基于大數據技術的古樹名木信息共享管理平臺方案研究
——以湖南省常寧市為例

●喻 琨 劉國祥 陳 政

當前，包括共享技術等在內的各相關技術日臻成熟，其應用范圍也不斷擴大，人們可直接利用終端查詢并調用所需的數據，可以說，信息共享是一種不可阻擋的發展潮流。在對地面信息搜集和共享等相關技術展開全面細致地研究后能夠大體歸納出其未來發展趨勢。不管是地面信息，抑或是與其相關的各種模型、算法等，它們均在網絡的支持下進行傳輸和共享，在地學信息環境中，依托特定的標準或者要求共享信息、應用等，由此獲得完整、準確且具有參考價值的研究成果。

一、古樹名木信息共享的難點

古樹名木信息共享活動主要涉及：古樹名木空間數據資源；信息的采集、處理和應用等。與相關聯的數據同時顯現出來，也就是說，GIS 以及用戶包括了古樹名木空間數據的提供者、信息處理系統及信息需求者。[1]

古樹名木空間數據信息與一般的數據資源信息不同，它反映了現實中某具體事物的地理分布方位及各種和地理特性相關的數據，一般和特定產品相結合，人們唯有通過指定程序方可訪問其信息資源，這個與提供方的縱向服務是有關聯的。提供方將數據提供給用戶，包括：數據的管理、數據的傳輸和數據的應用三個方面，但是古樹名木空間數據信息進行共享面臨以下三個方面的困難。[2]

（一）可實現性

可實現性主要是指人們是否能夠利用網絡便捷高效地得到所需的地面信息。因古樹名木空間數據具有其獨特性，GIS產品同某個具體的商家緊密相聯，數據的傳輸具商家來負責的，客戶獲得古樹名木空間數據的途徑之一是購買產品。[3]而傳統的應用資源大部分都是針對單機和局域網用戶面開發的，從而使得大量的數據資源不能夠直接通過互聯網訪問面獲得，如何解決這方面的問題以下三個方面考慮：（1）將互聯網與數據空間的數據進行融合，把古樹名木空間數據的信息融入到互聯網信息中去。[4]（2）如何在互聯網上查詢到古樹名木數據共享平臺，并通過該平臺搜索到用戶所需的古樹名木數據信息。（3）人們利用共享平臺而獲取的古樹名木數據是否可以進行使用，亦或是需要轉換后臺后再進行使用。

（二）互操作性

互操作性主要指的是人們對所得到的古樹名木數據信息的理解程度。由于所需的數據來自不同的產品，其數據結構和解釋的模式存在一定的差異，用戶對其理解和使用異構空間數據也不一樣。作為用戶不希望由于軟件和數據的操作性而影響其使用，因此，急需突破這種“分割”局限，這是古樹名木數據信息共享所面臨的首要問題。[5]

空間數據的異構主要表現為語法和語義的不同，而GIS 正是解決空間數據異構的一把鑰匙。能夠以一種分層次的形式分析和探討數據異構問題，所以，在實際應用中需著重分析和解決下述幾方面的問題：（1）語法差異。對于不同來源的數據，應按照相應的格式進行保存；在實際應用中，即便保存格式相同，或許在版本方面存在一定差異。（2）語義差異。對于不同的數據來源，其概念模式存在不同，在不同的概念模式中，對于語句的解釋也是不同的。（3）融合差異。將不同的語義的古樹名木空間和不同的語法的古樹名木空間在同一個平臺上實現互相翻譯和互相理解。

（三）易用性

所謂的易用性即指的是人們對古樹名木空間數據處理的難易程度。很多產品為了滿足用戶的各種需求，都要對平臺進行二次開發，將系統中的模式盡量簡單化，以便拓展到多個任務分布計算模式，對于一些有特色需求的客戶來說，還要使用開發數據處理礦機，否則無法及時有效地處理數據要素和服務要素間所具有的關聯，也就無法利用要素間的關聯來提供優質的服務。[6]

由于古樹名木空間數據具有其特殊性，即空間數據的不兼容性，使得傳統數據共享技術很難推廣到空間數據共享中。自Roger Tomlinson 于1962 年首先提出空間信息系統的概念以來，其技術和應用得到快速發展，但是也存在很多先天性的不足。空間信息系統在傳統的模式下僅僅只是一個缺乏明確標準且具有較強封閉性的應用程序，在實際應用中，不同信息的格式、處理流程等均是不一樣的，但是古樹名木信息系統則是基于各相關平臺之上而進行構建和運行的，導致數據語法和語義之間存在矛盾，不能在應用系統之間直接開啟數據信息共享。[7]

二、基于大數據技術的古樹名木信息的共享

大數據（big data），又稱“巨量資料”、“海量資料”，是指在現有條件下很難通過常規手段或者工具采集、管理數據。換言之，大數據由于具有數量巨大、類型多，結構復雜等特征，采用傳統的數據處理技術很難達到預期的效果，[8]采用云計算技術對數據進行整合共享，交叉使用可以達到對數據進行處理和應用。當前是一個典型的大數據時代，通過先進強大的技術和工具及時高效地處理古樹名木檔案數據，針對性地采集、整合、處理有用的數據，為推進古樹名木檔案信息化發展夯實重要基礎。

