北斗卫星及大数据在物联网中的应用

王筱雪，姚 春

（1.南京信息工程大学电子与信息工程学院，南京 210044；2.南方测绘南京分公司，南京 210018）

1 引言

21世纪是科学技术交叉融合与快速发展的世纪，随着科学技术的不断发展，电子信息技术及诸多领域发生了一系列变化。我国北斗卫星系统的逐步建立及应用技术的推广，极大地促进了信息技术产业的发展，特别是卫星导航与定位技术的发展，成为大数据的重要来源，而大数据又支撑着物联网应用领域的拓展。

目前，人们普遍关注的大数据具有诸多内涵，它是指无法用传统IT技术和软硬件工具对其进行感知、获取、管理及处理与服务的数据集合。人们普遍认为，大数据具有规模性、多样性、高速性和价值性等特点。大数据的诸多优点决定了其在未来发展中的巨大潜力。随着大数据领域研究的进展，将推进物联网信息走向标准化和实用化。

由凯文·阿什顿于20世纪末提出的物联网概念，近几年来成为国内外重点研究的问题之一。正是如此，很多国家已经将物联网上升为国家战略的高度。随着智能交通、智慧环保、智能物流、智慧城市等应用的逐渐兴起，物联网已成为国民经济和社会发展中重要技术支撑，并将成为未来经济的新增长点。目前，中国的物联网研发工作，还仅仅处于探索阶段，未来隐藏着巨大的发展潜力。

北斗卫星的发射及运行，极大地促进了我国大数据及物联网领域的科学研究及技术研发进程。在物联网的发展过程中，北斗卫星通信技术的应用不但提高了物联网的整体发展质量，同时也保证了物联网的快速全面发展。

在21世纪高科技快速发展的背景下，探讨北斗系统与大数据及物联网的关系，分析其潜在的应用领域，具有重要的现实意义。

2 大数据及物联网的主要特点

2.1 大数据的特征

一般而言，大数据是指数据规模大于10TB以上的数据集。它具有数据量大、数据类型众多、应用价值高、处理速度快等一系列重要特点，这类数据与传统的数据具有明显的差异性。目前，在实际应用中，已经形成了PB级的数据量，其特征是具有规模性、多样性、高速性和价值性等特征，大数据正在成为复杂性科学研究以及现代服务业及相关领域发展的重要数据基础。

目前，大数据被认为是一种战略资源，其发展潜力是无限的。为了有效地管理复杂的大数据和有效提取有价值的信息，需要进一步认识与把握大数据的特性，并研发合理的数据处理模式。针对应用目的，通过处理和收集庞大而复杂的数据信息，拓展及深化人的认识能力。总体而言，大数据及其获取、处理、储存及应用技术与相应的基础研究，已经成为诸多学科领域的研究热点，大数据科学作为一个横跨信息科学、网络科学、系统科学、地球科学、社会科学等诸多领域的新兴交叉学科正在逐步形成。

2.2 物联网的特点

物联网概念的提出与发展是现代高新技术发展的必然结果。物联网是指把所有物品通过信息传感设备与网络连接起来，实现智能化识别和管理的技术体系。物联网的出现是互联网信息技术的重大创新与突破，它将网络从人与人之间的信息交互作用，扩展到了物与物、人与物的信息交互作用，并且体现出智能化的特点，极大地提高了当代社会的信息化水平。从技术而言，物联网是指通过射频识别技术、红外感应技术、全球定位技术、激光扫描技术等信息传感技术融合而成的技术体系，并能够实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络化系统，这种系统在诸多行业及社会生活的各个领域，帮助人们及时、精确、全面地获取和处理信息，为科学研究，产业发展及人民群众的生活服务。

物联网的理念离不开物体之间的通信联系，这是一项具有重要创新价值的技术进步。与此同时，物联网也是信息技术领域的又一个重要发展，它使传统网络从人与人的联系扩展到了物与物及物与人的联系，它把21世纪新一代IT技术充分运用到了各行各业之中，体现了现代技术发展的超凡潜力。事实上，在现实的应用领域，物联网就是把感应器嵌入到应用对象，如公共交通（铁路、公路、机场等）、物流载体（火车、货车）、输油（气、水）管道等各种物体中，并将其按照技术可靠性与互联网有机地整合起来，实现人类社会与物理系统的融合及其功能的升华。在此基础上，人们可以借助于物联网更加精细和动态地管理生产和生活，提高资源利用效率和生产力发展水平，改善人与自然的关系。

