地理空间大数据建设面临的问题与对策_白穆.pdf

第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：白 穆（），男，河北无极人，高级工程师，博士，年毕业于北京师范大学地图学与地理信息系统专业，主要从事遥感科学与技术、地理国情监测与分析方面的工作。地理空间大数据建设面临的问题与对策白 穆（自然资源部陕西基础地理信息中心，陕西 西安）摘要：大数据背景下测绘地理信息的发展有了新的驱动力，本文通过分析地理空间大数据在互联网、产业和公共服务等应用范畴中已经出现的新情况与新问题，分析指出地理空间大数据需从改进测绘地理信息管理、加快地理空间大数据科技攻关、实现基于地理空间大数据为基础的信息化测绘体系建设和构建地理空间大数据服务模式等着力点加快发展。关键词：测绘地理信息；大数据；问题；对策中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：；引 言大数据时代的来临，使其迅速在商界、政务管理、各学科领域乃至社会民生中引起了高度的关注与强烈的反响，虽然大数据理论体系尚未成型，其技术、方法与应用实践已然走在了前面。当前，许多国家都认识到了大数据的重要作用，纷纷将开发利用大数据作为夺取新一轮竞争制高点的重要抓手。美国、日本、欧盟均推出本国、本地区的大数据实施战略。地理空间大数据是大数据的重要组成部分，也是数据信息的重要载体和数据整合的基础框架。正如，手机上安装的任一款，都会询问用户是否可以“读取位置信息”；导航地图上的“搜周边”，吃喝玩乐游购娱全方位为您导航。人类生活所产生的数据有 与空间位置有关。在国家大数据战略的趋势下，应以大数据思维充分认识和挖掘地理空间大数据面临的问题，以便更好地发挥地理空间大数据在大数据时代的作用。大数据视角下地理空间大数据面临的问题 按照来源，大数据可以划分为机器产生数据、人创造数据、行为产生数据和分享集中数据 种形式。通过这 种方式主要汇集成面向互联网、面向产业和面向公共服务的三类地理空间大数据范畴。面向互联网的地理空间大数据面向互联网的地理空间大数据，是以移动互联网和互联网企业为代表，借助卫星定位、移动通信蜂窝定位技术及其微陀螺、加速度计等各种微小传感器的支持，在利用移动设备的传感器收集大量的用户数据或利用公众在互联网平台上的行为记录形成数据集合的过程中，实现了虚拟互联网与现实世界的融合，使得社交媒体数据、手机数据和传感器获得的文本、图像、音频、视频等数据增加了地理空间属性。面向互联网的地理空间大数据面临的问题主要有：）包含地理空间信息的数据类型多样、内容丰富且异构特征显著，形成广泛的测绘地理信息数据来源。移动传感器网络方式采集的个体出行轨迹，具有位置标签的照片、移动定位指纹库，具有地理空间语义的网络文本，基于位置的复杂社交网络关系与内容构成了具有地理空间分布特征的半结构或非结构化异构信息。这些信息的数据内容涉及自然环境、民意调查、社会动态、人口流程等方面，同时地理空间分布特征的形态很多是隐式的。）更加关注时空数据的动态集成，实现近乎实时化的分析处理和响应。面向互联网的地理空间大数据强调动态性，对于地表要素或区域，强调与其关联的实时属性变化（很多是社会属性，如人口密度、交通状态、温湿度、空气质量、噪声、光照等）；对于移动对象，强调其几何位置的连续表达和其他社会属性的实时变化表达，如百度在春节期间发布的中国人口迁徙地图，高德地图的实时路况等。）测绘地理信息数据采集的专业化程度降低，地理信息安全正在经受新的考验。各种便捷化的测绘工具和方法，如移动测量车乃至智能手机等，使得测绘基础数据更加易于获得。公众利用这些工具获得的数据隐含着地理空间信息，使得公众主动或被动地成为地理信息数据的采集者和生产者。同时，随着自发性的地理信息数据采集、众包、（用户生产内容）等地理信息数据生产方式的日益流行，极大地增加了对非法测绘行为和地理信息安全保密等方面的监管难度。