高金龍

（山東國建土地房地產(chǎn)評估測繪有限公司，山東 濟南 250101）

現(xiàn)階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為地理信息行業(yè)的進步提供巨大的推動作用。大數(shù)據(jù)技術(shù)自身具備一定的優(yōu)勢和特點，能夠有效應用在地理信息系統(tǒng)中，并為地理信息系統(tǒng)的完善提供關鍵基礎。因此，需要加強對大數(shù)據(jù)的認識和了解，加強大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中的應用，凸顯大數(shù)據(jù)的關鍵價值[1]。

1 大數(shù)據(jù)

“大數(shù)據(jù)”一詞最早于20 世紀80 年代由美國未來學家AlvinToffler 在其著作中提出，不過，到目前為止還沒有一個公認的定義。大數(shù)據(jù)已經(jīng)超越了GIS 領域在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的能力范圍，并且虛擬現(xiàn)實和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展使得大數(shù)據(jù)逐漸呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)海量性、復雜性等特征。同時，“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出更加快了網(wǎng)絡信息的發(fā)展和增長的步伐。2017 年，劉先林院士就在其發(fā)表的論文中對“互聯(lián)網(wǎng)+”時代GIS 的智能特征進行了論述并對其展望，指出“互聯(lián)網(wǎng)+”時代GIS 主要有作業(yè)范圍更廣、重復采集頻率更高、粒度更小、分辨率更高、精度更高、后處理更智能化、與大數(shù)據(jù)相融合和增強型GIS 對3DGIS提出了更高的要求。可見，互聯(lián)網(wǎng)對于GIS 行業(yè)的發(fā)展起著非常重要的推動作用，其為GIS 帶來了許多的機遇。然而，互聯(lián)網(wǎng)對GIS 的挑戰(zhàn)也在逐步增加。

2 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)在應用過程中，主要依靠計算機硬件設施通過對地表空間數(shù)據(jù)的采集，收集整理，從而形成關于地標信息數(shù)據(jù)的資料庫。各行各業(yè)的發(fā)展都離不開地理信息系統(tǒng)所建立的數(shù)據(jù)資料庫，測繪行為更是離不開地理信息系統(tǒng)的支持。由此可見，地理信息系統(tǒng)的完善為測繪地理信息的高效推進做出了巨大貢獻。另外，地理信息系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)涉及的范圍非常廣泛，其所收集的數(shù)據(jù)具有明顯的特征，這些特征通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)關聯(lián)性強，數(shù)據(jù)豐富。

3 測繪地理信息服務在大數(shù)據(jù)時代面臨的機遇和挑戰(zhàn)

首先，收集數(shù)據(jù)的途徑明顯拓展。數(shù)據(jù)是提供測繪地理信息服務的基礎，在傳統(tǒng)的測繪地理信息中，需要由人工廣泛收集數(shù)據(jù)，不僅效率低而且不能保證數(shù)據(jù)的精確性，更重要的是難以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)支持。而應用大數(shù)據(jù)技術(shù)，即使在脫離人工的條件下也可以快速準確地收集大量數(shù)據(jù)，極大地提升了測繪地理信息服務水平。其次，提升了信息需求。結(jié)合前文的分析可以得知，在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，測繪地理信息服務開始走入人們的日常生活，人們對此也越來越關注，而且當前政府機構(gòu)針對測繪地理信息管理制定了很多有效政策，使其在民生方面的作用得到了進一步發(fā)揮。在信息爆炸式增長的今天，人們對信息的需求越來越大，由此提升了信息的消費量，帶動了測繪地理信息服務的發(fā)展，使其發(fā)展空間得到了極大的拓展。最后，促進工作效率的不斷提升。應用大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅可以快速收集大量數(shù)據(jù)，而且還能快速分析整理有用數(shù)據(jù)，改變了人工分析整理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)模式，極大地提升了工作效率[2]。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中應用的改善措施

4.1 提升數(shù)據(jù)存儲效率

信息化技術(shù)的發(fā)展，為大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應用提供了重要基礎。在很多行業(yè)，大數(shù)據(jù)的有效應用，為其發(fā)展合理縮減了運行成本，并提升了數(shù)據(jù)信息的存儲效率和存儲數(shù)量，為后續(xù)工作的開展帶來了很大的幫助。在地理信息系統(tǒng)中，單個計算機磁盤能夠擁有30TB 的容量，為地理信息處理工作的開展打下堅實的基礎，并為地理信息系統(tǒng)的發(fā)展提供巨大的空間。然而，由于地理信息系統(tǒng)功能相對較多，且數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)形式較為多樣化，在數(shù)據(jù)處理上有一定的難度。為了能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)的有效應用，還要提高地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲效率，保證地理信息系統(tǒng)自身的存儲容量，并實現(xiàn)對地理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的整合。首先，需要提高地理信息系統(tǒng)中硬件設備的性能，根據(jù)設備運行狀況，進行升級和優(yōu)化，從而增加數(shù)據(jù)信息的存儲空間，滿足大數(shù)據(jù)時代地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的要求和標準。其次，對現(xiàn)有軟件進行改善和優(yōu)化，從數(shù)據(jù)處理工作進行著手，提高單位空間下數(shù)據(jù)的存儲量，并通過數(shù)據(jù)壓縮等形式，在相同存儲條件下提升數(shù)據(jù)存儲量。

