趙躍飛，楊德民

山東省地質(zhì)測繪院，山東濟南，250002

0 引言

地理信息測繪工作對城市規(guī)劃和環(huán)境保護起到了決定性的影響，此項工作的復(fù)合性較高，隨著近幾年我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷發(fā)展，此項工作涉及的專業(yè)內(nèi)容也越來越復(fù)雜。進入21世紀以后，信息技術(shù)飛速崛起，加快了大數(shù)據(jù)時代的到來，人們將信息技術(shù)引入了各行各業(yè)，推動了社會生產(chǎn)力的提高，因此，地理信息測繪工作也應(yīng)順勢而為、乘風而上，加快傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。

1 大數(shù)據(jù)時代對地理信息測繪所形成的影響

1.1 地理信息測繪工作面臨的機遇

現(xiàn)階段，我國地理信息測繪工作中的高素質(zhì)復(fù)合型技術(shù)人才較少，阻礙了各類信息數(shù)據(jù)和工作成果的轉(zhuǎn)化速率，工作效率遲遲無法提升。而通過信息技術(shù)，能夠代替人力分析與處理作業(yè)，不僅可以提高測繪結(jié)果的精準性，還能夠提高部門的工作質(zhì)量[1]。

第一，推動地方智慧城市的落成。智慧城市是指通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、空間地理信息集成技術(shù)，來實現(xiàn)對城市的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)管理。當前，如果在地理信息測繪工作中引入先進的智能化技術(shù)，則便于打造新型的未來城市。

第二，拓展地理信息測繪工作的深度與范圍。我國在“十四五”規(guī)劃中提出了相關(guān)產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向數(shù)字化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的指導(dǎo)思想，如果在地理信息測繪工作中能應(yīng)用大數(shù)據(jù)等技術(shù)，則會加快傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型，并為此項工作賦能，可以在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)架構(gòu)之上，延伸出多樣化的服務(wù)類型，提高其應(yīng)用價值。

1.2 地理信息測繪工作面臨的挑戰(zhàn)

第一，當前可以應(yīng)用于地理信息測繪工作的技術(shù)較多，而如果將相關(guān)技術(shù)引入到實際工作中，則需要考慮技術(shù)通用性的問題。需要依照作業(yè)技術(shù)的實際需求，配置相應(yīng)的智能化操作設(shè)備，而各設(shè)備之間的接口不統(tǒng)一，就會使得數(shù)據(jù)信息難以兼容轉(zhuǎn)化，那么，工作人員就無法加快工作成果的落地，為此項工作帶來了不便性[2]。

第二，測繪標準難以明確。通過信息技術(shù)的引入，也使得此項工作的應(yīng)用范圍更廣，專業(yè)性不斷增加，而對于所獲得的綜合性數(shù)據(jù)信息而言，是否能對多層次的業(yè)務(wù)信息進行指標的統(tǒng)一制定，成了難點之一。如果不能統(tǒng)一作業(yè)標準，勢必會對主管部門和行業(yè)造成較大的負面影響，所生成的測繪結(jié)果質(zhì)量也會參差不齊。

第三，專業(yè)人員無法跟上技術(shù)的革新。當信息技術(shù)引入后，由于部分新興技術(shù)沒有應(yīng)用經(jīng)驗，也導(dǎo)致了部分工作人員的專業(yè)素養(yǎng)無法跟上業(yè)務(wù)技術(shù)革新與發(fā)展，最終也會導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用效率過低或者傳統(tǒng)業(yè)務(wù)無法加快轉(zhuǎn)型的情況發(fā)生，不僅會浪費建設(shè)資源，還會耽誤工作進度。

2 大數(shù)據(jù)時代地理信息測繪工作的轉(zhuǎn)變路徑

2.1 提高人員對大數(shù)據(jù)時代的認識

第一，建立智慧地球與智慧城市工作理念。首先，智慧地球是在數(shù)字地球基礎(chǔ)框架之上所建立起來的，可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將現(xiàn)實世界與數(shù)字世界相融合，幫助工作人員感知測量過程中的人、地、物變化，再結(jié)合云計算處理中心的應(yīng)用，將海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息進行計算與控制，便于推動工作成果的轉(zhuǎn)化，符合現(xiàn)代化地理信息測繪工作要求。其基本的表達式為：智慧地球=數(shù)字地球+物聯(lián)網(wǎng)+云計算；智慧城市=數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計算。

第二，加大對工作人員理論與實踐能力的培訓(xùn)。以智慧地球與智慧城市為主線，以先進的智能化設(shè)備為抓手，提高工作人員的理論與實踐能力，以便將各類技術(shù)靈活應(yīng)用于日常工作之中，提升地理信息測繪工作的效率。例如：了解遠程控制技術(shù)，學(xué)會利用智能技術(shù)進行指揮調(diào)度，加大對各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集，以便為后期測繪結(jié)果的分析與處理打下良好的基礎(chǔ)[3]。

