实现大数据在轻量级WebGIS上的展示与分析

李江 蒋文洁

（1.三江学院，江苏 南京 210012；2.江苏苏海信息科技（集团）有限公司，江苏 南京 210000）

1 引言

自全球知名的咨询公司麦肯锡提出“大数据”时代以来，互联网与信息化领域的快速发展让人们逐渐认识到网络大数据的背景意义[1]。带有定位信息的数据量呈现爆炸性增长的态势，加上现代测绘技术（卫星、航空飞机、飞艇、无人机等）以及各种可穿戴设备的发展，网络签到、轨迹数据、物流数据等与空间位置有关的数据飞速增加[2]。更重要的是，伴随着互联网与人的生活紧密相关，人的行为实时制造数据，这些数据交织在一起就形成海量数据[3]。

科技的发展带动了警力数字化装备的提升，警力定位、移动、声视频对讲等都配备现代化、信息化的系统软件，每时每刻都在产生大量数据，如何有效地分析数据，提升数据的利用价值，合理划分安排警力资源，提高安保、出警效率是警务系统管理部门的重要工作职能。整理与合理利用大数据，可以提高生活水平，而一成不变，只会堆积耗费资源与带宽，所以在参与警务系统的开发中，归纳总结了有效的技术方法，使用轻量级的WebGIS，即可实现大数据的展示与分析。

本文主要从技术方面，介绍利用OpenLayers 代码库，实现大数据的实时获取、整理、展示、分析功能，从代码视角构建轻量级WebGIS 应用。

2 技术方法

WebGIS 是互联网技术应用于地理信息系统（GIS）开发的产物，是传统GIS 在网络上的延伸和发展，具有传统GIS 的特点，可以实现空间数据的检索、查询、制图输出、编辑等GIS 基本功能，同时通过互联网对地理信息数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作，是互联网上地理信息发布、共享和交流协作的基础。WebGIS 使GIS 的功能得以扩展，具有易操作性、跨平台性、良好的扩展性以及信息分布共享等特性[4]。

OpenLayers 是一个用于开发WebGIS 客户端的JavaScript 包，可以实现标准格式发布的地图数据访问，其设计之意是为互联网客户端提供强大的地图展示功能，为地理空间数据的信息化处理提供极大的便利[5-6]。OpenLayers 采用面向对象方式开发，并使用来自Prototype.js 和Rico 中的一些组件，开发者可以通过OpenLayers 在浏览器中实现对地图数据的丰富操作。

3 实现过程

目前，主流地图上的应用开发，一般以B/S(浏览器/服务器)模式呈现，即把业务应用集中在服务器上开发，浏览器负责展示。浏览器可以用PC 端、平板端、移动设备端等，如上模式即保证浏览端不需要安装应用，且把烦琐的计算分析等应用分配给强大硬件支撑的服务器端，保障了浏览器端的轻量级。

在警务系统的大数据展示与分析实现中，我们采用html5+js 实现浏览器端（即前端），用.net 的MVC 框架实现服务器端，采用portgresql+postgis 存储业务数据。本文仅介绍前端的实现。

本节将以可运行代码段方式，按顺序介绍实现大数据在WebGIS 上的展示分析，主要包括大数据实时获取、大数据在前端的展示、大数据的热区分析、大数据的移动模拟。

3.1 大数据实时获取

大数据的产生有很多种方式，由于涉及数据隐私等相关问题，数据的实时获取根据业务需求而需要获取授权等。本次项目的数据来源是警务工作设备产生的数据，设备内置应用会将位置数据实时推送至服务器端，从而组成庞大的大数据记录。实时获取原理是当数据库记录有更新时，则利用JS 类库去提取。目前，主流用WebSocket 实时动态获取数据，也就是采用通信方式监听数据，数据发生变化即通信开始连接工作。

WebSocket 在完成连接并初始化之后，开始接收数据平台推送来的信息，有新的位置信息便会立刻推送，应用端使用onmessag()方法进行实时监听。

3.2 大数据在前端的展示

获取实时推送数据后，需要在浏览器（即Web）上展示，数据展示的基础是电子地图，因行业的不同，可能需要展示不同的背景地图（即GIS），因此，大数据最终需要展示于WebGIS 上。

前端通过服务器端应用，从数据库取得数据后，将所有数据直接展示在地图上，可能是无序繁杂的，需要根据数据的业务特征进行分类与整理，然后再按业务的合理性进行展示。因此，需要先定义数据格式，再进行数据拼装，最后进行展示。

3.2.1 定义数据格式

在Web 端，JSON 是比较主流的交换数据格式，具体可自拟。

3.2.2 数据拼装

传递来的数据，需要根据定义的格式进行拼装，然后才能交付标准化的数据，如下示例。 });

3.2.3 数据展示

在完成数据的拼装后，即可把标准化的数据作为数据源，赋予容器进行展示，如下示例。

var ws = new WebSocket(“警员实时位置信息服务数据源地址”);

3.3 大数据热区分析

大数据进行逻辑拼装后，可以分类、聚合或指定条件在地图上展示，即完成大数据在WebGIS 的初级功能。专题图是GIS 的分析手段之一，因为图表以比较直观的方式展示数据的结构要素，与数字表格相比，不精准但直观，所以专题图在GIS 分析中经常采用，它提供给决策管理层很直观的数据感受。项目使用的热区专题图，即根据大数据分析指定时段全区警力的部署、执行、围栏状况等。

热区专题图可聚合多种大数据，采用渐进的色带来表现数据热区情况，可以直观展现空间数据的疏密程度或频率高低。大数据拼装、提取时，可依照小时、日、月、季等限制要素，然后根据数据情况在WebGIS 上实现热区分析效果图。

3.4 大数据的移动模拟

项目所涉及的大数据是人员的实时位置数据，需要模拟数据的移动情况，分析人员的警务活动情况，分析设定电子围栏的安全性等。我们在开发工作中，需要获取指定对象的位置数据，通过拼装形成轨迹，然后把数据按照OpenLayers 的要求创建数据源，在地图容器上叠加，并采用移动模拟方法进行模拟，从而实现人员移动的效果。

4 结束语

本文介绍了利用OpenLayers 技术方法实现大数据在轻量级WebGIS 上的展示与分析，包括数据的实时获取、热区分析和移动模拟等方面。目前市场上有不少WebGIS 类库，可扩展实现数据丰富的可视化分析、大数据挖掘计算等。

数据展示是呈现大数据的基本要素，把数据用活是大数据最终存活深度的展现。每时每刻、日益增长的数据给了社会压力，同样也带来无穷机遇，大数据研究已遍布多学科，作为应用的开发者，希望研究者有更多高效的算法、合理的模型能为开发所用，同时开发者也应把数据、服务呈现给社会。