遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與數(shù)據(jù)挖掘獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與數(shù)據(jù)挖掘獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，自動(dòng)化和信息化成為技術(shù)應(yīng)用的主要特征，遙感技術(shù)作為大數(shù)據(jù)背景下獲取數(shù)據(jù)資源的重要途徑，其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的應(yīng)用也越來越廣泛。隨著遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其獲取的數(shù)據(jù)在規(guī)模上不斷擴(kuò)大，在類型上逐漸多元，而這必然會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析與挖掘提出更高的要求?；诖耍疚膹倪b感大數(shù)據(jù)的特征出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析和挖掘技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以探索我國(guó)遙感大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：遙感大數(shù)據(jù);自動(dòng)分析;數(shù)據(jù)挖掘

近些年來，信息科技和網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，并且全國(guó)的信息基礎(chǔ)設(shè)施也得到了完善，在全球的數(shù)據(jù)已經(jīng)呈現(xiàn)出了極速增長(zhǎng)的模式狀態(tài)。在此種情況下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化的處理需求，因此需要利用大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析和數(shù)據(jù)挖掘來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效分享和利用。大數(shù)據(jù)科學(xué)已經(jīng)成為了一個(gè)橫跨信息科學(xué)、社會(huì)科學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的新型交叉學(xué)科，受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

1遙感大數(shù)據(jù)的特征

在外部特征方面，首先具有海量的特征。遙感大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)具有海量的特點(diǎn)，并且對(duì)著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)階段當(dāng)中的高分辨率和高動(dòng)態(tài)的新型衛(wèi)星傳感器在單位時(shí)間之內(nèi)可以捕獲到更多的數(shù)據(jù)量;其次還具有數(shù)據(jù)異構(gòu)的特點(diǎn)，也就是說在數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程當(dāng)中所依賴到的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間會(huì)呈現(xiàn)出的不同狀態(tài)，都需要由不同的數(shù)據(jù)中心來進(jìn)行提供的，并且在邏輯結(jié)構(gòu)或者組織方式上也呈現(xiàn)出了不同的特點(diǎn);另外，還具有數(shù)據(jù)多源的特點(diǎn)，集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的來源和捕獲信息的手段方面，是可以擁有多種獲取形式的，包括全球的觀察網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)接收到的實(shí)時(shí)信息，以及民眾手中的用戶端的個(gè)性化信息。

在內(nèi)部特征方面，首先具有高維度性的特點(diǎn)，遙感大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型呈現(xiàn)出了多樣化的特點(diǎn)，因此數(shù)據(jù)當(dāng)中的維度也變得越來越高，集中體現(xiàn)在了空間維度、時(shí)間維度以及光譜維度等。其次還具有多尺度性的特點(diǎn)，成為了遙感大數(shù)據(jù)的重要特點(diǎn)，也就是說在進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取過程當(dāng)中，可以根據(jù)不同的遙感技術(shù)和相對(duì)應(yīng)的技術(shù)水平，來進(jìn)行有效的劃分，在空間和時(shí)間上呈現(xiàn)出多尺度的特點(diǎn)。另外，還具有非平穩(wěn)性的特點(diǎn)，由于遙感大數(shù)據(jù)廣泛的獲取方式和物理意義，在信息理論的角度上來說，就屬于典型的非平穩(wěn)信號(hào)，呈現(xiàn)出分布參數(shù)或者規(guī)律隨時(shí)發(fā)生變化的特點(diǎn)。

2遙感大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析

2.1數(shù)據(jù)表達(dá)

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)生成中，其包含的語(yǔ)義信息更加豐富而多元，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)表達(dá)方式已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確解讀，因此，在數(shù)據(jù)自動(dòng)生成系統(tǒng)構(gòu)建中，技術(shù)人員應(yīng)做好表達(dá)方式的設(shè)計(jì)。例如在地理觀測(cè)中，技術(shù)人員可以根據(jù)地理位置在不同粒度、不同方位、不同時(shí)相在不同觀測(cè)空間的投影，來對(duì)已經(jīng)生成的遙感大數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，進(jìn)而為地理學(xué)研究提供光譜、紋理、結(jié)構(gòu)等方面信息，提高遙感數(shù)據(jù)分析在地理檢測(cè)中的作用。

2.2數(shù)據(jù)檢索

在自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理的環(huán)境下，遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用正在朝著自動(dòng)化管理的要求方向發(fā)展，在自動(dòng)化檢索模式下，遙感方法下所采集的各種交通網(wǎng)絡(luò)以及地籍、大地控制等專項(xiàng)數(shù)據(jù)的處理要求發(fā)生變化，依靠各種自動(dòng)化檢索的需求，能夠快速?gòu)闹刑崛￡P(guān)鍵數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理過程中，現(xiàn)有的地理信息與遙感數(shù)據(jù)服務(wù)鏈之間具有動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)處理能力，這樣才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的服務(wù)協(xié)同優(yōu)化。