2.2 將位置云技術(shù)引入日常工作中

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的測繪地理信息學(xué)已經(jīng)從3維時空基準逐步轉(zhuǎn)向了4維，可以將基礎(chǔ)空間分析轉(zhuǎn)化為時空分析，能提高該項工作的覆蓋面，而其中離不開位置云技術(shù)的加持。因此，若想實現(xiàn)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向數(shù)字化業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型，則要加強位置云技術(shù)的應(yīng)用。

首先，位置云可以與移動客戶端相聯(lián)系，工作人員在作業(yè)時，可以利用手機等移動智能設(shè)備，接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號與其他定位相關(guān)傳感信息，最終系統(tǒng)所收集到的信息數(shù)據(jù)會傳送到云計算中心，通過實時結(jié)算的方式，實現(xiàn)室內(nèi)外高精度移動設(shè)備連續(xù)位置定位與實時導(dǎo)航。此項技術(shù)適用于國情監(jiān)測員、地質(zhì)勘測員、土地調(diào)查員等相關(guān)工作人員的日常作業(yè)。

其次，由于結(jié)合了衛(wèi)星定位、無線信號定位、傳感器定位等混合定位功能，移動設(shè)備在室內(nèi)進行數(shù)據(jù)信息的采集時，通過陀螺儀和里程表的加持，可以使得攝像頭不會受到無線信號的干擾，所形成的方向誤差為±2.3°，里程誤差在1%以內(nèi)。而在室外可以通過GPS系統(tǒng)進行定位，提高數(shù)據(jù)信息采集的精準性。

最后，在技術(shù)標準統(tǒng)一上，可以打造一個基于云公共服務(wù)的平臺，如當前我國的北斗位置云公共服務(wù)平臺，可以實現(xiàn)地理信息測繪工作的資源管理與調(diào)度、應(yīng)用開發(fā)與部署、數(shù)據(jù)融合與分析。其中還兼并了一些附加功能，如三維導(dǎo)航、智能城市城管服務(wù)、災(zāi)害檢測應(yīng)急救援、高精度定位服務(wù)、車輛管理等，可以加快地理信息測繪工作的成果轉(zhuǎn)化。

2.3 在日常工作中應(yīng)用遙感云技術(shù)

遙感云技術(shù)在現(xiàn)代化地理信息測繪工作中也發(fā)揮了重要的作用，在傳統(tǒng)測繪工作中會生成海量的數(shù)據(jù)信息資源，而對這些數(shù)據(jù)信息的分析與處理和價值深挖也成了難點。而通過遙感云技術(shù)，可以在遠程云計算平臺中，設(shè)置一個合理處理遙感信息的方法，通過云計算平臺的彈性計算能力，使工作人員在運用此項技術(shù)時，無需搭建專用的環(huán)境，在選擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)和算法以后，便可獲得最終的數(shù)據(jù)結(jié)果。

以該種技術(shù)為核心，所設(shè)置的一體化控制與管理平臺有OpenRS-Cloud等。該平臺可以劃分為兩大部分：第一部分為算法調(diào)用，其中包含濾波算法插件、分配算法插件等，會通過核心插件系統(tǒng)與調(diào)用器，方便工作人員的使用；第二部分是任務(wù)管理，其中包括分布式數(shù)據(jù)交流系統(tǒng)、任務(wù)狀態(tài)監(jiān)控、任務(wù)分解與合并等，會通過MapReduce并行框架，便于工作人員的操作。

2.4 工作中合理應(yīng)用GIS集成技術(shù)

當前我國的地理信息測繪工作的服務(wù)范圍較廣，因此，各類集成技術(shù)的使用也不可忽視，如果將其應(yīng)用于地理信息測繪工作的日常業(yè)務(wù)處理中，不僅能夠加快智慧城市的構(gòu)建，還能提高對各用戶需求的響應(yīng)速度。

第一，視頻與GIS集成技術(shù)。例如：我國武漢市就將城市中的25萬多個視頻傳感器與GIS平臺進行了充分融合，這樣地理信息測繪工作的相關(guān)人員，在監(jiān)控中心就可以對所要測繪的區(qū)域進行視頻查看與巡視，同時能夠通過視頻傳感器捕捉到當前區(qū)域的實時更新狀態(tài)，實現(xiàn)傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)向動態(tài)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。這也成為地方公安等部門案件偵查與監(jiān)控的重要途徑[4]。

第二，天、地、空一體化傳感網(wǎng)與GIS集成技術(shù)。通過該種技術(shù)的應(yīng)用可以將傳統(tǒng)地理信息測繪工作中被動地接收數(shù)據(jù)信息，變?yōu)橹鲃荧@取所需信息。其基本的轉(zhuǎn)換方式為：對被動接收數(shù)據(jù)進行分析→應(yīng)用于用戶需求→系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)觀測平臺及參數(shù)→主動觀測所獲取的信息→依照用戶需求制定衛(wèi)星軌道及觀測角度→快速響應(yīng)用戶需求。除此之外，利用該項技術(shù)能夠進一步為地理信息測繪工作賦能，例如：事件的感知能力更強，如及時發(fā)現(xiàn)水體污染等情況；能夠?qū)崿F(xiàn)各類信息的協(xié)同觀測，如天、地、空一體化觀測數(shù)據(jù)獲取；高效進行數(shù)據(jù)信息的提取與建模；聚焦服務(wù)，實現(xiàn)智能決策支持等[5]。

