大數(shù)據(jù)技術(shù)在測(cè)繪地理信息服務(wù)中的應(yīng)用研究

摘" 要：為解決城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)方面的一些問(wèn)題，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪地理信息服務(wù)當(dāng)中，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)加以研究，了解所涉及地圖制圖、測(cè)量、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等諸多方面的內(nèi)容，使大數(shù)據(jù)技術(shù)成為測(cè)繪地理信息服務(wù)活動(dòng)中解決問(wèn)題的關(guān)鍵工具，并提出建設(shè)智慧城市、規(guī)劃國(guó)土空間、做好公共服務(wù)、合理評(píng)估災(zāi)害等措施。旨在確保測(cè)繪地理信息工作的開(kāi)展達(dá)到預(yù)期效果，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的合理配置和充分利用，不斷擴(kuò)大測(cè)繪地理信息服務(wù)的整體范圍。[A3]

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù)" "測(cè)繪" "地理信息" "數(shù)據(jù)采集

中圖分類號(hào)：P208

Research on the Application of Big Data Technology in Surveying and Mapping Geographic Information Services

WU Shang

Changsha Planning Information Service Center， Changsha， Hu’nan Province， 410221 China

Abstract： In order to solve some problems in urban planning and environmental protection， big data technology is applied to surveying and mapping geographic information services. Research on big data technology is conducted to understand the various aspects involved in" contents of mapping， surveying， remote sensing technology， geographic information systems， and many other aspects involvedetc. Big data technology becomes a key tool for solving problems in surveying and mapping geographic information service activities， and measures such as building smart cities， planning national land space， providing good public services， and conducting reasonable disaster assessmentsreasonably evaluating disasters are proposed. IntendedThe aim is to ensure the expected results of surveying and mapping geographic information work， achieve the rational allocation and full utilization of various resources， and continuously expand the overall scope of surveying and mapping geographic information services.Changsha Planning Information Service Center， Changsha Hunan Province 410221 China

Abstract： To solve some problems in urban planning and environmental protection， big data technology is applied to surveying and mapping geographic information services. Research on big data technology is conducted to understand the various aspects involved in mapping， surveying， remote sensing technology， geographic information systems， etc.， making big data technology a key tool for solving problems in surveying and mapping geographic information service activities. Measures such as building smart cities， planning national land space， providing public services， and conducting reasonable disaster assessments are proposed.

Key Wwords： Big data technology; Mapping; Geographic information; Data acquisition

0引言[A4]

隨著先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)逐漸成為各行業(yè)內(nèi)必備資源之一，而為提高測(cè)繪單位測(cè)繪地理信息服務(wù)效率，減少傳統(tǒng)測(cè)繪地理數(shù)據(jù)類型單一等問(wèn)題。測(cè)繪人員通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，展現(xiàn)其在數(shù)據(jù)檢索、處理、分析及存儲(chǔ)等諸多方面的優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)文獻(xiàn)研究法、觀察法等推動(dòng)測(cè)繪地理信息服務(wù)的創(chuàng)新發(fā)展，從而展現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在交通管理、城市規(guī)劃、資源調(diào)查等諸多領(lǐng)域內(nèi)的價(jià)值，有助于實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的開(kāi)放與共享。

1" 大數(shù)據(jù)技術(shù)分析

大數(shù)據(jù)技術(shù)旨在從多樣化、海量數(shù)據(jù)內(nèi)，利用快速檢索、存儲(chǔ)、處理、分析、挖掘的方式，獲取有價(jià)值數(shù)據(jù)內(nèi)容的一系列技術(shù)總稱[1]。它在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)層面上興起，并數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析與處理，能夠引領(lǐng)IT產(chǎn)業(yè)的變革[2]。

1.1" 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

測(cè)繪人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，運(yùn)用抽?。╡xtract）、轉(zhuǎn)換transform）、加載（load）到目的端的方式，以ETL（抽?。╡xtract）、轉(zhuǎn)換transform）、加載（load））到目的端的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)源以及均勻分布在數(shù)據(jù)源內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行抽取，整理到臨時(shí)中間層[3]。然后，通過(guò)清洗、轉(zhuǎn)換、集成的方式，則可以實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或在數(shù)據(jù)集市內(nèi)加載。這樣，則可以有效夯實(shí)聯(lián)機(jī)分析的數(shù)據(jù)信息處理基礎(chǔ)，首先實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)內(nèi)容的進(jìn)一步挖掘。

