自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新機(jī)制構(gòu)建研究

1、    自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新機(jī)制構(gòu)建研究    白易 袁欣欣 龍澤萍摘 要：針對(duì)大數(shù)據(jù)建設(shè)中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題和現(xiàn)勢(shì)性需求，分析了自然資源大數(shù)據(jù)、空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，構(gòu)建了自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新架構(gòu)。從“人本-邏輯-物理”的視角，以建立良性運(yùn)行機(jī)制和發(fā)揮最佳效益為目標(biāo)，研究了數(shù)據(jù)更新的責(zé)任機(jī)構(gòu)，規(guī)定了數(shù)據(jù)更新的精度和周期，探討了自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新的流程。關(guān)鍵詞：自然資源 空間地理基礎(chǔ)信息 大數(shù) 數(shù)據(jù)更新：p968：a：1003-9082（2019）05-000-02引言“大數(shù)據(jù)”最早在上世紀(jì)80年代由

2、toffler，a在第三次浪潮一書(shū)中提出1。2012年奧巴馬宣布啟動(dòng)“大數(shù)據(jù)發(fā)展和研究計(jì)劃”（big data research and development initiative），讓全世界認(rèn)識(shí)了大數(shù)據(jù)。2012年起，我國(guó)大數(shù)據(jù)研究進(jìn)入了發(fā)軔期2。近年來(lái)我國(guó)正大力推動(dòng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展和應(yīng)用。各類大數(shù)據(jù)的基本內(nèi)涵和基礎(chǔ)建設(shè)，都離不開(kāi)自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息。國(guó)發(fā)（2015）50號(hào)關(guān)于印發(fā)促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要的通知明確提出，發(fā)展大數(shù)據(jù)的主要任務(wù)之一是“統(tǒng)籌規(guī)劃大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”，即加快完善自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息庫(kù)等三類基礎(chǔ)信息資源3。然而，大數(shù)據(jù)建設(shè)中的問(wèn)題也不容忽視：如何提高數(shù)據(jù)開(kāi)放程

3、度？怎樣解決整體量龐大而有效數(shù)據(jù)量較少的矛盾？數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題如何保障？從自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)應(yīng)用共享的實(shí)際需要出發(fā)，探討數(shù)據(jù)更新問(wèn)題，研究和建立行之有效的自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新機(jī)制，具有較為重要的實(shí)際意義。一、自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新內(nèi)涵的界定自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)屬于我國(guó)三類基礎(chǔ)信息資源之一。具備大數(shù)據(jù)volume（大量）、velocity（高速）、variety（多樣）的基本特征4，其內(nèi)容龐雜，因此首先需要根據(jù)我國(guó)自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)建立數(shù)據(jù)更新內(nèi)涵，即確定需更新的自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息要素。1.自然資源大數(shù)據(jù)自然資源指在

4、特定的區(qū)域地質(zhì)、地理和人類活動(dòng)綜合環(huán)境條件下，自然形成的人類可以利用的物質(zhì)及能量5，通常分為土地、水、礦、氣候和生物。這些數(shù)據(jù)具備人文特征，也具備空間地理性質(zhì)。在實(shí)際大數(shù)據(jù)開(kāi)放共享與更新的需求中，自然資源大數(shù)據(jù)以與空間地理相關(guān)的數(shù)據(jù)為主，覆蓋我國(guó)陸地部分、所屬海域，部分?jǐn)?shù)據(jù)覆蓋范圍為全球。數(shù)據(jù)格式：包括矢量數(shù)據(jù)格式、柵格格式、遙感影像、表格式屬性數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)等，以適應(yīng)不同需求環(huán)境下對(duì)數(shù)據(jù)格式的要求。2.空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)國(guó)家戰(zhàn)略層面所稱的空間地理基礎(chǔ)信息，在行業(yè)通常地理空間基礎(chǔ)信息或基礎(chǔ)性地理空間信息。從應(yīng)用共享的角度來(lái)看，基礎(chǔ)性地理空間信息即各行業(yè)均需要的與地理空間息息相關(guān)的控制性、框

