大数据在地理信息产业中的应用研究

阮逸飞

摘要：文章首先对大数据及其主要特征进行了概述。然后从地理信息系统、测绘、导航与位置服务等三个方面对大数据在地理信息产业中的应用展开了论述。最后就大数据时代下地理信息产业的发展进行了展望。

关键词：大数据;地理信息系统;计算机视觉

当前，我们处于大数据时代。大数据改变了我们的思维方式、生产方式和生活方式，促进了各行业的革新和重塑^[1]。地理信息是一个国家基础性的战略资源，是进行宏观管理、城市规划、资源调查、导航定位出行等工作基础性的支撑平台。本文基于笔者在学习生活中对大数据、互联网、人工智能、地理信息等方面的所知所感，对大数据在地理信息产业中的应用展开探究。

1 大数据概述

大数据（Big Data）是指无法在容许的时间内用常规的软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合，是海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据规模的标准是持续变化的，当前泛指单一数据集的大小在十几TB和PB之间。

大数据具有5V特征^[2]：①数据体量大（Volume），从PB到ZB量级，不可能集中存储和处理;②数据增长速度快（Velocity），动态增长，以数据流呈现，有时效性;③数据来源多样（Variety），多源、异构特征突出，结构化和半结构化数据体量巨大，占到数据总量的80%;④存在大价值，但价值密度底（Value）;⑤数据的真实性（Veracity），由于数据噪音、缺失、不一致性、歧义等引起的数据不确定性显著。

2 大数据在地理信息产业的具体应用

地理信息产业主要指以测绘地理信息系统、卫量导航等为基础，以地理信息开发为核心，从事地理信息处理运用的高科技服务行业。下面将从三个方面论述大数据在地理信息产业中的应用。

2.1 地理信息系统产业

地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁和各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，是一种集合地理科学、环境科学、计算机科学、管理科学等学科的综合边缘学科系统^[3]。

在地理信息系统中，信息的获取处理和应用最为关键。如果把地理信息系统比作大脑，那么遥感和全球卫星定位系统（GPS，Global Positioning System）是它的两个眼睛。在以往的信息采集中，地理信息都是由专业人士通过实地测绘、摄影测量和遥感技术、全球卫星定位系统等方式进行采集并处理。但在移动互联网和大数据时代，移动终端在人们生活中占据非常重要的位置，这使得人们利用一部手机通过移动互联网获取地理信息，而相关地理信息数据呈现几何式爆炸增长。这样地理信息的采集者由专业人士变成了广大民众。

随着大数据、人工智能等新技术的快速发展，许多新技术应用于地理信息系统。比如计算机视觉理论。“计算机视觉”又称为机器视觉，它是一门研究通过图像或者视频数据观察周围世界的学科，主要以摄像机或者摄像机拍摄的图像或视频为原始数据，提取在图像或者视频中能观察到的事物。使用计算机视觉技术的优势在于可以提高效率和自动化程度，便于实现信息集成。目前计算机视觉技术在地理信息系统的数字摄影测量和遥感特征目标识别中具有重要应用价值。此外人工智能、云计算、边缘计算、雾计算等和地理信息系统GIS结合还有非常大的空间和价值。

2.2 测绘产业

从前的测绘工作需要有专业精密的仪器辅助，制出的地图有很多的误差，测绘的地理信息服务，只是将信息本身传播，没有对信息本身进行加工处理，所以信息存在很大的漏洞和错误点。随着技术的不断更迭发展，测绘产业的数据获取和信息来源渠道越来越多，由高至低有卫星、无人机、地下雷达，这涵盖了城市多维的基础地理空间数据^[4]。所以在测绘大数据采集层面要发挥多种途径的价值。

另一层面，大数据融合测绘工作，可以计算机自动绘图，这提高了测绘的精度和工作效率，节省了人员的精力^[5]。在信息处理阶段，基于大数据本身所特有的不确定性的特点，要采用非结构化的空间数据处理技术，建立相关对象的信息模型，同时也要加强测绘地理空间数据与第三方数据的融合力度。

2.3 导航与位置服务产业

导航与位置服务主要是基于导航定位、移动通信、数字通信等技术，建立人、事、物、地在统一时空基准下的位置与时间标签及其关联，为公众提供随时获知所关注目标的位置关联信息的服务。要实现这些服务，必须要有大数据作为支撑。具体有①空间地理信息大数据，这里的空间地理信息是指以导航电子地图为载体重点表达道路网络、兴趣点信息等与人们生活相关度较大的信息;②用户空间移动行为信息大数据，这些数据是通过全球导航卫星系统（GNSS，Global Navigation Satellite System）等获得的用户活动数据，例如个人历史轨迹数据、个人行车习惯数据、车辆轨迹数据、交通路况数据等;③空间媒体大数据，这些媒体数据主要来源于移动社交网络、微博、微信等^[6]。

大数据为导航与位置服务产业带来了商机，同时也在技术、安全、人才等方面提出了挑战。大数据的挖掘和应用将成为导航与位置服务的重要内容，也为相关企业创造多方位的价值。

3 结语

在大数据时代我国地理信息相关产业需要面对的新一轮的机遇和挑战。大数据的价值不仅会给行业带来更多的商机，也会带来更多的挑战。地理信息技术与移动互联网、大数据、云计算、人工智能等高新技術的深度融合，促进了地理信息产业的飞速发展，催生了许多新产品、新服务和新业态，比如智慧城市、自动驾驶，深刻影响了经济社会发展和普通民众的日常生活。

参考文献

[1]维克托·迈尔—舍恩伯格，肯尼思·库克耶. 大数据时代：生活、工作与思维的大变革[M].浙江人民出版社，2013.

[2]罗名海. 大数据在地理国情监测中的应用探索[J].地理空间信息，2018，16（11）：1-6.

[3]高利鹏. 计算机视觉技术在地理信息系统中的应用[J]. 软件，2010，31（12）：70-72.

[4]罗显圣. 大数据在测绘地理信息中的应用分析[J].智能城市，2018，4（16）：68-69.

[5]严惠. 大数据对测绘地理信息工作的影响[J].资源信息与工程，2018，33（05）：197-198.

[6]周瑞华. 大数据时代导航与位置服务的发展[J]. 现代计算机（专业版），2014（14）：54-56.