張文

摘 要：隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的悄然來(lái)臨，GIS因大數(shù)據(jù)的特性支持得以快速發(fā)展，GIS軟件技術(shù)更是發(fā)生了翻天覆地的變化。為了充分挖掘大數(shù)據(jù)的價(jià)值，促進(jìn)GIS創(chuàng)新發(fā)展，對(duì)大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)進(jìn)行全面分析和研究很有必要。本文簡(jiǎn)單介紹大數(shù)據(jù)時(shí)代的GIS體系，分析其基礎(chǔ)軟件，并就其應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行探討，以期能為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；GIS；軟件技術(shù)；基礎(chǔ)軟件

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）20-0028-02

Development of GIS Software Technology in the Era of Large Data

ZHANG Wen

（Zhengzhou Institute of Engineering and Technology，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the advent of the era of large data， GIS has benefited from the characteristics of large data and developed rapidly， making the GIS software technology changing dramatically. In order to fully tap the value of big data and promote the innovation and development of GISD， it is necessary to carry out a comprehensive analysis and study of big data GIS software technology. This paper briefly introduced the GIS system under large data， analyzed the GIS basic software in the era of large data， and discussed the application and development of GIS software technology in the era of big data， in order to provide reference for the relevant researchers.

Keywords： big data；GIS；software technology；basic software

1 大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)是指海量數(shù)據(jù)的集合，其本身具有5V特性，分別是Volume、Velocity、Variety、Value和Veracity。其中，Volume是指大數(shù)據(jù)的體量大，難以通過(guò)常規(guī)軟件工具在短時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行處理；Velocity是指大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度快，往往在以ms為單位的時(shí)間內(nèi)就有數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生；Variety是指大數(shù)據(jù)具有多樣性，不管是數(shù)據(jù)來(lái)源還是數(shù)據(jù)類型，都存在許許多多的形式；Value是指大數(shù)據(jù)具有低價(jià)值密度的特性，雖然大數(shù)據(jù)本身蘊(yùn)含著巨大的價(jià)值，但其中單個(gè)流數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的價(jià)值則往往可以忽略不計(jì)；Veracity則是表示大數(shù)據(jù)具有真假難辨的特性，因?yàn)楦鞣N因素使得數(shù)據(jù)存在較為嚴(yán)重的不確定性，從而使得數(shù)據(jù)真假難辨，同時(shí)大數(shù)據(jù)必須要保證真實(shí)性才有意義[1]。

2 大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)體系

GIS包含了大量的空間數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下才能得以充分利用。因此，大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)體系是以大數(shù)據(jù)GIS支撐技術(shù)為基礎(chǔ)，并對(duì)傳統(tǒng)GIS軟件的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分布式重構(gòu)，充分利用空間大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)促進(jìn)GIS軟件技術(shù)的提升與發(fā)展。其中，空間大數(shù)據(jù)技術(shù)主要包括四大類，分別是空間大數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)技術(shù)、分析技術(shù)、流數(shù)據(jù)分析技術(shù)與可視化技術(shù)。分布式存儲(chǔ)技術(shù)是在對(duì)傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式重構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)引擎來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量空間數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)，比如在SuperMap GIS 9D中就增加了HDFS等大數(shù)據(jù)引擎?？臻g大數(shù)據(jù)分析技術(shù)根據(jù)分析對(duì)象的不同，主要可以分為起訖點(diǎn)、熱點(diǎn)和密度分析3種方式。其中，起訖點(diǎn)分析最為常用，該技術(shù)是對(duì)起點(diǎn)與迄點(diǎn)進(jìn)行分析的主要方法；熱點(diǎn)分析則是對(duì)熱點(diǎn)與冰點(diǎn)等異常點(diǎn)進(jìn)行分析；密度分析則是在考慮周邊影響的前提下，對(duì)空間內(nèi)的分布密度進(jìn)行分析。至于流數(shù)據(jù)分析技術(shù)，則是對(duì)不斷產(chǎn)生變化的流數(shù)據(jù)進(jìn)行高效分析的技術(shù)，這也是在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下才能得以有效實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。至于大數(shù)據(jù)空間可視化技術(shù)，其是在分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行處理，以便人們觀看，從而使大數(shù)據(jù)分析結(jié)果能夠更加直觀地呈現(xiàn)。在GIS中，可視化技術(shù)無(wú)疑非常重要，其將抽象的數(shù)據(jù)變成了更加形象的圖形，是大數(shù)據(jù)GIS的必需技術(shù)。

3 大數(shù)據(jù)時(shí)代的GIS基礎(chǔ)軟件

大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件實(shí)際上就是對(duì)空間大數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理的軟件，其廣泛運(yùn)用于各個(gè)方面，包括位置信息、刷卡記錄、導(dǎo)航軌跡等。大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件的存在，能夠有效降低空間大數(shù)據(jù)挖掘處理的技術(shù)門檻和成本，從而充分推廣應(yīng)用，這對(duì)GIS的發(fā)展有著重要意義。大數(shù)據(jù)GIS相關(guān)軟件依據(jù)功能不同，一般可以劃分為運(yùn)維管理軟件、處理軟件和終端軟件3類。常說(shuō)的大數(shù)據(jù)GIS軟件就是終端軟件，也被稱作大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件。其中，運(yùn)維管理軟件是對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和調(diào)度的軟件，也就是對(duì)GIS中空間大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、管理。與運(yùn)維管理軟件直接相連的軟件是處理軟件，運(yùn)維管理軟件將海量云計(jì)算資源放入以Spark大數(shù)據(jù)處理框架為基礎(chǔ)及核心的處理軟件中。由于該框架中內(nèi)嵌有組件式GIS，從而能夠有效處理空間大數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，GIS中的空間大數(shù)據(jù)均能通過(guò)該處理軟件進(jìn)行處理，其工作內(nèi)容包括對(duì)大數(shù)據(jù)的索引、查詢、處理及分析等，能全面而高效地完成空間大數(shù)據(jù)的處理工作。處理結(jié)果通過(guò)云GIS應(yīng)用服務(wù)器顯示在終端軟件上，以供用戶使用。另外，終端軟件對(duì)GIS空間大數(shù)據(jù)的調(diào)用情況會(huì)通過(guò)云GIS應(yīng)用服務(wù)器而被處理軟件所調(diào)用，完成反饋。