5、架性數(shù)據(jù)。包括數(shù)字高程模型dem、數(shù)字地形圖dlg、數(shù)字正射影像dom，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)核心要素，不同時(shí)空分辨率、光譜分辨率的航天、航空對(duì)地觀測(cè)信息和定位信息等數(shù)據(jù)格式：包括矢量數(shù)據(jù)格式、柵格格式、遙感影像等，以適應(yīng)不同需求環(huán)境下對(duì)數(shù)據(jù)格式的要求。3.更新架構(gòu)的建立根據(jù)以上界定的大數(shù)據(jù)內(nèi)涵以及應(yīng)用共享的角度，建立自然資源與空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新架構(gòu)如下：3.1大數(shù)據(jù)模塊3.1.1空間地理基礎(chǔ)信息，能在同類產(chǎn)品中派生使用，有dem、dlg、dom，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)核心要素，遙感影像等。3.1.2自然資源。在本研究的基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)庫(kù)中主要指自然資源中與空間數(shù)據(jù)息息相關(guān)的內(nèi)容。包括土地利用基礎(chǔ)信息，礦產(chǎn)

6、資源基礎(chǔ)信息，水資源基礎(chǔ)信息，森林資源基礎(chǔ)信息。3.2輔助模塊。主要用于連接基本模塊，對(duì)基本模塊起輔助作用，包括大數(shù)據(jù)更新應(yīng)用需求的服務(wù)接口內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，如網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)wms、網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)wfs、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)wcs、定位服務(wù)ls、網(wǎng)絡(luò)處理服務(wù)wps、面向過(guò)程的客戶端接口、面向?qū)ο蟮目蛻舳私涌诘取?.3附加模塊。包括資源目錄、元數(shù)據(jù)等附加于以上數(shù)據(jù)的模塊。二、更新機(jī)制的構(gòu)建1.研究視角在機(jī)制建設(shè)過(guò)程中，層次結(jié)構(gòu)和過(guò)程式結(jié)構(gòu)是兩種最常用的結(jié)構(gòu)形式。針對(duì)自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新這一特定研究對(duì)象，結(jié)合層次和過(guò)程式兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，分別從“人本-邏輯-物理”的角度，對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)、技術(shù)和管理三個(gè)維度，三

7、個(gè)維度彼此緊密聯(lián)系，共同形成支撐自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新的軟環(huán)境。研究視角圖示如下：從研究對(duì)象的具體內(nèi)涵著手，包含土地、水利、礦產(chǎn)等在內(nèi)的自然資源數(shù)據(jù)，以及包含dlg、dom、dem等在內(nèi)的空間地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，考慮其數(shù)據(jù)更新建設(shè)的邏輯一致性。由于各類大數(shù)據(jù)的管理獨(dú)立性，如空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)、土地利用基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)，礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)，水資源利用基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)更新的責(zé)任機(jī)構(gòu)不盡相同，應(yīng)由各類數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)部門(mén)進(jìn)行更新。2.更新精度與周期空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)根據(jù)區(qū)域數(shù)據(jù)范圍，包括1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：10萬(wàn)1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：5000、1：20

8、00、1：500等不同比例尺。遙感影像包括低分辨率1千米-100米;中分辨率30米-10米;高分辨率10米。按照國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定定期更新。數(shù)據(jù)更新頻率為最慢1年，并根據(jù)實(shí)際需求如執(zhí)法、救災(zāi)等可實(shí)時(shí)進(jìn)行更新。土地利用基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)包括土地利用、地籍管理等。礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)包括礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、重要礦產(chǎn)地開(kāi)發(fā)和分布等。水資源基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)包括全國(guó)水資源、灌溉面積、水質(zhì)、水文、暴雨洪水觀測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和重大水利設(shè)施、重大工程等。森林資源基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)包括森林資源綜合統(tǒng)計(jì)、營(yíng)林和生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境整合工程、森林資源連續(xù)清查、衛(wèi)星林火監(jiān)測(cè)、林業(yè)生態(tài)區(qū)域遙感監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)和動(dòng)態(tài)信息。

