大數據時代地理信息系統的應用分析

賴山東

江西省自然資源測繪與監測院 江西 南昌 330009

引言

在城市建設工程中，城市測繪工作一直扮演著非常重要的角色，如若想順利開展城市測繪工作，期間離不開地理信息系統的輔助。現階段，中國城市化進程的不斷推進對城市規劃、城市測量的要求越來越高，傳統的城市測繪技術已經無法滿足當前要求。因此，以地理信息技術為核心的城市測繪方案更加科學可行，近年來得到了廣泛的應用。由此可見，地理信息系統在城市測繪中的使用是非常必要的，對該系統進行的應用與開發具有重大的現實與經濟意義。

1 地理信息系統的具體內容

地理信息系統的內容比較復雜，主要通過計算機進行操作，因為數據量比較大，所以需要計算機系統的整合和分析，然后再以一種人們便于理解的方式傳達出來，比如，圖形傳達。地理信息系統的應用也十分廣泛，在各項大型建筑和小型建筑如建橋、修路等工程中普遍存在。操作流程主要有以下3個步驟：一，前期準備工作。地理信息系統需要大量的數據來對現有的各項信息數據進行分析比對，因此第一步就是收集數據，然后再對數據進行分析，最后進行展現。二，如果將這些信息以數據的形式展現出來，那么絕大部分人難以看懂，因此就需要把收集匯總好的數據以模型的方式予以展現。三，系統中的數據量十分巨大，僅依靠人力去計算是十分困難的，因此，就需要借助計算機來對這些相關數據進行管理控制。

2 大數據對測繪地理信息工作的影響

大數據對測繪地理信息工作的影響包括以下3點。一是提高工作能力。在新的發展階段，測繪地理信息企業需要全面地提高自身的工作能力，以便更好地滿足客戶的需求，贏得客戶的信任。為了實現該目標，測繪地理信息企業可以應用大數據開展測繪地理信息的存儲、管理、利用等多項工作。二是構建新的工作模式。大數據為人類生產、生活帶來了便利。測繪地理信息企業需要認識到大數據對于提高自身發展水平的意義，積極地應用大數據構建新的工作模式，進而科學指導測繪地理信息處理工作[1]。三是升級信息系統。隨著用戶對測繪地理信息工作要求的提升，測繪地理信息企業需要優化發展自我。其中，可以通過利用大數據完成信息系統的升級改造，提高自身工作效率與質量。若是測繪地理信息企業不注重應用大數據優化信息系統，就容易制約自身可持續發展。可見，測繪地理信息企業需要認真地研究大數據與信息系統改造升級的關系，增強大數據利用能力，以打造優質的信息系統。

3 大數據在測繪地理信息中的應用要點

3.1 現代數字化城市測繪技術

目前，中國已經逐步進入到了新的發展階段，城市化建設進程也在不斷加快，人們對于中國城市規劃的測繪整體的發展要求也在變得越來越高，為了確保人們的主觀期望能夠得到充分滿足，行業內及相關部門工作人員也都應該積極對各種城市規劃測繪新型信息技術產品進行研究開發，以此來有效保證社會對于城市化規劃發展的整體需求。隨著當前中國測繪科學信息技術的不斷進步發展，傳統的地理測量技術已經很難真正滿足現階段測繪工作的實際需要，傳統的測繪工作在初期展開的很多時候主要目的還是以人工圖繪測量工作為主，加以現代設備測量輔助的工作方式，這種測繪工作方式不僅測繪工作效率低下，其中的整體測繪工作服務質量也很難真正得到有效保證。