現在，數字古樹名木公共服務是通過國家、省、市、縣四級古樹名木空間數據庫，對古樹名木信息展開公共化服務。在對現有的古樹名木空間數據庫進行完善的同時，對于古樹名木網站、古樹名木熱線、電子地圖等其他的古樹名木信息化服務也要積極開展。古樹名木公共服務項目對人民群眾的生活產生便利，可以促進社會的經濟發展，還可以維護國家主權和領地完整，所以，當前應高度重視并大力促進古樹名木信息化建設。受各種因素的影響，我國古樹名木信息化發展程度較低，處于明顯落后狀態，各地的發展水平也不均衡，同發達國家比較還存在一定的差距，古樹名木大數據建設才剛剛開始。

在國民經濟保持迅猛發展的良好態勢下，城鎮化建設步伐日益加快，特別是在國際經濟一體化進程持續推進、國民經濟保持如火如荼發展勢頭的今天，古樹名木使用變得愈來愈頻繁，而這即對其服務標準提出了更高要求。有專家表示：大數據時代已來臨，人們的生活會變得更加智能化、舒適化、便捷化，在不久的將來或許會出現智能化城市。

當前，我們已進入大數據時代，各相關技術日臻完善，使得包括數據計算等在內的各類技術框架體系發生了翻天覆地的變化。比如電信運營商IT 支撐系統，一直以來，各應用系統之間保持高度獨立性，信息分布零散，缺乏統一性和集成性，衍生了數據孤島問題，基于跨系統的信息處理成為各國普遍面臨的技術問題；另外，還存在著信息共享成本高、信息容量持續擴大等問題。如何更高效、更便捷地采集、處理數據，如何實現數據的跨系統應用，如何降低數據維護成本等，均是當前亟待解決的重要問題。

在大數據時代背景下，如何將各個不同的平臺得到的古樹名木數據按照特定要求高效便捷地整合至同一個數據平臺上是各運營商當前亟待解決的問題。若將數據匯總至相同的平臺上，那么就可以解決數據孤立問題，降低信息系統的存儲和維護成本，為客戶應用系統提供更完善、更多樣的服務，既能夠跨系統操作和使用，還能夠直接生成具有良好較高參考價值的全局決策指導。

不過，實際應用并不廣泛，從技術角度來講，綜合性數據平臺的實現并非易事，而這也就直接導致了運營商對古樹名木數據信息實現跨系統共享且真正實現的并不多見。然而，隨著大數據相關技術的快速發展面發生改變，大數據技術為古樹名木數據信息共享平臺的建立提供了絕佳的機會和技術支撐。

（一）古樹名木數據的共享平臺的體系結構

在數據源、數據應用中，古樹名木數據共享平臺主要扮演著不可或缺的過渡角色，其主要作用在于根據特定的數據模型及時整合不同系統中所存儲的運營數據，在進一步改善數據質量的同時實現數據共享和跨系統應用，另外，為公司管理人員制定科學合理的決策提供可靠的信息。其結構框架可參考圖1。

圖1 基于大數據技術的古樹名木信息共享體系結構圖

（二）古樹名木信息共享平臺的功能模塊

在數據源、數據應用中，古樹名木數據共享平臺主要扮演著不可或缺的過渡角色，其主要作用在于根據特定的數據模型及時整合不同系統中所存儲的運營數據，在進一步改善數據質量的同時實現數據共享和跨系統應用，另外，為人們制定科學合理的決策提供可靠的信息。概括來講，數據共享平臺需滿足以下功能需求：（1）數據采集和存儲。需要從源數據系統內按照特定規范和要求提取相關數據，并且需要對各種數據相對應的模型進行統一，以此確保來自不同系統的數據能夠按照統一格式、標準進行保存。（2）數據處理。在按照特定規范和要求完成數據采集工作之后，需要通過采集共享平臺對獲取的數據作進一步處理，剔除不規范、不合理、不正確的數據。（3）數據共享。各系統之間不再使用網狀數據接口，而是直接通過功能強大、性能可靠的數據共享平臺便捷高效地實現數據共享，將經過處理的數據傳輸至需求方。數據共享平臺功能豐富，能夠根據用戶需求實施查詢數據，還能夠自動生成報表等。（4）數據管理。可按照公司要求實時檢查保存于數據共享平臺中的相關數據，確保數據精準、全面，促進數據質量進一步提高。關于數據共享平臺的模塊結構可參考圖2。

圖2 古樹名木信息共享功能模塊結構圖[9]

（三）古樹名木信息共享的實現

對于古樹名木信息共享平臺來講，在實際應用中，客戶端不單單扮演著瀏覽器的角色，同時也發揮著系統的效用，主要負責響應平臺指令，它和服務器端的交互流程可參考圖3。

圖3 大數據平臺客戶端與服務器端的交互過程

客戶端利用Http 協議向服務器端傳輸請求，同時實現對數據可視化。服務器端主要負責對GetCapablilties、GetMap、GetFeatureInfo 等相關指令的響應，詳情可參考表1。客戶端能夠實時化、便捷化接收GIF、JPEG、PNG 等常見格式的圖像。

總之，隨著大數據技術的不斷完善和持續發展，我們逐步進入到一個全新的大數據時代，以大數據技術為支撐的古樹名木信息共享平臺代表了地理信息領域的未來發展趨勢，能夠促進古樹名木信息服務水準得到進一步提升。本文設計的古樹名木信息共享平臺方案最突出的特征是引入并應用了先進強大的大數據技術，各應用模塊之間各自獨立、功能明確且便于實現。此平臺具有良好的適用性和通用性，可直接應用于電信運營商IT 支撐系統，不僅有助于數據高效整合，節約信息存儲和管理費用，還能夠促進數據共享效率進一步提升，希望本方案能夠為大家提供借鑒。

表1 服務操作列表