3 北斗系统与物联网的结合

我国自主研发的北斗卫星系统，是国际范围内卫星导航与定位领域的重要代表之一，该系统的建立与完善，与大数据及物联网的发展具有千丝万缕的联系。

目前，物联网技术的应用已成为推动信息化发展和产业变革的重要驱动力，物联网应用领域几乎遍及各个行业，甚至将物联网运用到了导航通信系统领域。与此同时，将北斗卫星导航定位技术应用到物联网中，既可以促进物联网技术的发展，也可以对北斗导航定位产业的发展起到积极的促进作用。北斗卫星导航与定位系统是我国具有独立自主知识产权的创新技术，而物联网技术也是一门新兴技术，在基础理论与研发技术的支撑下，北斗系统的发展将更好地服务于物联网的技术拓展及其行业应用。

目前，北斗系统可以为物联网提供位置导航与定位信息，极大地扩大了物联网的应用范围。而物联网作为北斗系统中的一个领域，可以直接为不同行业的用户提供其所需的地理信息，从而进一步提高信息科技产业的发展速度。北斗卫星导航与定位系统能够实现双向通信和准确的定位功能，在能够实现快速准确的定位功能的背景下，实现更多领域的应用。随着北斗卫星导航与定位系统功能的完善，其应用领域及潜力必将进一步得到拓展。

4 大数据与物联网的关系

在人们认识世界的过程中，逐步地建立起了诸多事物之间的联系。物联网的发展离不开大数据的支撑，大数据又可以提供足够的有利资源；随着物联网规模的不断扩大，也极大地推动了大数据的发展。简而言之，大数据和物联网是相辅相成。

4.1 大数据与物联网的密不可分

物联网产生大数据，大数据支撑并解释物联网。一些专家认为，大数据与物联网的结合是机遇与挑战并存，其外在表现就是物联网，而其内涵就表现为大数据。

目前，人们普遍关注的物联网，把不同行业、不同地域以及不同领域的物理实体，通过多种技术有机地联系在一起。当物联网利用各种传感器将物质世界中的各种信息转变为电信号并传送到处理系统中时，那就会产生相关数字信息总量的快速增长。在这种背景下，物联网是物体对外界进行感知并作出反应的过程；在这一过程中，无论是感知外界还是作出反应，都涉及数据的产生和处理。显然，大数据已经渗透到了每一个行业领域，成为现代社会重要的生产因素。人们对于海量数据的挖掘和应用，预示着对复杂问题探索的可能性。物联网的发展，为大数据的应用提供了更为有效的数据支撑。大数据的广泛应用，物联网的不断创新，带动了电子信息、无线通信、网络传输、信息识别等领域技术的迅速发展。同时，大数据也推动了物联网的发展。简而言之，物联网以应用为需求，将信息化技术替代人为主观判断，并以智能化处理为模式的应用，增强了效率，提高了精度，拓展了人的认识能力。诸多专家认为，大数据将为多目标应用和决策提供有效帮助，成为物联网和云计算等领域未来的重要发展趋势。

4.2 物联网为大数据提供了重要应用领域

大数据蕴含着巨大的社会、经济及科研价值，已引起了各行各业的高度重视。如果能有效地组织和科学地使用大数据，将对社会经济和科学研究产生巨大的推动作用。大数据正在改变着人们的生活方式，成为创新的源泉。

愈来愈多的人认为，大数据不仅仅是一种理念，它更加注重信息资源的科学管理和规范化。毋容置疑，大数据不同程度上也标志着人类在定量化和探索未知世界领域的前期积累。随着技术的发展，过去不可计量、不可存储、难以分析和难以共享的要素，都可以在大数据的模式下逐步被数据化，并为人们探索自然及社会提供了重要支撑。然而，无论是大数据，还是物联网，两者的交叉领域具有复杂性，他们在中国都还处于起步阶段。事实上，物联网所产生数据本身的复杂性，更是进一步加大了物联网领域大数据应用的难度。伴随着大数据的采集、储存、传输、处理和应用的相关技术，有必要强调大数据处理技术，它是系列使用非传统的工具进行处理，从而获得分析和预测结果的一系列数据处理技术。大数据处理技术正在改变着目前云计算的模式。相信在在不久的未来，人们将全面进入物联网时代。

5 结束语

理论发展与技术进步推动着大数据及物联网等新兴领域的快速发展。物联网产生大数据，数据挖掘及反演又产生新的大数据，将大数据发展理念应用到物联网发展的整个过程中，有利于实现以物联网带动大数据发展，以大数据推动物联网发展的战略模式。目前，不仅要从国家战略的高度规划大数据及物联网的发展，也要从全球化的目标，紧密跟踪国际发展态势，制定适应大数据及物联网领域国际前沿，拓展我国大数据及物联网基础研究及应用领域的特色，努力开创中国大数据与物联网发展的新时代。

结合我国北斗系统及其导航与定位技术，大数据与物联网发展具有重要的发展基础。物联网技术是一门新兴技术，在信息技术、网络技术、云计算技术等不断发展的背景下，北斗卫星导航与定位将更好地服务于大数据与物联网，并不断地推进我国生态建设，环境保护与社会经济的可持续发展。

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