大數據時代地理信息測繪工作轉變研究

趙躍飛，楊德民

山東省地質測繪院，山東濟南，250002

0 引言

地理信息測繪工作對城市規劃和環境保護起到了決定性的影響，此項工作的復合性較高，隨著近幾年我國城鎮化建設的不斷發展，此項工作涉及的專業內容也越來越復雜。進入21世紀以后，信息技術飛速崛起，加快了大數據時代的到來，人們將信息技術引入了各行各業，推動了社會生產力的提高，因此，地理信息測繪工作也應順勢而為、乘風而上，加快傳統業務向數字化的轉型。

1 大數據時代對地理信息測繪所形成的影響

1.1 地理信息測繪工作面臨的機遇

現階段，我國地理信息測繪工作中的高素質復合型技術人才較少，阻礙了各類信息數據和工作成果的轉化速率，工作效率遲遲無法提升。而通過信息技術，能夠代替人力分析與處理作業，不僅可以提高測繪結果的精準性，還能夠提高部門的工作質量[1]。

第一，推動地方智慧城市的落成。智慧城市是指通過物聯網、云計算、空間地理信息集成技術，來實現對城市的規劃、設計、建設管理。當前，如果在地理信息測繪工作中引入先進的智能化技術，則便于打造新型的未來城市。

第二，拓展地理信息測繪工作的深度與范圍。我國在“十四五”規劃中提出了相關產業由傳統業務向數字化業務轉型的指導思想，如果在地理信息測繪工作中能應用大數據等技術，則會加快傳統業務的轉型，并為此項工作賦能，可以在基礎數據架構之上，延伸出多樣化的服務類型，提高其應用價值。

1.2 地理信息測繪工作面臨的挑戰

第一，當前可以應用于地理信息測繪工作的技術較多，而如果將相關技術引入到實際工作中，則需要考慮技術通用性的問題。需要依照作業技術的實際需求，配置相應的智能化操作設備，而各設備之間的接口不統一，就會使得數據信息難以兼容轉化，那么，工作人員就無法加快工作成果的落地，為此項工作帶來了不便性[2]。

第二，測繪標準難以明確。通過信息技術的引入，也使得此項工作的應用范圍更廣，專業性不斷增加，而對于所獲得的綜合性數據信息而言，是否能對多層次的業務信息進行指標的統一制定，成了難點之一。如果不能統一作業標準，勢必會對主管部門和行業造成較大的負面影響，所生成的測繪結果質量也會參差不齊。

第三，專業人員無法跟上技術的革新。當信息技術引入后，由于部分新興技術沒有應用經驗，也導致了部分工作人員的專業素養無法跟上業務技術革新與發展，最終也會導致技術應用效率過低或者傳統業務無法加快轉型的情況發生，不僅會浪費建設資源，還會耽誤工作進度。

2 大數據時代地理信息測繪工作的轉變路徑

2.1 提高人員對大數據時代的認識

第一，建立智慧地球與智慧城市工作理念。首先，智慧地球是在數字地球基礎框架之上所建立起來的，可以通過物聯網技術，將現實世界與數字世界相融合，幫助工作人員感知測量過程中的人、地、物變化，再結合云計算處理中心的應用，將海量復雜的數據信息進行計算與控制，便于推動工作成果的轉化，符合現代化地理信息測繪工作要求。其基本的表達式為：智慧地球=數字地球+物聯網+云計算；智慧城市=數字城市+物聯網+云計算。

第二，加大對工作人員理論與實踐能力的培訓。以智慧地球與智慧城市為主線，以先進的智能化設備為抓手，提高工作人員的理論與實踐能力，以便將各類技術靈活應用于日常工作之中，提升地理信息測繪工作的效率。例如：了解遠程控制技術，學會利用智能技術進行指揮調度，加大對各類業務數據的采集，以便為后期測繪結果的分析與處理打下良好的基礎[3]。

2.2 將位置云技術引入日常工作中

隨著我國科學技術的不斷發展，我國的測繪地理信息學已經從3維時空基準逐步轉向了4維，可以將基礎空間分析轉化為時空分析，能提高該項工作的覆蓋面，而其中離不開位置云技術的加持。因此，若想實現傳統業務向數字化業務的轉型，則要加強位置云技術的應用。

首先，位置云可以與移動客戶端相聯系，工作人員在作業時，可以利用手機等移動智能設備，接收導航衛星信號與其他定位相關傳感信息，最終系統所收集到的信息數據會傳送到云計算中心，通過實時結算的方式，實現室內外高精度移動設備連續位置定位與實時導航。此項技術適用于國情監測員、地質勘測員、土地調查員等相關工作人員的日常作業。

其次，由于結合了衛星定位、無線信號定位、傳感器定位等混合定位功能，移動設備在室內進行數據信息的采集時，通過陀螺儀和里程表的加持，可以使得攝像頭不會受到無線信號的干擾，所形成的方向誤差為±2.3°，里程誤差在1%以內。而在室外可以通過GPS系統進行定位，提高數據信息采集的精準性。

最后，在技術標準統一上，可以打造一個基于云公共服務的平臺，如當前我國的北斗位置云公共服務平臺，可以實現地理信息測繪工作的資源管理與調度、應用開發與部署、數據融合與分析。其中還兼并了一些附加功能，如三維導航、智能城市城管服務、災害檢測應急救援、高精度定位服務、車輛管理等，可以加快地理信息測繪工作的成果轉化。

2.3 在日常工作中應用遙感云技術

遙感云技術在現代化地理信息測繪工作中也發揮了重要的作用，在傳統測繪工作中會生成海量的數據信息資源，而對這些數據信息的分析與處理和價值深挖也成了難點。而通過遙感云技術，可以在遠程云計算平臺中，設置一個合理處理遙感信息的方法，通過云計算平臺的彈性計算能力，使工作人員在運用此項技術時，無需搭建專用的環境，在選擇對應的數據和算法以后，便可獲得最終的數據結果。

