大数据时代地理信息测绘工作转变研究

赵跃飞，杨德民

山东省地质测绘院，山东济南，250002

0 引言

地理信息测绘工作对城市规划和环境保护起到了决定性的影响，此项工作的复合性较高，随着近几年我国城镇化建设的不断发展，此项工作涉及的专业内容也越来越复杂。进入21世纪以后，信息技术飞速崛起，加快了大数据时代的到来，人们将信息技术引入了各行各业，推动了社会生产力的提高，因此，地理信息测绘工作也应顺势而为、乘风而上，加快传统业务向数字化的转型。

1 大数据时代对地理信息测绘所形成的影响

1.1 地理信息测绘工作面临的机遇

现阶段，我国地理信息测绘工作中的高素质复合型技术人才较少，阻碍了各类信息数据和工作成果的转化速率，工作效率迟迟无法提升。而通过信息技术，能够代替人力分析与处理作业，不仅可以提高测绘结果的精准性，还能够提高部门的工作质量[1]。

第一，推动地方智慧城市的落成。智慧城市是指通过物联网、云计算、空间地理信息集成技术，来实现对城市的规划、设计、建设管理。当前，如果在地理信息测绘工作中引入先进的智能化技术，则便于打造新型的未来城市。

第二，拓展地理信息测绘工作的深度与范围。我国在“十四五”规划中提出了相关产业由传统业务向数字化业务转型的指导思想，如果在地理信息测绘工作中能应用大数据等技术，则会加快传统业务的转型，并为此项工作赋能，可以在基础数据架构之上，延伸出多样化的服务类型，提高其应用价值。

1.2 地理信息测绘工作面临的挑战

第一，当前可以应用于地理信息测绘工作的技术较多，而如果将相关技术引入到实际工作中，则需要考虑技术通用性的问题。需要依照作业技术的实际需求，配置相应的智能化操作设备，而各设备之间的接口不统一，就会使得数据信息难以兼容转化，那么，工作人员就无法加快工作成果的落地，为此项工作带来了不便性[2]。

第二，测绘标准难以明确。通过信息技术的引入，也使得此项工作的应用范围更广，专业性不断增加，而对于所获得的综合性数据信息而言，是否能对多层次的业务信息进行指标的统一制定，成了难点之一。如果不能统一作业标准，势必会对主管部门和行业造成较大的负面影响，所生成的测绘结果质量也会参差不齐。

第三，专业人员无法跟上技术的革新。当信息技术引入后，由于部分新兴技术没有应用经验，也导致了部分工作人员的专业素养无法跟上业务技术革新与发展，最终也会导致技术应用效率过低或者传统业务无法加快转型的情况发生，不仅会浪费建设资源，还会耽误工作进度。

2 大数据时代地理信息测绘工作的转变路径

2.1 提高人员对大数据时代的认识

第一，建立智慧地球与智慧城市工作理念。首先，智慧地球是在数字地球基础框架之上所建立起来的，可以通过物联网技术，将现实世界与数字世界相融合，帮助工作人员感知测量过程中的人、地、物变化，再结合云计算处理中心的应用，将海量复杂的数据信息进行计算与控制，便于推动工作成果的转化，符合现代化地理信息测绘工作要求。其基本的表达式为：智慧地球=数字地球+物联网+云计算；智慧城市=数字城市+物联网+云计算。

第二，加大对工作人员理论与实践能力的培训。以智慧地球与智慧城市为主线，以先进的智能化设备为抓手，提高工作人员的理论与实践能力，以便将各类技术灵活应用于日常工作之中，提升地理信息测绘工作的效率。例如：了解远程控制技术，学会利用智能技术进行指挥调度，加大对各类业务数据的采集，以便为后期测绘结果的分析与处理打下良好的基础[3]。

2.2 将位置云技术引入日常工作中

随着我国科学技术的不断发展，我国的测绘地理信息学已经从3维时空基准逐步转向了4维，可以将基础空间分析转化为时空分析，能提高该项工作的覆盖面，而其中离不开位置云技术的加持。因此，若想实现传统业务向数字化业务的转型，则要加强位置云技术的应用。

首先，位置云可以与移动客户端相联系，工作人员在作业时，可以利用手机等移动智能设备，接收导航卫星信号与其他定位相关传感信息，最终系统所收集到的信息数据会传送到云计算中心，通过实时结算的方式，实现室内外高精度移动设备连续位置定位与实时导航。此项技术适用于国情监测员、地质勘测员、土地调查员等相关工作人员的日常作业。

其次，由于结合了卫星定位、无线信号定位、传感器定位等混合定位功能，移动设备在室内进行数据信息的采集时，通过陀螺仪和里程表的加持，可以使得摄像头不会受到无线信号的干扰，所形成的方向误差为±2.3°，里程误差在1%以内。而在室外可以通过GPS系统进行定位，提高数据信息采集的精准性。

最后，在技术标准统一上，可以打造一个基于云公共服务的平台，如当前我国的北斗位置云公共服务平台，可以实现地理信息测绘工作的资源管理与调度、应用开发与部署、数据融合与分析。其中还兼并了一些附加功能，如三维导航、智能城市城管服务、灾害检测应急救援、高精度定位服务、车辆管理等，可以加快地理信息测绘工作的成果转化。

2.3 在日常工作中应用遥感云技术

遥感云技术在现代化地理信息测绘工作中也发挥了重要的作用，在传统测绘工作中会生成海量的数据信息资源，而对这些数据信息的分析与处理和价值深挖也成了难点。而通过遥感云技术，可以在远程云计算平台中，设置一个合理处理遥感信息的方法，通过云计算平台的弹性计算能力，使工作人员在运用此项技术时，无需搭建专用的环境，在选择对应的数据和算法以后，便可获得最终的数据结果。