1.2" 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)關(guān)系到多種數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式文件系統(tǒng)，主要可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)內(nèi)容的存儲(chǔ)與管理。而且，此技術(shù)的類型包括直接存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、云存儲(chǔ)這3種，[A5] 。其一，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)及相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用使信息能夠穩(wěn)定地在存儲(chǔ)設(shè)備中進(jìn)行保存并依靠磁帶、光盤(pán)等存儲(chǔ)載體，完成存儲(chǔ)。其二，則是通過(guò)塊存儲(chǔ)等手段將數(shù)據(jù)規(guī)劃成固定大小存儲(chǔ)塊，完成存儲(chǔ)。其三，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集群應(yīng)用、分布式文件系統(tǒng)等，使網(wǎng)絡(luò)渠道內(nèi)的各類存儲(chǔ)設(shè)備，借助軟件進(jìn)行結(jié)合并實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，能夠共同完成對(duì)外提供業(yè)務(wù)訪問(wèn)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，也就是私有云存儲(chǔ)、公有云存儲(chǔ)以及混合云存儲(chǔ)。

1.3" 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

該技術(shù)可以借助自然語(yǔ)言處理（Natural Language Processing[ 6] ，NLP）、機(jī)器學(xué)習(xí)等，將所采集到的內(nèi)容進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、分析與挖掘，從而展現(xiàn)出數(shù)據(jù)價(jià)值。

1.4" 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

數(shù)據(jù)可視化技術(shù) 主要憑借圖表、圖像等手段，以一種更加直觀的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的展示與結(jié)果的分析，這樣更加方便用戶對(duì)所檢索內(nèi)容進(jìn)行理解和實(shí)現(xiàn)決策。

2" 大數(shù)據(jù)技術(shù)在測(cè)繪地理信息服務(wù)中的應(yīng)用

2.1" 建設(shè)智慧城市

（1）相關(guān)人員將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于城市管理與運(yùn)作環(huán)節(jié)，可以增加在城市管理方面的精準(zhǔn)與全方位數(shù)據(jù)支持，幫助其快速做出決策，使城市的運(yùn)行水平有所提高。此時(shí)，其可將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于交通流量分析環(huán)節(jié)，讓相關(guān)人員可以進(jìn)一步了解車(chē)輛所在位置、道路是否存在擁堵情況，并以數(shù)據(jù)采集的方式，掌握城市交通狀況[4]。比如，[A8] 例如：以大數(shù)據(jù)技術(shù)為依托，讓相關(guān)人員可以通過(guò)向量判斷，交通道路的架構(gòu)方式，確認(rèn)車(chē)流、人流應(yīng)該怎樣去移動(dòng)。其中，方程式公式如下[A9] ：

式（1）中：表示權(quán)向量；表示超平面中的向量；表示偏置。這時(shí)，相關(guān)人員則可以基于此算法，開(kāi)展對(duì)城市道路的處置并根據(jù)超平面向量所產(chǎn)生的變化，使各部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容都可以利用函數(shù)的形式進(jìn)行展現(xiàn)。設(shè)置各交通的渠道觸點(diǎn)，保證可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容的自動(dòng)匹配工作。然后，使模型能夠自動(dòng)展現(xiàn)，模擬或反映城市交通狀況。

（2）為達(dá)成智慧城市的建設(shè)愿景，保障群眾出行平安，也可以設(shè)置1個(gè)應(yīng)用體系、1個(gè)智慧平臺(tái)、1個(gè)交管大腦及一個(gè)感知網(wǎng)絡(luò)（如圖1所示）。

如此，相關(guān)人員則可以基于該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)與城市交通信息的持續(xù)更新，最終將此部分內(nèi)容進(jìn)行整理， 存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，避免后續(xù)城市內(nèi)部發(fā)生堵塞等問(wèn)題。

2.2" 規(guī)劃國(guó)土空間

（1）基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，讓相關(guān)人員可以加強(qiáng)在生態(tài)保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)與相關(guān)領(lǐng)域方面的研究。設(shè)立地理信息的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，使平臺(tái)主要功能為空間分析、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、模型展示等，使相關(guān)人員借助平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容的清洗、集成、建模等工作，促使相關(guān)人員可以運(yùn)用可視化三維立體模型，展示各類與國(guó)土空間規(guī)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)[5]。但是，要保障部分低價(jià)值數(shù)據(jù)能夠轉(zhuǎn)換成高價(jià)值數(shù)據(jù)，待完成對(duì)區(qū)域環(huán)境的定標(biāo)、校正處理后，方可基于國(guó)土空間情況，計(jì)算生態(tài)模型中的歸一化指數(shù)，公式如下所示：

式（2）中，[A13] 為生態(tài)模型歸一化指數(shù)，取值范圍是“-1-1”；為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)期間近紅外波段的反射率；為紅光波段的反射率。。此時(shí)，相關(guān)人員還可[ 14] 以運(yùn)用遙感影像等，挖掘區(qū)域植被的覆蓋度、濕度指數(shù)等隱藏的數(shù)據(jù)內(nèi)容，增加國(guó)土空間規(guī)劃時(shí)的決策依據(jù)。