以該種技術為核心，所設置的一體化控制與管理平臺有OpenRS-Cloud等。該平臺可以劃分為兩大部分：第一部分為算法調用，其中包含濾波算法插件、分配算法插件等，會通過核心插件系統與調用器，方便工作人員的使用；第二部分是任務管理，其中包括分布式數據交流系統、任務狀態監控、任務分解與合并等，會通過MapReduce并行框架，便于工作人員的操作。

2.4 工作中合理應用GIS集成技術

當前我國的地理信息測繪工作的服務范圍較廣，因此，各類集成技術的使用也不可忽視，如果將其應用于地理信息測繪工作的日常業務處理中，不僅能夠加快智慧城市的構建，還能提高對各用戶需求的響應速度。

第一，視頻與GIS集成技術。例如：我國武漢市就將城市中的25萬多個視頻傳感器與GIS平臺進行了充分融合，這樣地理信息測繪工作的相關人員，在監控中心就可以對所要測繪的區域進行視頻查看與巡視，同時能夠通過視頻傳感器捕捉到當前區域的實時更新狀態，實現傳統靜態數據向動態數據的轉化。這也成為地方公安等部門案件偵查與監控的重要途徑[4]。

第二，天、地、空一體化傳感網與GIS集成技術。通過該種技術的應用可以將傳統地理信息測繪工作中被動地接收數據信息，變為主動獲取所需信息。其基本的轉換方式為：對被動接收數據進行分析→應用于用戶需求→系統分析數據觀測平臺及參數→主動觀測所獲取的信息→依照用戶需求制定衛星軌道及觀測角度→快速響應用戶需求。除此之外，利用該項技術能夠進一步為地理信息測繪工作賦能，例如：事件的感知能力更強，如及時發現水體污染等情況；能夠實現各類信息的協同觀測，如天、地、空一體化觀測數據獲取；高效進行數據信息的提取與建模；聚焦服務，實現智能決策支持等[5]。

2.5 掌握空間信息網絡的基礎理論

首先，需要建立多學科協同研究的工作理念，并掌握大數據時代下地理信息測繪工作的變化機理。例如：所要協同研究的內容有數學宇航通信科學、通信數學物理科學、遙感信息計算機科學等。

其次，數字宇航通信科學要了解空間動態組網的基本知識，如空間網絡拓撲結構與容量等，掌握變時空尺度下的拓撲結構模型和網絡理論、可拓展異質異構組網關鍵技術、空間信息安全機制與協議。在通信數學物理科學中要了解網絡信息傳輸的基本知識，如動態網絡高速傳輸的理論與方法，其中包括動態時變網絡信息理論、高動態時變網絡高速信息傳輸、智能天線與多點協同信息傳輸等。在遙感信息計算機科學領域，要掌握實時感知處理技術，加大對空間信息稀疏表征與融合處理的分析，并了解空間多傳感器的時空基準與系統感知機理、網絡化信息共享模型和統一表征、多源信息時空同化與融合處理、網絡化信息快速提取與知識發現等。

2.6 加強空間與視頻數據價值的挖掘

為能夠進一步發揮信息化、智能化、數字化技術的效能，并加強對數據信息價值的深度挖掘，則可以通過空間數據與視頻數據相融合發掘的方式，將傳統記錄數據業務變為主動挖掘信息數據價值。

例如：隨著我國科學技術的不斷發展，許多城市中都安設了視頻傳感器，而這些數量規模龐大的視頻傳感器，能夠生成海量實時影像信息與視頻信息，方便相關工作人員對核心測繪區域數據的收集。因此，可以依照工作的實際需求，在重點區域，設置實時預警機制，加大對區域隱私的保護，提高安防等級，以便獲取更多的空間與視頻數據。

除此之外，還要將智能識別系統大范圍地引入到地理信息測繪工作之中，通過計算機視覺、圖像分析、智能視頻技術等，提高數據信息的精準性，并推動該項工作朝著自動化的方向發展。

為進一步提高數據信息挖掘的能力，還需要引入人工智能等技術，對數字圖像進行有效處理，以便提升系統理解數字圖像與視頻的能力，實現對場景的實時動態監測、分離、跟蹤，減少人為處理對結果所造成的干擾，盡早實現各目標的有效與高效識別。

2.7 地理信息測繪工作的展望

基于時代發展的需求，當前我國的地理測繪工作必須加快邁向大數據時代，并要不斷利用先進的測繪技術為其賦能。但當前，測繪信息的快速增長也使其存儲規模較大和所投入的成本資金較多，這也成為制約地理信息測繪工作發展的重要因素。因此，在未來如何使用更少的投資，來實現地理信息測繪工作的效益最大化，便成為了重難點。

同時，通過在地理信息測繪工作中引入大數據時代意識和智慧地球、城市理念，通過物聯網與云計算技術，提高現實世界與數字世界的融合度，實現對各類人與物的感知，方便為后期管理和智能服務提供支撐，實現人與自然的和諧共生。

除此之外，還要完善信息基礎設施，只有這樣才能保證測繪地理信息工作向智慧測繪地理信息工作的快速轉型，為各項工作的推進提供良好保障。

3 結語

綜上所述，在大數據時代背景下，地理信息測繪工作應將信息化、智能化、數字化技術引入日常工作之中，以便實現傳統業務的加快轉型，推動我國城市規劃與環境保護事業的發展。同時，由于現階段我國的信息技術高速發展，也導致了地理信息測繪技術更新換代較快，因此，相關人員作為工作的主體，應加大對信息技術的學習力度，以便能夠滿足時代和業務改革的實際需求。