3.2 利用大數據存儲方式，優化地理信息系統存儲模式

盡管GIS軟件在實際應用過程中可以借由對象關系模型拓展RDBMS的性能，使其實現對圖形、屬性數據、DEM數據的并行管理，還能達到多比例尺空間數據存儲的目的。但這種數據存儲方式無法通過當時現有的技術實現，并且這種方式在某種程度上還限制了地理信息系統空間數據的自動綜合能力。與此同時，基于C/S架構的GIS系統還會受到自身封閉性的影響，使其數據共享能力過于薄弱，無法保證批量數據處理后的存儲和同步更新能力，這也是借由大數據存儲方式革新傳統地理信息系統數據存儲方式的主要原因。在數據信息存儲過程中，傳統數據處理方式主要是通過RDBMS進行存儲，而大數據處理方式是以NoSQL為主，這也是2種數據處理方式存在差別的根本原因。傳統數據處理方式中的RDBMS在結構化數據存儲方面具有明顯優勢，但大數據處理方式可以有效應對非結構化數據與半結構數據化的存儲問題，并且利用大數據進行數據存儲時還可以實現分布式計算集群或分布式數據庫等多種方式，而這種數據庫存儲形式就是所謂的NoSQL云存儲技術。實際上，盡管傳統RDBMS也包含了分布式數據庫，但其仍以結構化數據為主，并且還有著較高的精確度和一致性要求，在一定程度上弱化了其拓展功能。而NoSQL存儲技術則并不過多地要求精確度和一致性，在功能拓展方面也有著明顯優勢。相比于RDBMS，NoSQL的連接特性并不強，因此在NoSQL數據存儲過程中其有著良好的可延展性，極大地提高了數據存儲模型的靈活多樣性，還節約了數據存儲和更新過程中可能產生的開銷[2]。例如，MongoDB存儲方式就是將RDBMS中“行”的概念用“文檔”模型進行替換，以此為文檔數據庫管理奠定了良好基礎，使其存儲形式達到了多元化和可兼容的目的，還形成了良好的拓展性功能。實際上這種文檔形式的替換為數據存儲過程中數組或文檔的嵌套創造了良好的先決條件，真正意義上實現了復雜層次關系單一存儲記錄的目的。與此同時，這種存儲方式下的數據還具有結構松散的特點，有效提高了該數據存儲模型的靈活性和多樣性，極大地簡化了其數據模型的復雜層次關系，使得復雜屬性下的數據查詢和索引功能有著良好的簡便性，真正為RDBMS查詢功能的實現提供了大力支持。

3.3 工程變形監測中的應用

在工程建設中如果部分結構出現變形情況，會對整體建筑結構的穩定性造成嚴重威脅。因此需要綜合利用地理信息系統對其進行實時監測，及時發現工程變形情況并采取有效措施進行處理，保障整體工程施工質量。此外，還可以與GPS技術進行融合應用，對監測數據開展系統性分析，方便工作人員對工程變形情況進行全過程掌控。工程變形主要是在地殼運動作用下引起的，如，大壩變形、地表沉降變形，非常不利于工程安全性和可靠性。利用地理信息技術以及多種現代化技術的融合應用，可以實現動態性跟蹤監測，確保變形信息的及時獲取、傳遞和分析，并幫助工作人員優化和調整設計方案，強化整體結構穩定性，減少工程危險系數，減少經濟損失。

3.4 在構建測繪地理信息系統中的應用

在競爭激烈的社會背景下，地理信息企業需要升級業務，加快信息化發展速度，切實增強自身在行業中的競爭力。現今，大數據技術已經進入了新的發展階段，通過將大數據技術與地理信息工作進行融合，可以強化地理信息工作效果。基于此，地理信息企業需要認識到大數據技術對于提升自身發展的積極意義，進而主動地推進大數據技術與地理信息工作的融合發展。比如，可以應用大數據技術構建測繪地理信息系統，并針對客戶需求創建個性化服務，滿足客戶對地理信息搜集、分析、使用等多方面的需求，保證提升地理規劃設計水平。