（2）相關(guān)人員為避免在整理地理信息時(shí)由于人工操作不規(guī)范而導(dǎo)致誤差，可以通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的使用，在實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)土空間信息采集后方可將重復(fù)或者無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，將剩余數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式完成清洗校驗(yàn)等工作，以保證數(shù)據(jù)的異構(gòu)性有所降低。隨后將該部分信息上傳到三維設(shè)計(jì)模型當(dāng)中，并依靠地圖投影等方式，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可視化程度。此外，所設(shè)立大數(shù)據(jù)平臺(tái)還應(yīng)包括7項(xiàng)資料地形地貌土地利用情況、農(nóng)業(yè)資源等信息，以方便相關(guān)人員對(duì)土地資源進(jìn)行集中利用，增強(qiáng)所建設(shè)環(huán)境的友好性。

2.3" 做好公共服務(wù)

一是相關(guān)人員應(yīng)注重攻破大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用難關(guān)，借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)外開(kāi)展公共服務(wù)并拓展測(cè)繪地理信息在使用過(guò)程中的應(yīng)用渠道，從而為群眾提供更加優(yōu)質(zhì)。比如，[A15] 例如：相關(guān)人員通過(guò)創(chuàng)建樹(shù)形模型，利用決策樹(shù)算法，將測(cè)繪地理信息服務(wù)中的工作的根節(jié)點(diǎn)、葉子節(jié)點(diǎn)的方向進(jìn)行統(tǒng)一，分類規(guī)劃路徑，使葉子節(jié)點(diǎn)能夠作為判斷類別。若此時(shí)，設(shè)置從“0”開(kāi)始的樹(shù)根入度節(jié)點(diǎn)，則可以確認(rèn)在測(cè)繪地理信息服務(wù)時(shí)的各節(jié)點(diǎn)上損益值，公式如下所示。

式（32）中：表示損益值；表示某一節(jié)點(diǎn)的最大期望值；表示[ 16] 信息增益值。這樣，相關(guān)人員則可以在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)建高程模型，將離散數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用效果與地物表面情況的描述，利用高程模型組建地理信息與測(cè)繪系統(tǒng)，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行處理，從而幫助后續(xù)測(cè)繪工程的實(shí)施。

二是相關(guān)人員為進(jìn)一步對(duì)區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪，還可以通過(guò)分型法插值法、濾波法等應(yīng)用確認(rèn)已知的離散高程數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過(guò)差值運(yùn)算等方式，確認(rèn)高程值。也可以通過(guò)反距離權(quán)重插值的方式，全天候監(jiān)測(cè)各地的無(wú)障礙設(shè)施并生成新型的盲文地圖等，將觸覺(jué)地圖、語(yǔ)音地圖與3d打印技術(shù)相互融合，為視力殘疾者提供相應(yīng)的幫助，使其能夠了解無(wú)障礙設(shè)施與當(dāng)前交通路況等信息，幫助其確認(rèn)自己所在的空間位置，從而為群眾提供更多的服務(wù)。

2.4" 合理評(píng)估災(zāi)害

由于自然條件下所發(fā)生的災(zāi)害影響較大，使相關(guān)單位在開(kāi)展測(cè)繪地理信息服務(wù)時(shí)，應(yīng)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，展現(xiàn)出其強(qiáng)大的分析能力，進(jìn)而運(yùn)用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地理信息模型的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)下一階段自然災(zāi)害發(fā)展過(guò)程的推演。這樣，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害損失、守災(zāi)范圍等準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。而政府部門(mén)也可根據(jù)相關(guān)單位所提出的預(yù)測(cè)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)對(duì)搶險(xiǎn)方案的制定。例如，在對(duì)某一區(qū)域的自然災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估時(shí)，可以采用反距離權(quán)重插值法，通過(guò)計(jì)算已知數(shù)據(jù)與未知區(qū)域的空間關(guān)聯(lián)權(quán)重，確定未知區(qū)域的關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合潛在災(zāi)害類型，分析可能造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)。借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)，還可以對(duì)泥石流、地震、城市內(nèi)澇等多種災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，提升災(zāi)害評(píng)估的合理性，從而不斷完善測(cè)繪地理信息服務(wù)體系。

3" 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以為測(cè)繪地理信息服務(wù)提供良好的發(fā)展方向。本人[A17] 只有將大數(shù)據(jù)技術(shù)順利應(yīng)用于測(cè)繪地理信息服務(wù)當(dāng)中，并以數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)為依托，才能為測(cè)繪工程提供更加全面且精準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)，增強(qiáng)測(cè)繪地理信息服務(wù)能力，從而有效推動(dòng)測(cè)繪地理信息領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，使各單位所測(cè)得的地理信息能夠發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。

參考文[A18] 獻(xiàn)：

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