4.2 在地理信息服務與城鄉(xiāng)規(guī)劃中的應用

1.在明確城鄉(xiāng)規(guī)劃目標和要求后，管理部門要召開評審會，聽取有關專家意見建議并及時更改。

2.在當前的規(guī)劃審查工作中，規(guī)劃審查員利用計算機信息技術(shù)將規(guī)劃與軟件程序相結(jié)合，提高規(guī)劃審查水平。

3.將項目和檢查結(jié)合起來，即實地勘察，這使得規(guī)劃技術(shù)主管的工作更加精細。為了提高評估效率，可以利用無人機技術(shù)進行高效率的評估，通過移動網(wǎng)絡和實地調(diào)查等方法對地理大數(shù)據(jù)技術(shù)進行測量。

4.3 積極拓展資源

相關企業(yè)應積極拓展內(nèi)部資源，不斷增加資源儲存量，提升儲存、分析、整理資源的能力，同時將內(nèi)部資源安全對接網(wǎng)絡資源，并要不斷聚集重點資源，然后將相關資源高效應用到測繪地理信息服務當中，以充分發(fā)揮信息資源的作用。如果企業(yè)本身實力有限，不能達到以上要求，可以和相關企業(yè)或者社會組織、政府機構(gòu)等開展合作，共同挖掘資源并共享資源。另外，要在整體優(yōu)化的基礎上對資源的分配和使用進行統(tǒng)籌規(guī)劃，并通過多方聯(lián)系對資源體系加以完善。

4.4 提升數(shù)據(jù)庫可伸縮性和可擴展性

目前，地理信息系統(tǒng)逐漸朝向現(xiàn)代化的方向發(fā)展，且地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量也在快速增長，對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及管理等工作提出了更高的要求和標準，要保證地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可伸縮性以及可擴展性。對于地理信息系統(tǒng)而言，如果采用較為傳統(tǒng)的方式進行數(shù)據(jù)的管理，需要針對當前數(shù)據(jù)庫的信息進行拓展并分析。在地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中，關系型數(shù)據(jù)庫使用較多，對其進行升級和優(yōu)化，為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的升級提供重要保障。還要對數(shù)據(jù)進行升級，并根據(jù)相關要求和標準等，對數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有內(nèi)容進行區(qū)分。這一系列的操作不僅會消耗一定的時間成本，可能還會造成資源的浪費。另外，在地理信息系統(tǒng)中，還要加強對服務器本身狀態(tài)的關注，保證服務器自身的性能符合相關工作的實際需求。在地理信息系統(tǒng)中，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息相對較多，從而造成程序的獨立性受到了不同程度的影響。為了能夠及時處理好此類情況，需要對地理信息系統(tǒng)進行科學有效的處理。如果使用非規(guī)范化的處理方式，可能會增加數(shù)據(jù)維護難度。將大數(shù)據(jù)應用于地理信息系統(tǒng)中，要保證地理信息數(shù)據(jù)庫的拓展，并提升其整體性能。

4.5 地理信息系統(tǒng)的防控體系

很多行業(yè)都存在安全漏洞，地理信息系統(tǒng)環(huán)境下大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)信息也難以避免。我們國家相對其他發(fā)達國家，大數(shù)據(jù)平臺建立興起較晚，存在一些數(shù)據(jù)泄露、數(shù)據(jù)庫被盜取、視頻及圖像被竊取等安全隱患。在當前大數(shù)據(jù)平臺的安全防護架構(gòu)中可以了解到，區(qū)域界線防護主要通過部署防火墻、IDS 及ACL 等設置來實現(xiàn)，導致無法將邊界防護能力部署到接入層，結(jié)果就是感知層海量數(shù)據(jù)監(jiān)控設備只能依靠自身能力對抗?jié)撛陲L險。由于大數(shù)據(jù)平臺下地理信息系統(tǒng)安全領域尚未完善，不能采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全的解決方式，如購買殺毒安全軟件以達到立竿見影的效果來保障視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的安全。建議開展對大數(shù)據(jù)環(huán)境下的信息邊緣安全保障體系的相關技術(shù)研究，期待采用新方式、新技術(shù)，為下一代大數(shù)據(jù)平臺安全發(fā)展繪制切實可行的技術(shù)藍圖。

4.6 在構(gòu)建大型數(shù)據(jù)處理平臺中的應用

地圖的內(nèi)容比較多，信息量比較大，包括測量信息、航拍信息和測量工作信息等，信息存儲格式多樣，有文字的形式和圖片的形式。其中的一些信息（如表達式、音頻格式和視頻格式）的年代相對陳舊。大數(shù)據(jù)的應用改善了這一問題，構(gòu)建完整的大數(shù)據(jù)管理平臺，對不同的信息數(shù)據(jù)進行分類，利用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分類存儲，并根據(jù)實際需要進行適當?shù)臄?shù)據(jù)計算，可以實現(xiàn)對不同結(jié)構(gòu)信息的科學處理。