面向产业的地理空间大数据面向产业的地理空间大数据是大数据对测绘地理信息产业升级改造的响应，以大数据思维方式在测绘地理信息生产链内部发挥大数据的预警、预测、决策、智能职能，构建以“数据为核心”的智能化产业生态系统，让生产过程、生产工艺、决策过程更加优化、更加智能，更具前瞻性。如美国德克萨斯大学针对数据有效性的一项研究表明，如果企业数据使用率提升，零售、咨询服务、航空等行业人均产出将分别提升、和。面向产业的地理空间大数据面临的问题主要有：）信息化测绘体系尚未完全建成按照需求层次理论，从低到高分别是数据需求、信息需求、知识需求、智慧需求和价值实现，信息需求是企业适应外部环境和内部条件变化的基本需求，是降低工作成本和提高企业工作效率的必要手段。按照原国家测绘地理信息局的工作部署，到 年将全面建成信息化测绘技术体系，该体系在测绘基准、数据获取软硬件装备、计算机网络等基础设施的支撑条件下，以现代测绘基准、多源数据实时获取、多源数据自动处理与更新、测绘地理信息智能管理与交换、测绘地理信息网络服务、测绘地理信息社会应用、测绘业务信息管理为主线，达到业务流、数据流、信息流、控制流的完整统一。）面向生产链的数据体系尚未建立构建以“数据为核心”的智能化产业生态系统，是以面向全生产链的数据体系为支撑的。该数据体系涵盖了测绘地理信息企业或组织实现业务价值的各个流程环节，如生产资料、财务报告、统计数据、合同、客户关系、开发源代码、生产管理记录、项目成果等。“用数据说话”到“用数据创新”是大数据应用基本的业务逻辑，因此，建立面向生产链的数据体系，实现数据结构的清晰化、条理化和脉络化，是大数据成功应用的基石。面向公共服务的地理空间大数据面向公共服务的地理空间大数据，是以测绘地理信息成果资源开放共享和开发应用为重点，发挥地理空间大数据在整合共享其他各类信息数据的公共基底作用，进而提高社会治理、政府管理和城市运营等公共服务方面的能力。测绘地理信息部门打造的数字（智慧）城市、天地图、地理国情普查和监测等测绘地理信息平台，极大地丰富了我国基础地理信息数据资源，为我国大数据战略实施夯实了测绘地理信息基底。面向公共服务的地理空间大数据面临的问题主要有：）数据融合与管理的制约在不考虑与其他来源数据融合的前提，仅测绘地理信息部门对外服务，就已形成了 产品（、）、激光点云、街景数据、三维数据、遥感影像、数据等异构多源数据类型。由于大数据天然的异构性，来源混杂，基于传统 实现数据融合压力极大。与此同时，传统的关系型数据面对地理空间大数据局限性越来越明显，半结构化和非结构化数据库可实现海量异构数据的高效存储与访问，且具有高扩展性与高并发特征，可实现混合架构的地理空间大数据引擎将大行其道。）数据分析与挖掘的制约传统的地理信息算法受到早期计算机技术的制约，以串行计算为主，未能及时改进为并行算法，难以满足大数据环境下分布式并行处理的架构要求。同时，基于复杂、异构、海量的地理空间大数据，尚需加强深度学习、关联分析、空间聚类和分类等领域的理论研究和技术研发，以满足多要素的时空关联、轨迹分析和复杂的地理空间特征分析等方面的应用需求。）地理信息服务的制约在大数据时代，人们对地理信息服务需求更加广泛，类型也更加多样，使得服务端的需求呈现“多样化”。而传统地理信息服务方式是离线的基础测绘成果提供和以“天地图”为代表的电子地图服务为主，一方面，数据现势性不强，以陕西省为例，图龄超过 年以上的图幅占到全省 地形图总图幅的；另一方面，“天地图”等电子服务方式较为单一，多以静态展示或地理底图等形式提供服务，尚不能达到快速精准化的定制服务或以大数据分析为特征的大数据应用模式。地理空间大数据发展的思考通过上述分析，地理空间大数据在面向互联网、面向产业和面向公共服务等应用范畴时，将实现更加多源的采集、更加广泛的互联、更加高效的生产、更加智能的决策和更加灵性的服务。特别是测绘地理信息部门已纳入自然资源部，测绘地理信息将在更加广泛的平台发挥地第 期白 穆：地理空间大数据建设面临的问题与对策理空间大数据的作用。）