基于大数据技术的古树名木信息共享管理平台方案研究——以湖南省常宁市为例

●喻 琨 刘国祥 陈 政

当前，包括共享技术等在内的各相关技术日臻成熟，其应用范围也不断扩大，人们可直接利用终端查询并调用所需的数据，可以说，信息共享是一种不可阻挡的发展潮流。在对地面信息搜集和共享等相关技术展开全面细致地研究后能够大体归纳出其未来发展趋势。不管是地面信息，抑或是与其相关的各种模型、算法等，它们均在网络的支持下进行传输和共享，在地学信息环境中，依托特定的标准或者要求共享信息、应用等，由此获得完整、准确且具有参考价值的研究成果。

一、古树名木信息共享的难点

古树名木信息共享活动主要涉及：古树名木空间数据资源；信息的采集、处理和应用等。与相关联的数据同时显现出来，也就是说，GIS 以及用户包括了古树名木空间数据的提供者、信息处理系统及信息需求者。[1]

古树名木空间数据信息与一般的数据资源信息不同，它反映了现实中某具体事物的地理分布方位及各种和地理特性相关的数据，一般和特定产品相结合，人们唯有通过指定程序方可访问其信息资源，这个与提供方的纵向服务是有关联的。提供方将数据提供给用户，包括：数据的管理、数据的传输和数据的应用三个方面，但是古树名木空间数据信息进行共享面临以下三个方面的困难。[2]

（一）可实现性

可实现性主要是指人们是否能够利用网络便捷高效地得到所需的地面信息。因古树名木空间数据具有其独特性，GIS产品同某个具体的商家紧密相联，数据的传输具商家来负责的，客户获得古树名木空间数据的途径之一是购买产品。[3]而传统的应用资源大部分都是针对单机和局域网用户面开发的，从而使得大量的数据资源不能够直接通过互联网访问面获得，如何解决这方面的问题以下三个方面考虑：（1）将互联网与数据空间的数据进行融合，把古树名木空间数据的信息融入到互联网信息中去。[4]（2）如何在互联网上查询到古树名木数据共享平台，并通过该平台搜索到用户所需的古树名木数据信息。（3）人们利用共享平台而获取的古树名木数据是否可以进行使用，亦或是需要转换后台后再进行使用。

（二）互操作性

互操作性主要指的是人们对所得到的古树名木数据信息的理解程度。由于所需的数据来自不同的产品，其数据结构和解释的模式存在一定的差异，用户对其理解和使用异构空间数据也不一样。作为用户不希望由于软件和数据的操作性而影响其使用，因此，急需突破这种“分割”局限，这是古树名木数据信息共享所面临的首要问题。[5]

空间数据的异构主要表现为语法和语义的不同，而GIS 正是解决空间数据异构的一把钥匙。能够以一种分层次的形式分析和探讨数据异构问题，所以，在实际应用中需着重分析和解决下述几方面的问题：（1）语法差异。对于不同来源的数据，应按照相应的格式进行保存；在实际应用中，即便保存格式相同，或许在版本方面存在一定差异。（2）语义差异。对于不同的数据来源，其概念模式存在不同，在不同的概念模式中，对于语句的解释也是不同的。（3）融合差异。将不同的语义的古树名木空间和不同的语法的古树名木空间在同一个平台上实现互相翻译和互相理解。

（三）易用性

所谓的易用性即指的是人们对古树名木空间数据处理的难易程度。很多产品为了满足用户的各种需求，都要对平台进行二次开发，将系统中的模式尽量简单化，以便拓展到多个任务分布计算模式，对于一些有特色需求的客户来说，还要使用开发数据处理矿机，否则无法及时有效地处理数据要素和服务要素间所具有的关联，也就无法利用要素间的关联来提供优质的服务。[6]

由于古树名木空间数据具有其特殊性，即空间数据的不兼容性，使得传统数据共享技术很难推广到空间数据共享中。自Roger Tomlinson 于1962 年首先提出空间信息系统的概念以来，其技术和应用得到快速发展，但是也存在很多先天性的不足。空间信息系统在传统的模式下仅仅只是一个缺乏明确标准且具有较强封闭性的应用程序，在实际应用中，不同信息的格式、处理流程等均是不一样的，但是古树名木信息系统则是基于各相关平台之上而进行构建和运行的，导致数据语法和语义之间存在矛盾，不能在应用系统之间直接开启数据信息共享。[7]

二、基于大数据技术的古树名木信息的共享

大数据（big data），又称“巨量资料”、“海量资料”，是指在现有条件下很难通过常规手段或者工具采集、管理数据。换言之，大数据由于具有数量巨大、类型多，结构复杂等特征，采用传统的数据处理技术很难达到预期的效果，[8]采用云计算技术对数据进行整合共享，交叉使用可以达到对数据进行处理和应用。当前是一个典型的大数据时代，通过先进强大的技术和工具及时高效地处理古树名木档案数据，针对性地采集、整合、处理有用的数据，为推进古树名木档案信息化发展夯实重要基础。

