大數據在地理信息產業中的應用研究

阮逸飛

摘要：文章首先對大數據及其主要特征進行了概述。然后從地理信息系統、測繪、導航與位置服務等三個方面對大數據在地理信息產業中的應用展開了論述。最后就大數據時代下地理信息產業的發展進行了展望。

關鍵詞：大數據;地理信息系統;計算機視覺

當前，我們處于大數據時代。大數據改變了我們的思維方式、生產方式和生活方式，促進了各行業的革新和重塑^[1]。地理信息是一個國家基礎性的戰略資源，是進行宏觀管理、城市規劃、資源調查、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據、互聯網、人工智能、地理信息等方面的所知所感，對大數據在地理信息產業中的應用展開探究。

1 大數據概述

大數據（Big Data）是指無法在容許的時間內用常規的軟件工具對其內容進行抓取、管理和處理的數據集合，是海量、高增長率和多樣化的信息資產。大數據規模的標準是持續變化的，當前泛指單一數據集的大小在十幾TB和PB之間。

大數據具有5V特征^[2]：①數據體量大（Volume），從PB到ZB量級，不可能集中存儲和處理;②數據增長速度快（Velocity），動態增長，以數據流呈現，有時效性;③數據來源多樣（Variety），多源、異構特征突出，結構化和半結構化數據體量巨大，占到數據總量的80%;④存在大價值，但價值密度底（Value）;⑤數據的真實性（Veracity），由于數據噪音、缺失、不一致性、歧義等引起的數據不確定性顯著。

2 大數據在地理信息產業的具體應用

地理信息產業主要指以測繪地理信息系統、衛量導航等為基礎，以地理信息開發為核心，從事地理信息處理運用的高科技服務行業。下面將從三個方面論述大數據在地理信息產業中的應用。

2.1 地理信息系統產業

地理信息系統（GIS，Geographic Information System）是在計算機硬、軟件系統支持下，對現實世界（資源與環境）的研究和變遷和各類空間數據及描述這些空間數據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，是一種集合地理科學、環境科學、計算機科學、管理科學等學科的綜合邊緣學科系統^[3]。

在地理信息系統中，信息的獲取處理和應用最為關鍵。如果把地理信息系統比作大腦，那么遙感和全球衛星定位系統（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人士通過實地測繪、攝影測量和遙感技術、全球衛星定位系統等方式進行采集并處理。但在移動互聯網和大數據時代，移動終端在人們生活中占據非常重要的位置，這使得人們利用一部手機通過移動互聯網獲取地理信息，而相關地理信息數據呈現幾何式爆炸增長。這樣地理信息的采集者由專業人士變成了廣大民眾。

隨著大數據、人工智能等新技術的快速發展，許多新技術應用于地理信息系統。比如計算機視覺理論?！坝嬎銠C視覺”又稱為機器視覺，它是一門研究通過圖像或者視頻數據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據，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勢在于可以提高效率和自動化程度，便于實現信息集成。目前計算機視覺技術在地理信息系統的數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GIS結合還有非常大的空間和價值。

2.2 測繪產業

從前的測繪工作需要有專業精密的儀器輔助，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展，測繪產業的數據獲取和信息來源渠道越來越多，由高至低有衛星、無人機、地下雷達，這涵蓋了城市多維的基礎地理空間數據^[4]。所以在測繪大數據采集層面要發揮多種途徑的價值。

另一層面，大數據融合測繪工作，可以計算機自動繪圖，這提高了測繪的精度和工作效率，節省了人員的精力^[5]。在信息處理階段，基于大數據本身所特有的不確定性的特點，要采用非結構化的空間數據處理技術，建立相關對象的信息模型，同時也要加強測繪地理空間數據與第三方數據的融合力度。

2.3 導航與位置服務產業

導航與位置服務主要是基于導航定位、移動通信、數字通信等技術，建立人、事、物、地在統一時空基準下的位置與時間標簽及其關聯，為公眾提供隨時獲知所關注目標的位置關聯信息的服務。要實現這些服務，必須要有大數據作為支撐。具體有①空間地理信息大數據，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據，這些數據是通過全球導航衛星系統（GNSS，Global Navigation Satellite System）等獲得的用戶活動數據，例如個人歷史軌跡數據、個人行車習慣數據、車輛軌跡數據、交通路況數據等;③空間媒體大數據，這些媒體數據主要來源于移動社交網絡、微博、微信等^[6]。

大數據為導航與位置服務產業帶來了商機，同時也在技術、安全、人才等方面提出了挑戰。大數據的挖掘和應用將成為導航與位置服務的重要內容，也為相關企業創造多方位的價值。

3 結語

在大數據時代我國地理信息相關產業需要面對的新一輪的機遇和挑戰。大數據的價值不僅會給行業帶來更多的商機，也會帶來更多的挑戰。地理信息技術與移動互聯網、大數據、云計算、人工智能等高新技術的深度融合，促進了地理信息產業的飛速發展，催生了許多新產品、新服務和新業態，比如智慧城市、自動駕駛，深刻影響了經濟社會發展和普通民眾的日常生活。

參考文獻

[1]維克托·邁爾—舍恩伯格，肯尼思·庫克耶. 大數據時代：生活、工作與思維的大變革[M].浙江人民出版社，2013.

[2]羅名海. 大數據在地理國情監測中的應用探索[J].地理空間信息，2018，16（11）：1-6.

[3]高利鵬. 計算機視覺技術在地理信息系統中的應用[J]. 軟件，2010，31（12）：70-72.

[4]羅顯圣. 大數據在測繪地理信息中的應用分析[J].智能城市，2018，4（16）：68-69.

[5]嚴惠. 大數據對測繪地理信息工作的影響[J].資源信息與工程，2018，33（05）：197-198.

[6]周瑞華. 大數據時代導航與位置服務的發展[J]. 現代計算機（專業版），2014（14）：54-56.