2.5 掌握空間信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論

首先，需要建立多學(xué)科協(xié)同研究的工作理念，并掌握大數(shù)據(jù)時代下地理信息測繪工作的變化機理。例如：所要協(xié)同研究的內(nèi)容有數(shù)學(xué)宇航通信科學(xué)、通信數(shù)學(xué)物理科學(xué)、遙感信息計算機科學(xué)等。

其次，數(shù)字宇航通信科學(xué)要了解空間動態(tài)組網(wǎng)的基本知識，如空間網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與容量等，掌握變時空尺度下的拓撲結(jié)構(gòu)模型和網(wǎng)絡(luò)理論、可拓展異質(zhì)異構(gòu)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、空間信息安全機制與協(xié)議。在通信數(shù)學(xué)物理科學(xué)中要了解網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)幕局R，如動態(tài)網(wǎng)絡(luò)高速傳輸?shù)睦碚撆c方法，其中包括動態(tài)時變網(wǎng)絡(luò)信息理論、高動態(tài)時變網(wǎng)絡(luò)高速信息傳輸、智能天線與多點協(xié)同信息傳輸?shù)?。在遙感信息計算機科學(xué)領(lǐng)域，要掌握實時感知處理技術(shù)，加大對空間信息稀疏表征與融合處理的分析，并了解空間多傳感器的時空基準與系統(tǒng)感知機理、網(wǎng)絡(luò)化信息共享模型和統(tǒng)一表征、多源信息時空同化與融合處理、網(wǎng)絡(luò)化信息快速提取與知識發(fā)現(xiàn)等。

2.6 加強空間與視頻數(shù)據(jù)價值的挖掘

為能夠進一步發(fā)揮信息化、智能化、數(shù)字化技術(shù)的效能，并加強對數(shù)據(jù)信息價值的深度挖掘，則可以通過空間數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)相融合發(fā)掘的方式，將傳統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)變?yōu)橹鲃油诰蛐畔?shù)據(jù)價值。

例如：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多城市中都安設(shè)了視頻傳感器，而這些數(shù)量規(guī)模龐大的視頻傳感器，能夠生成海量實時影像信息與視頻信息，方便相關(guān)工作人員對核心測繪區(qū)域數(shù)據(jù)的收集。因此，可以依照工作的實際需求，在重點區(qū)域，設(shè)置實時預(yù)警機制，加大對區(qū)域隱私的保護，提高安防等級，以便獲取更多的空間與視頻數(shù)據(jù)。

除此之外，還要將智能識別系統(tǒng)大范圍地引入到地理信息測繪工作之中，通過計算機視覺、圖像分析、智能視頻技術(shù)等，提高數(shù)據(jù)信息的精準性，并推動該項工作朝著自動化的方向發(fā)展。

為進一步提高數(shù)據(jù)信息挖掘的能力，還需要引入人工智能等技術(shù)，對數(shù)字圖像進行有效處理，以便提升系統(tǒng)理解數(shù)字圖像與視頻的能力，實現(xiàn)對場景的實時動態(tài)監(jiān)測、分離、跟蹤，減少人為處理對結(jié)果所造成的干擾，盡早實現(xiàn)各目標的有效與高效識別。

2.7 地理信息測繪工作的展望

基于時代發(fā)展的需求，當前我國的地理測繪工作必須加快邁向大數(shù)據(jù)時代，并要不斷利用先進的測繪技術(shù)為其賦能。但當前，測繪信息的快速增長也使其存儲規(guī)模較大和所投入的成本資金較多，這也成為制約地理信息測繪工作發(fā)展的重要因素。因此，在未來如何使用更少的投資，來實現(xiàn)地理信息測繪工作的效益最大化，便成為了重難點。

同時，通過在地理信息測繪工作中引入大數(shù)據(jù)時代意識和智慧地球、城市理念，通過物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)，提高現(xiàn)實世界與數(shù)字世界的融合度，實現(xiàn)對各類人與物的感知，方便為后期管理和智能服務(wù)提供支撐，實現(xiàn)人與自然的和諧共生。

除此之外，還要完善信息基礎(chǔ)設(shè)施，只有這樣才能保證測繪地理信息工作向智慧測繪地理信息工作的快速轉(zhuǎn)型，為各項工作的推進提供良好保障。

3 結(jié)語

綜上所述，在大數(shù)據(jù)時代背景下，地理信息測繪工作應(yīng)將信息化、智能化、數(shù)字化技術(shù)引入日常工作之中，以便實現(xiàn)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的加快轉(zhuǎn)型，推動我國城市規(guī)劃與環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展。同時，由于現(xiàn)階段我國的信息技術(shù)高速發(fā)展，也導(dǎo)致了地理信息測繪技術(shù)更新?lián)Q代較快，因此，相關(guān)人員作為工作的主體，應(yīng)加大對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)力度，以便能夠滿足時代和業(yè)務(wù)改革的實際需求。