9、這類數(shù)據(jù)既有空間屬性信息，也有區(qū)域單元統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)更新在空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，重要地區(qū)的數(shù)據(jù)精度更高，信息的更新周期為1年到每月，或根據(jù)實(shí)際情況確定。3.更新流程在界定了數(shù)據(jù)更新內(nèi)涵、更新責(zé)任機(jī)構(gòu)、更新周期和精度的基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)更新流程，包括采集獲取變化信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)更新入庫(kù)、數(shù)據(jù)發(fā)布幾個(gè)方面，具體如下：3.1采集獲取變化信息通過(guò)多種數(shù)據(jù)來(lái)源，如影像、基礎(chǔ)地形圖、各自然資源業(yè)務(wù)歸口部門(mén)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，將最新的空間地理基礎(chǔ)信息，土地利用基礎(chǔ)信息，礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)信息，水資源基礎(chǔ)信息，森林資源基礎(chǔ)信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)更新維護(hù)系統(tǒng);使用便攜式pda進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，將最新的各類數(shù)據(jù)采集后

10、導(dǎo)入數(shù)據(jù)更新維護(hù)系統(tǒng)。通過(guò)勾繪、拾取等獲得這些數(shù)據(jù)的變化信息，對(duì)其進(jìn)行提取，并與現(xiàn)勢(shì)庫(kù)中的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析。3.2數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查對(duì)提取出的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和變化信息進(jìn)行拓?fù)錂z查、幾何檢查、屬性檢查。包括檢查數(shù)據(jù)中要素的坐標(biāo)是否正確等;檢查數(shù)據(jù)必填屬性字段是否完整、正確等;根據(jù)數(shù)據(jù)幾何信息、屬性信息之間的邏輯關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)的幾何信息與屬性信息進(jìn)行檢查，包括幾何信息與屬性信息是否對(duì)應(yīng)、有幾何信息無(wú)屬性信息、有屬性信息無(wú)幾何信息等;檢查數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)是否匹配、多邊形是否閉合等。3.3數(shù)據(jù)更新入庫(kù)將檢查合格后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入生產(chǎn)庫(kù)，使用版本發(fā)布工具進(jìn)行版本控制、備份。3.4數(shù)據(jù)發(fā)布通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)布工具，生成*.mxd、*.s

11、hp、*.txt、*.dmp、*.mdb等格式的版本數(shù)據(jù)。分別根據(jù)密級(jí)規(guī)定進(jìn)行保存，或者提供給專業(yè)用戶和社會(huì)公眾。三、結(jié)論與展望自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)是我國(guó)重點(diǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)信息資源，該類數(shù)據(jù)空間屬性顯著。數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和長(zhǎng)效更新能力代表了數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)的“生命”，本研究從研究對(duì)象的具體內(nèi)涵著手，包含土地、水利、礦產(chǎn)等在內(nèi)的自然資源數(shù)據(jù)，以及包含dlg、dom、dem等在內(nèi)的空間地理基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，考慮其開(kāi)放共享建設(shè)的邏輯一致性、更新現(xiàn)勢(shì)性等問(wèn)題;從物理架構(gòu)的視角，研究數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)及其接口標(biāo)準(zhǔn);以建立良性運(yùn)行機(jī)制和發(fā)揮最佳效益為目標(biāo)，提出更新內(nèi)涵架構(gòu)與更新流程，對(duì)更新工作具有一定指導(dǎo)意義。為實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的良好開(kāi)放與共享，接下來(lái)可在數(shù)據(jù)跨部門(mén)合作、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)行維護(hù)機(jī)制以及大數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)中做進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)1阿爾文·托夫勒.第三次浪潮m.黃明堅(jiān)譯.北京：中信出版社，1980.2黨明輝，杜駿飛.中國(guó)大數(shù)據(jù)研究學(xué)術(shù)進(jìn)展分析j.中國(guó)網(wǎng)絡(luò)傳播研究，2013，7：248-264.3國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要的通知eb/ol.2015-09-05.ttp：/4united nations global pulse.big data for de