现在，数字古树名木公共服务是通过国家、省、市、县四级古树名木空间数据库，对古树名木信息展开公共化服务。在对现有的古树名木空间数据库进行完善的同时，对于古树名木网站、古树名木热线、电子地图等其他的古树名木信息化服务也要积极开展。古树名木公共服务项目对人民群众的生活产生便利，可以促进社会的经济发展，还可以维护国家主权和领地完整，所以，当前应高度重视并大力促进古树名木信息化建设。受各种因素的影响，我国古树名木信息化发展程度较低，处于明显落后状态，各地的发展水平也不均衡，同发达国家比较还存在一定的差距，古树名木大数据建设才刚刚开始。

在国民经济保持迅猛发展的良好态势下，城镇化建设步伐日益加快，特别是在国际经济一体化进程持续推进、国民经济保持如火如荼发展势头的今天，古树名木使用变得愈来愈频繁，而这即对其服务标准提出了更高要求。有专家表示：大数据时代已来临，人们的生活会变得更加智能化、舒适化、便捷化，在不久的将来或许会出现智能化城市。

当前，我们已进入大数据时代，各相关技术日臻完善，使得包括数据计算等在内的各类技术框架体系发生了翻天覆地的变化。比如电信运营商IT 支撑系统，一直以来，各应用系统之间保持高度独立性，信息分布零散，缺乏统一性和集成性，衍生了数据孤岛问题，基于跨系统的信息处理成为各国普遍面临的技术问题；另外，还存在着信息共享成本高、信息容量持续扩大等问题。如何更高效、更便捷地采集、处理数据，如何实现数据的跨系统应用，如何降低数据维护成本等，均是当前亟待解决的重要问题。

在大数据时代背景下，如何将各个不同的平台得到的古树名木数据按照特定要求高效便捷地整合至同一个数据平台上是各运营商当前亟待解决的问题。若将数据汇总至相同的平台上，那么就可以解决数据孤立问题，降低信息系统的存储和维护成本，为客户应用系统提供更完善、更多样的服务，既能够跨系统操作和使用，还能够直接生成具有良好较高参考价值的全局决策指导。

不过，实际应用并不广泛，从技术角度来讲，综合性数据平台的实现并非易事，而这也就直接导致了运营商对古树名木数据信息实现跨系统共享且真正实现的并不多见。然而，随着大数据相关技术的快速发展面发生改变，大数据技术为古树名木数据信息共享平台的建立提供了绝佳的机会和技术支撑。

（一）古树名木数据的共享平台的体系结构

在数据源、数据应用中，古树名木数据共享平台主要扮演着不可或缺的过渡角色，其主要作用在于根据特定的数据模型及时整合不同系统中所存储的运营数据，在进一步改善数据质量的同时实现数据共享和跨系统应用，另外，为公司管理人员制定科学合理的决策提供可靠的信息。其结构框架可参考图1。

图1 基于大数据技术的古树名木信息共享体系结构图

（二）古树名木信息共享平台的功能模块

在数据源、数据应用中，古树名木数据共享平台主要扮演着不可或缺的过渡角色，其主要作用在于根据特定的数据模型及时整合不同系统中所存储的运营数据，在进一步改善数据质量的同时实现数据共享和跨系统应用，另外，为人们制定科学合理的决策提供可靠的信息。概括来讲，数据共享平台需满足以下功能需求：（1）数据采集和存储。需要从源数据系统内按照特定规范和要求提取相关数据，并且需要对各种数据相对应的模型进行统一，以此确保来自不同系统的数据能够按照统一格式、标准进行保存。（2）数据处理。在按照特定规范和要求完成数据采集工作之后，需要通过采集共享平台对获取的数据作进一步处理，剔除不规范、不合理、不正确的数据。（3）数据共享。各系统之间不再使用网状数据接口，而是直接通过功能强大、性能可靠的数据共享平台便捷高效地实现数据共享，将经过处理的数据传输至需求方。数据共享平台功能丰富，能够根据用户需求实施查询数据，还能够自动生成报表等。（4）数据管理。可按照公司要求实时检查保存于数据共享平台中的相关数据，确保数据精准、全面，促进数据质量进一步提高。关于数据共享平台的模块结构可参考图2。

图2 古树名木信息共享功能模块结构图[9]

（三）古树名木信息共享的实现

对于古树名木信息共享平台来讲，在实际应用中，客户端不单单扮演着浏览器的角色，同时也发挥着系统的效用，主要负责响应平台指令，它和服务器端的交互流程可参考图3。

图3 大数据平台客户端与服务器端的交互过程

客户端利用Http 协议向服务器端传输请求，同时实现对数据可视化。服务器端主要负责对GetCapablilties、GetMap、GetFeatureInfo 等相关指令的响应，详情可参考表1。客户端能够实时化、便捷化接收GIF、JPEG、PNG 等常见格式的图像。

总之，随着大数据技术的不断完善和持续发展，我们逐步进入到一个全新的大数据时代，以大数据技术为支撑的古树名木信息共享平台代表了地理信息领域的未来发展趋势，能够促进古树名木信息服务水准得到进一步提升。本文设计的古树名木信息共享平台方案最突出的特征是引入并应用了先进强大的大数据技术，各应用模块之间各自独立、功能明确且便于实现。此平台具有良好的适用性和通用性，可直接应用于电信运营商IT 支撑系统，不仅有助于数据高效整合，节约信息存储和管理费用，还能够促进数据共享效率进一步提升，希望本方案能够为大家提供借鉴。

表1 服务操作列表