大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件主要是各種終端，常見(jiàn)的包括跨平臺(tái)桌面終端、瀏覽器終端和移動(dòng)終端。大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件的架構(gòu)主要可以劃分為3層，分別是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、GIS組件層和GIS應(yīng)用服務(wù)器層。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的作用在于實(shí)現(xiàn)對(duì)空間大數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)，是大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件的基礎(chǔ)構(gòu)成，也是保證后續(xù)操作得以有效實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。GIS組件層，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的各種處理，包括大數(shù)據(jù)分析、處理和管理等，也是大數(shù)據(jù)GIS基礎(chǔ)軟件得以正常運(yùn)行的重要架構(gòu)。GIS應(yīng)用服務(wù)器層，是基于GIS組件層實(shí)現(xiàn)各種功能服務(wù)的架構(gòu)層，包括數(shù)據(jù)管理、空間分析、和流數(shù)據(jù)處理等服務(wù)。GIS應(yīng)用服務(wù)器層則是直接與GIS終端相連，并為GIS終端提供各種服務(wù)[2]。

4 大數(shù)據(jù)時(shí)代GIS軟件技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

4.1 大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)實(shí)際上就是在GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上融入了大數(shù)據(jù)，使得GIS對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力更上一層樓，從而促進(jìn)了GIS軟件的快速發(fā)展?？梢哉f(shuō)，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，以云計(jì)算為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，但其本質(zhì)依舊是對(duì)大數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、管理、分析與挖掘，因此各種軟件技術(shù)實(shí)際上大同小異，不存在顯著差別。在大數(shù)據(jù)平臺(tái)和云平臺(tái)的支持下，大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)得以在各種軟件中充分應(yīng)用，并且涵蓋了人們生活的方方面面。在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中，大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)可謂功不可沒(méi)，城市中的自來(lái)水、燃?xì)?、公交、出租車等都可以通過(guò)該技術(shù)得以升級(jí)創(chuàng)新。在大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)的支持下，城市的基礎(chǔ)地理信息將會(huì)通過(guò)相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器發(fā)布，相關(guān)部門和單位可以在該服務(wù)器獲得相應(yīng)的信息，從而促進(jìn)自身工作的發(fā)展。諸如手機(jī)信令數(shù)據(jù)、導(dǎo)航軌跡、車船位置等的快速查詢，都是空間大數(shù)據(jù)在智慧城市中的有效體現(xiàn)，也是大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)合理應(yīng)用的結(jié)果。在應(yīng)用大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)時(shí)，有一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，這是因?yàn)榇髷?shù)據(jù)有著較為明顯的不確定性，通過(guò)數(shù)據(jù)清洗能夠保證大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性。

4.2 大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)的發(fā)展

實(shí)際上，人類社會(huì)的諸多問(wèn)題都與地理空間有著莫大關(guān)系，因此大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)必然還有著更為廣闊的發(fā)展空間?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)的發(fā)展，其與其他領(lǐng)域的交叉現(xiàn)象將會(huì)越來(lái)越頻繁，并在城市發(fā)展的過(guò)程中得以充分應(yīng)用。尤其是在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)的應(yīng)用極為重要，能夠?qū)Τ鞘兄械淖匀坏乩砜臻g環(huán)境和社會(huì)地理空間環(huán)境進(jìn)行深入融合與分析，從而促進(jìn)智慧城市的進(jìn)一步發(fā)展。尤其是在地理空間大數(shù)據(jù)的管理、分析與可視化方面，大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)有著難以取替的優(yōu)勢(shì)，能夠幫助人們合理利用空間大數(shù)據(jù)，為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展服務(wù)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)逐漸向社會(huì)化的方向靠攏，而不再是地理行業(yè)的專屬技術(shù)。在科技快速發(fā)展的情況下，其甚至還能與更多的先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如遙感技術(shù)，從而使得其精準(zhǔn)性得到進(jìn)一步提升。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，GIS的發(fā)展受到了巨大影響，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下得以全面創(chuàng)新發(fā)展。大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)體系的形成和相應(yīng)基礎(chǔ)軟件的完善，使得大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)得以充分應(yīng)用和快速發(fā)展，脫離了地測(cè)行業(yè)的束縛，為人類城市和社會(huì)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。就目前來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)GIS軟件技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，其在不斷發(fā)展的過(guò)程中將會(huì)與更多的領(lǐng)域相結(jié)合，不斷向社會(huì)化的方向發(fā)展，全面為人類社會(huì)而服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李清泉，李德仁.大數(shù)據(jù)GIS[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（6）：641-644，666.

[2]陸鋒，張恒才.大數(shù)據(jù)與廣義GIS[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（6）：645-654.