以该种技术为核心，所设置的一体化控制与管理平台有OpenRS-Cloud等。该平台可以划分为两大部分：第一部分为算法调用，其中包含滤波算法插件、分配算法插件等，会通过核心插件系统与调用器，方便工作人员的使用；第二部分是任务管理，其中包括分布式数据交流系统、任务状态监控、任务分解与合并等，会通过MapReduce并行框架，便于工作人员的操作。

2.4 工作中合理应用GIS集成技术

当前我国的地理信息测绘工作的服务范围较广，因此，各类集成技术的使用也不可忽视，如果将其应用于地理信息测绘工作的日常业务处理中，不仅能够加快智慧城市的构建，还能提高对各用户需求的响应速度。

第一，视频与GIS集成技术。例如：我国武汉市就将城市中的25万多个视频传感器与GIS平台进行了充分融合，这样地理信息测绘工作的相关人员，在监控中心就可以对所要测绘的区域进行视频查看与巡视，同时能够通过视频传感器捕捉到当前区域的实时更新状态，实现传统静态数据向动态数据的转化。这也成为地方公安等部门案件侦查与监控的重要途径[4]。

第二，天、地、空一体化传感网与GIS集成技术。通过该种技术的应用可以将传统地理信息测绘工作中被动地接收数据信息，变为主动获取所需信息。其基本的转换方式为：对被动接收数据进行分析→应用于用户需求→系统分析数据观测平台及参数→主动观测所获取的信息→依照用户需求制定卫星轨道及观测角度→快速响应用户需求。除此之外，利用该项技术能够进一步为地理信息测绘工作赋能，例如：事件的感知能力更强，如及时发现水体污染等情况；能够实现各类信息的协同观测，如天、地、空一体化观测数据获取；高效进行数据信息的提取与建模；聚焦服务，实现智能决策支持等[5]。

2.5 掌握空间信息网络的基础理论

首先，需要建立多学科协同研究的工作理念，并掌握大数据时代下地理信息测绘工作的变化机理。例如：所要协同研究的内容有数学宇航通信科学、通信数学物理科学、遥感信息计算机科学等。

其次，数字宇航通信科学要了解空间动态组网的基本知识，如空间网络拓扑结构与容量等，掌握变时空尺度下的拓扑结构模型和网络理论、可拓展异质异构组网关键技术、空间信息安全机制与协议。在通信数学物理科学中要了解网络信息传输的基本知识，如动态网络高速传输的理论与方法，其中包括动态时变网络信息理论、高动态时变网络高速信息传输、智能天线与多点协同信息传输等。在遥感信息计算机科学领域，要掌握实时感知处理技术，加大对空间信息稀疏表征与融合处理的分析，并了解空间多传感器的时空基准与系统感知机理、网络化信息共享模型和统一表征、多源信息时空同化与融合处理、网络化信息快速提取与知识发现等。

2.6 加强空间与视频数据价值的挖掘

为能够进一步发挥信息化、智能化、数字化技术的效能，并加强对数据信息价值的深度挖掘，则可以通过空间数据与视频数据相融合发掘的方式，将传统记录数据业务变为主动挖掘信息数据价值。

例如：随着我国科学技术的不断发展，许多城市中都安设了视频传感器，而这些数量规模庞大的视频传感器，能够生成海量实时影像信息与视频信息，方便相关工作人员对核心测绘区域数据的收集。因此，可以依照工作的实际需求，在重点区域，设置实时预警机制，加大对区域隐私的保护，提高安防等级，以便获取更多的空间与视频数据。

除此之外，还要将智能识别系统大范围地引入到地理信息测绘工作之中，通过计算机视觉、图像分析、智能视频技术等，提高数据信息的精准性，并推动该项工作朝着自动化的方向发展。

为进一步提高数据信息挖掘的能力，还需要引入人工智能等技术，对数字图像进行有效处理，以便提升系统理解数字图像与视频的能力，实现对场景的实时动态监测、分离、跟踪，减少人为处理对结果所造成的干扰，尽早实现各目标的有效与高效识别。

2.7 地理信息测绘工作的展望

基于时代发展的需求，当前我国的地理测绘工作必须加快迈向大数据时代，并要不断利用先进的测绘技术为其赋能。但当前，测绘信息的快速增长也使其存储规模较大和所投入的成本资金较多，这也成为制约地理信息测绘工作发展的重要因素。因此，在未来如何使用更少的投资，来实现地理信息测绘工作的效益最大化，便成为了重难点。

同时，通过在地理信息测绘工作中引入大数据时代意识和智慧地球、城市理念，通过物联网与云计算技术，提高现实世界与数字世界的融合度，实现对各类人与物的感知，方便为后期管理和智能服务提供支撑，实现人与自然的和谐共生。

除此之外，还要完善信息基础设施，只有这样才能保证测绘地理信息工作向智慧测绘地理信息工作的快速转型，为各项工作的推进提供良好保障。

3 结语

综上所述，在大数据时代背景下，地理信息测绘工作应将信息化、智能化、数字化技术引入日常工作之中，以便实现传统业务的加快转型，推动我国城市规划与环境保护事业的发展。同时，由于现阶段我国的信息技术高速发展，也导致了地理信息测绘技术更新换代较快，因此，相关人员作为工作的主体，应加大对信息技术的学习力度，以便能够满足时代和业务改革的实际需求。