3.5 在資源調查中的應用

當前中國城市發展十分迅速，人們生活品質在顯著提升的同時，對于資源的消耗和利用也更加巨大，這導致資源承載力不斷提升，迫切需要通過測繪的方式進行資源調查，更好地滿足人們的現實需求[3]。在實際開展城市資源調查測繪時，工作人員需要利用先進的技術手段，同時結合實際情況，開展資源的探測、調查等作業，利用現代化的地理信息系統，采集相關的資源數據信息，為后續的分析工作高效開展提供數據指導，有效緩解人們與資源匱乏之間的緊張關系，實現城市建設的可持續性發展。對于資源調查工作中的相關測繪工作者而言，為了提升資源調查和探測水平，需要對現有的地理信息系統進行不斷的優化和完善，讓資源信息采集和搜索的水平進一步提升，為資源調查工作的高效開展奠定堅實基礎。除此之外，作為測繪工作人員，還需要加強對于資源調查工作的重視力度，結合城市資源利用現狀，通過開展一系列測繪作業，為資源保護工作的進行提供參考。

3.6 制作應急圖件

地理信息系統還可以在應急圖件的制作中發揮極大的功能作用，可以對原始地理數據進行有效性加工處理，并制作成相關圖件，而且制作而成的圖件具有較為清晰的識別性，應用價值較高。地理信息系統可以對不同的測繪系統進行融合應用，從而對不同類型的數據信息進行全面性融合，以便獲得應急數據測繪結果，方便后續工作的順利開展。其中，可以綜合利用遙感影像一體化測圖系統，在攝影測量技術支撐下形成序列影像，并對實物的具體形狀、定位、尺寸等實施全面性、清晰性恢復，確保數據處理效果的高質量化；還可以融合應用應急快速制圖系統，對應急流程中的測繪數據實施科學處理，對采集獲取的核心數據進行提取，對其加工編輯后與現有的地理數據進行融合，并開展符號化轉化、標注，形成應急圖件。

3.7 優化創新大數據技術

時代在發展，社會在變化，對測繪地理信息工作的要求也在發生變化。為了有效支持測繪地理信息工作的有序推進，就需要優化創新大數據技術。由于大數據技術的優化與創新離不開資金的支持，因此有必要投入合理的資金予以支持。與此同時，需要組建大數據技術研發團隊，以便高效進行技術創新工作[4]。值得注意的是，在優化創新大數據技術的過程中，要了解測繪地理信息工作的要求、需求等，結合該工作的需求、要求等創新大數據技術，保證大數據技術的實用性，提高測繪地理能立即完成整改時，責任部門應根據“五定原則”限期進行整改，并落實到位。待隱患整改完成之后，項目分管領導或者專職安全管理人員要進行復查、審核并確認。如果發現是重大隱患的，應立即停止施工，及時向企業安全生產管理部門匯報，并根據具體情況制訂重大隱患整改方案，且該方案必須在相關負責人審核且通過后方可執行。有條件的施工企業還可以聘請專家參與其中。重大隱患的排查同樣應該在保證施工人員人身安全的情況下實施，整改完成后組織現場管理人員、技術人員以及安全生產管理人員進行反復核查。確認隱患消除后，方可進入下一工序或者恢復施工。

3.8 數據的轉換處理

對于大型城市環境測繪而言，其通過測繪系統得到的應用數據往往會因此出現很大的應用差異性，數據之間的應用屬性也并不一樣。所以，測繪技術人員還需要對實際測繪過程所得的大量數據資料進行綜合處理以及分析，進而將其綜合用于實際測繪應用當中。測繪分析人員在充分利用GIS技術之后，可以針對測繪數據的相關地理信息建立聯系，組合成為數學分析以及模型等。

4 結束語

綜上所述，隨著現代科技手段的日益完善，大數據技術逐漸在各行業領域中得到了廣泛應用，因而在地理信息系統中科學運用大數據已成為迎合新時代發展需要的必然選擇。在地理信息系統中正式應用大數據前，還需要從數據存儲和數據處理兩方面著手，研究地理信息系統應用過程中存在的實際問題，并在此基礎上依托于大數據存儲方式革新地理信息系統的數據存儲方式。與此同時，在大數據交互式處理方式的支持下，還可以從地理信息系統的處理和更新兩方面著手對其應用進行創新。