以“大测绘”的理念改进测绘地理信息管理几年前，原国家测绘地理信息局党组果断提出了树立“大测绘、大科技、大产业、大服务、大发展”的理念。在大数据时代，更需要继续坚持“大测绘”的发展理念，进一步把测绘地理信息事业融入经济社会发展的大局中去考量和谋划，最大限度地释放测绘地理信息应用的潜能，更好地彰显测绘地理信息服务的价值。同时，对信息安全保密政策、测绘统一监管模式等进行改革，加快完善相应法规政策、技术标准和执法方式，在保证信息安全和数据隐私的前提下，使测绘地理信息管理更加适应大数据时代和技术的发展。）加快围绕地理空间大数据的科技创新和技术攻关技术是产业发展的支撑，地理空间大数据已经进入大爆炸时期，但从这些海量地理空间数据中提取出的知识还很贫乏。必须着力强化时空信息云计算、异构众源数据融合与管理、数据分析与挖掘、大数据可视化、信息安全等方面的关键技术攻关，尽快取得一批创新成果。紧抓“国家信息化发展战略纲要”实施的契机，加强测绘地理信息云服务基础设施和地理空间大数据中心建设。）构建基于地理空间大数据为基础的信息化测绘体系为推进地理空间大数据应用而建立的地理空间大数据中心将成为信息化测绘体系的重要平台。地理空间大数据中心将实现软硬件资源统筹、多源数据集中式处理与协同式作业、测绘地理信息智能管理与交换、基于数据库的数据更新和制图、测绘地理信息网络服务等。按照“数据为核心”的理念，建立面向生产链的数据体系，实现测绘业务信息的有效管理与信息挖掘，是信息化测绘体系的重要特征。）培育具有大数据特征的地理空间大数据应用在数据层面，进一步提高时空地理信息数据的获取能力，增强数据的现势性和丰富度，实现地理空间数据的“有求必（感）应”。同时，进一步打破国家、地方和部门之间地理信息资源建设和应用的管理壁垒，实现地理信息的网络互连、广泛共享。在大数据应用层面，按照大数据技术架构，充分发挥数字（智慧）城市、天地图、地理国情普查和监测等测绘地理信息平台在信息整合、空间分析、监测预报和可视化等方面的功能，实现应用需求的快速定制，使之成为管理决策的科学工具、信息化建设的基础平台、高效优质服务的重要支撑，推动测绘地理信息工作更加直接地服务经济社会发展。结束语伴随着大数据时代的来临，地理空间大数据也必将获得前所未有的发展。本文围绕面向互联网、面向产业和面向公共服务等应用范畴，阐述了互联网海量、众源、异构、隐式测绘地理信息快速增长出现的新情况和大数据在产业发展转型中的作用以及面向公共服务时地理空间大数据应用的不足，进而对地理空间大数据在管理理念、技术方法、产业转型方向和服务方式等方面提出了更高要求。地理空间大数据良好的发展前景，已经为测绘地理信息工作展现新作为、做出新贡献开辟了道路。参考文献：徐冠华全社会要高度关注“数字地球”科学新闻，（）：大数据治国战略研究课题组大数据领导干部读本北京：人民出版社，库热西买合苏提大数据时代测绘地理信息如何服务发展：陆锋，张恒才大数据与广义 武汉大学学报（信息科学版），（）：翟永，刘津建设地理信息大数据的思考气象科学进展，（）：周星，桂德竹大数据时代测绘地理信息服务面临的机遇和挑战地理信息世界，（）：编辑：刘莉鑫（上接第 页）宗玮，林文鹏生态文明建设视域下 软件与应用课程思政教学探索南京师大学报（自然科学版），（）：张书亮，杨祺琪，侯泽宇，等面向“精准扶贫”的 课程思政实验案例设计南京师大学报（自然科学版），（）：牟乃夏，张灵先，任浩楠海上丝绸之路 课程思政实验案例库建设与思考南京师大学报（自然科学版），（）：赵富学中国共产党百年红色精神融入高校体育课程思政建设研究武汉体育学院学报，（）：张艳红，路兴昌，温世博，等东北地区红色资源信息库建设中的思政元素与应用南京师大学报（自然科学版），（）：熊礼阳，赵飞，程瑶，等红军长征 课程思政实验案例建设探索与实践南京师大学报（自然科学版），（）：王雅萍，景海涛，杜久升，等太行山抗战 实验案例库建设与实施南京师大学报（自然科学版），（）：娄昊，赵瑞，薛贝，等中国近代革命战争史融入 思政教学改革与实践南京师大学报（自然科学版），（）：蒋福明，唐晶高校思想政治理论