的類別進行劃分后探究出各數據之間存在的關聯關系，以此為基礎做好屬性的歸類實現數據的挖掘。

5、數據挖掘技術在地理信息系統中的實際應用

5.1對于地理信息系統內的數據進行提煉

雖然在地理信息系統的數據庫中，包含了多類型的數據，但并不是所有的數據都對于地理信息系統有重要的作用。只有少部分數據是屬于系統運行的必須數據，而大多數數據則是屬于沒有實際作用的，這些數據在地理信息系統運行的過程中往往會使得信息系統整體工作效率受到一定的影響。而通過數據挖掘技術，就可以更加準確地挖掘出各項重要數據之間的關系，挖掘分析具有關聯關系的重要數據，將其他不重要的數據進行清除處理，從而實現精煉地理信息系統數據庫的目標，極大提升地理信息系統在運行過程中的整體工作效率。

5.2對于地理信息系統的數據進行更新

在地理信息系統存儲的大量數據都是由過去積累而來，但是實際上地理數據隨著時間的變化也會發生一定的轉變，過去許多的地理數據已經無法滿足當前社會發展的實際需求，因此，當前就必須針對這些過時的地理數據采取相應的手段進行處理。而數據挖掘技術就可有效提升數據的價值，將地理信息系統內不同時期同一區域的地理數據進行科學對比，分析出地理事物在不同情況下發生變化以及事物變化的規律，并且尋找到使得地理事物發生變化背后的真實因素。通過這樣的方式就可以在未來利用地理信息系統分析地理數據時，只需要對影響地理信息變化的關鍵環節進行測量即可完成數據更新，在分析出關鍵部分變化的情況下更新數據，而如果對于數據產生影響的關鍵部分沒有發生變化，那么也不需要進行數據庫的更新處理。

5.3對于地理信息系統的數據庫進行擴充和完善

雖然在地理信息系統內蘊含了許多數據信息，但是通過人工手段從這些數據信息中篩選特定數據，整體工作效率會較低，并且也存在不完善的情況。而數據挖掘技術就可以更好地將其他有關聯的新知識和新數據輸入到數據庫中，然后對數據庫內原有的數據進行分析，以此推斷出其他全新的結果，充分完善和提升信息系統內部的數據庫。同時在這一過程，不斷地探究分析數據挖掘系統對于各類數據背后蘊含的價值，可以使得地理信息系統內部蘊含的各類數據解決社會發展過程中的實際問題，讓地理信息系統的實用性得到有效提高。

5.4推動地理信息系統的智能化發展

在地理信息系統的數據庫中，蘊含了非常大量的地理空間數據。這些地理空間數據，對于我國社會的發展來說具有非常重要的意義。這些空間數據和地理信息系統的發展之間關系非常密切，在很多情況下可以成為推動地理信息系統發展的重要推動力。通過數據挖掘技術的應用，就可以更好地挖掘出這些空間數據背后蘊含的價值，并且技術人員就可以利用好挖掘出的技術不斷優化升級完善地理信息系統中存在的不足，推動地理信息系統朝著智能化方向發展，構建起具有更強的自動化地理信息系統。

結語：

地理信息系統是我國社會發展的重要組成部分，并且在地理信息系統的數據庫中，所蘊含的有關數據也有著非常重要的價值。單純依靠人工很難挖掘出數據庫的核心知識，在這樣的情況下就應當充分地利用數據挖掘技術，充分挖掘地理信息系統數據庫內蘊含的深層知識，從而發揮出地理信息系統的作用，為我國社會的發展提供有力的支持。

參考文獻：

[1]李文萱，李文.數據挖掘技術在醫院信息系統中的應用研究[J].中國管理信息化，2018，21（04）：143-144.

[2] 杜江毅，邊馥苓.面向大數據的空間數據挖掘綜述[J].地理空間信息，2017（1）：34-35.

[3]王戩.數據挖掘技術在管理信息系統中的應用研究[J].信息系統工程，2017（05）：54.

[4]張昕.數據挖掘技術在圖書館管理信息系統中的應用[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2016，25（05）：63- 64.

[5]江建華.空間數據挖掘探討[J].江西測繪2016（2）58-59.

[6]李慶等.空間數據挖掘理論與應用空間數據挖掘理論與應用 [J].測繪地理信息，2015（3）：25.

[7]馬宏斌，王柯，馬團學.大數據時代的空間數據挖掘綜述[J].測繪與空間地理信息，2014（7）35-36.