4.7 存儲資源池建設

隨著用戶需求的不斷提升，必然要求利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、IT 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等高新技術(shù)，為海量地理數(shù)據(jù)的存儲、處理、開發(fā)利用等提供新的視角，使地理信息服務向智能化、個性化、娛樂化發(fā)展，提升地理信息獲取智能化水平。

1.海量存儲資源池。針對日常作業(yè)任務中產(chǎn)生的大量過程數(shù)據(jù)以及最終的檔案成果數(shù)據(jù)，應該選擇擴展性強、成本低、高冗余的存儲類型，而集群式分布式存儲系統(tǒng)可以很好地滿足上述條件。集群分布式存儲系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，具有良好的橫向擴展能力，存儲性能和容量隨著存儲節(jié)點的增加而線性增長，并能提供多種服務接口，且具有對數(shù)億級的非結(jié)構(gòu)化文檔進行快速的讀取和檢索的能力。同時通過萬兆交換機實現(xiàn)高性能服務器及分布式存儲的互聯(lián)。該系統(tǒng)在內(nèi)存、硬盤以及插槽等方面需具有良好的擴展性,不僅能夠滿足檔案、災備等對海量的數(shù)據(jù)存儲需求,同時也可以滿足虛擬化及高性能計算的存儲要求，同時良好的擴展能力可以滿足不斷發(fā)展的業(yè)務需求。

2.核心數(shù)據(jù)庫。隨著越來越多的服務數(shù)據(jù)、專題應用數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫的建設，綜合地理信息數(shù)據(jù)需要實現(xiàn)多來源、多類型、多尺度、多時相地理信息的混合存儲、統(tǒng)一管理和集成展現(xiàn)。而采用FC-SAN（存儲區(qū)域網(wǎng)絡）通過將存儲設備、連接設備和接口集成在一個高速網(wǎng)絡中，可使存儲空間得到更加充分的利用，并且安裝和管理更加有效。FC-SAN 針對關鍵任務數(shù)據(jù)庫應用提供了很好的優(yōu)化，其中包括響應時間、可用性和可擴展性等方面。其中的性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性可以確保關鍵數(shù)據(jù)的安全。高可用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的成本、更高的應用水平。

3.低延時應急服務。測繪技術(shù)和測繪成果作為準確掌握突發(fā)事件災情險情的重要手段，是實施減災救災的基礎依據(jù)，而優(yōu)化多源災害信息獲取能力，提升數(shù)據(jù)處理環(huán)境和處理效率，需要通過構(gòu)建高性能的計算及存儲環(huán)境方能滿足實時的要求。全閃存高性能存儲可解決海量數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)庫等核心應用問題，用更短的數(shù)據(jù)處理時間獲得更加精確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為應急搶險救援提供更加高效、精準的監(jiān)測信息，提高應急測繪保障服務能力。全閃存高性能存儲具備大容量、高性能、高可靠性等諸多優(yōu)點，并可以與已部署的混閃存儲進行集群部署，實現(xiàn)存儲空間的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)平滑遷移，不影響現(xiàn)有業(yè)務，實現(xiàn)存儲容災。

5 大數(shù)據(jù)在GIS 中的應用展望

地理時空大數(shù)據(jù)在未來還會繼續(xù)以爆炸式增長，未來Linux 與云計算將快速發(fā)展，IT 行業(yè)最終將會成為社會基礎建設的重要部分。同時ARM 的低功耗計算平臺將會突飛猛進發(fā)展，并且推動物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。智慧城市將成為這一時代的大浪潮，位置信息、GIS 服務信息將會變成城市中不可缺少的一部分。王爾琪等研究者在2015 年的論文中對未來GIS 發(fā)展的技術(shù)趨勢進行了展望，除了云計算和低功耗計算平臺外，還有移動應用、數(shù)據(jù)開放、大數(shù)據(jù)分析、“地理智慧”、三維技術(shù)、開源軟件、社會化軟件等領域的快速發(fā)展會帶動GIS 行業(yè)的融合性，使地理科學研究者、地理愛好者和地理信息服務的使用者都參與到地理信息的認知、挖掘的過程中來。在2015 年，國務院正式印發(fā)《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，部署了大數(shù)據(jù)的發(fā)展與管理工作。未來大數(shù)據(jù)將推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進大數(shù)據(jù)的共享和利用，這將成為GIS 領域高速發(fā)展的一個良好契機。

6 結(jié)語

總而言之，在地理信息系統(tǒng)中，通過對大數(shù)據(jù)的有效應用，從根本上提升數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲能力，為地理信息工作的開展提供關鍵基礎。及時掌握大數(shù)據(jù)的相關內(nèi)容，并意識到大數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中應用的關鍵作用，采取合理有效的措施，從而實現(xiàn)對地理信息系統(tǒng)的優(yōu)化和升級，促使地理信息行業(yè)的進步與發(fā)展[3]。