根據(jù)自動(dòng)化檢索的要求，為了確?？梢詮暮Ａ窟b感數(shù)據(jù)獲得滿足用戶興趣愛好，針對(duì)其中的遙感數(shù)據(jù)模塊完成各項(xiàng)檢索與管理，這樣可以保證遙感大數(shù)據(jù)的利用效率。而隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，遙感大數(shù)據(jù)中可以儲(chǔ)存大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)所具有的相似性、冗余性會(huì)產(chǎn)生一定的冗余信息，通過這些信息需要從中尋找遙感數(shù)據(jù)的差異性，最大程度上保證信息處理要求。

2.3數(shù)據(jù)理解

在實(shí)現(xiàn)遙感大數(shù)據(jù)向具體知識(shí)轉(zhuǎn)化的過程中，語(yǔ)義理解上的鴻溝需要彌合，目前在遙感大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析過程中，數(shù)據(jù)尤其是底層數(shù)據(jù)與知識(shí)生成之間幾乎是“風(fēng)馬牛不相及”，這使得數(shù)據(jù)挖掘中目標(biāo)識(shí)別難以實(shí)現(xiàn)，知識(shí)的形成自然受到限制。針對(duì)此，在遙感大數(shù)據(jù)的理解系統(tǒng)構(gòu)建中，技術(shù)人員一方面要將數(shù)據(jù)特征、分析目標(biāo)、識(shí)別場(chǎng)景等信息進(jìn)行一體化處理，以強(qiáng)化遙感大數(shù)據(jù)的語(yǔ)義理解;另一方面還要做好多元數(shù)據(jù)分析，基于多途徑、多場(chǎng)景、多尺度的原則實(shí)現(xiàn)多元語(yǔ)義的輸出。

2.4數(shù)據(jù)云系統(tǒng)

遙感大數(shù)據(jù)云的技術(shù)，可以將各種方式的遙感信息資源進(jìn)行有效的整合，建立起遙感云服務(wù)的相關(guān)新型業(yè)務(wù)應(yīng)用和服務(wù)模式，可以將在天空當(dāng)中的傳感器所捕捉到的信息通過軟件的計(jì)算和整合來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的有效存儲(chǔ)和處理，從而使得用戶可以在很快的時(shí)間之內(nèi)獲取到有效的服務(wù)。

3遙感大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘

3.1遙感大數(shù)據(jù)的挖掘過程

在遙感大數(shù)據(jù)挖掘過程中，整個(gè)過程包含著數(shù)據(jù)分析、可視化、融合等過程，這些環(huán)節(jié)中都具有鮮明的大數(shù)據(jù)特征。在數(shù)據(jù)挖掘過程中，在通過對(duì)大數(shù)據(jù)資源庫(kù)進(jìn)行篩選后，從中提取大量的數(shù)據(jù)集;通過對(duì)不同數(shù)據(jù)集的分析，可以形成以不同特征為核心的數(shù)據(jù)集群，在這些數(shù)據(jù)集群中，會(huì)根據(jù)大數(shù)據(jù)管理的要求，生成不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，這樣就可以為接下來的數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)作出數(shù)據(jù)控制。之后，通過數(shù)據(jù)挖掘的方法，以不同的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)從中獲得不同的大數(shù)據(jù)信息;在之后的數(shù)據(jù)可視化改進(jìn)中，可以按照現(xiàn)有可視化規(guī)則，完成數(shù)據(jù)與信息的知識(shí)融合。

按照上述遙感大數(shù)據(jù)挖掘過程，可以通過可視化的模式，通過一種直觀的展示方法，簡(jiǎn)化用戶的理解流程，這樣用戶就可以直接獲得想要的遙感信息，并直接從中提取核心資料。按照這個(gè)要求，遙感大數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)該體現(xiàn)出遙感信息控制的要求，能夠通過不同的檢索標(biāo)準(zhǔn)予以改進(jìn)。

3.2遙感大數(shù)據(jù)的綜合挖掘

遙感大數(shù)據(jù)和廣義的遙感大數(shù)據(jù)的綜合挖掘的過程，利用此種方式，一方面可以與其他的數(shù)據(jù)方式形成良好的互補(bǔ)關(guān)系，另外一方面也可以對(duì)其數(shù)據(jù)當(dāng)中的變化規(guī)律以及其他信息進(jìn)行更好的挖掘和采集。在廣義的遙感時(shí)空大數(shù)據(jù)當(dāng)中，存儲(chǔ)的費(fèi)用是相當(dāng)昂貴的，并且在數(shù)據(jù)的分析能力方面也存在嚴(yán)重不足的現(xiàn)象，因此在現(xiàn)代社會(huì)的智慧城市的建設(shè)過程當(dāng)中發(fā)揮不了其巨大的作用，因此需要利用其他自動(dòng)化的數(shù)據(jù)智能處理和挖掘的方式來對(duì)其空間地理分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行全新的挖掘和過濾。在時(shí)空分布的視頻數(shù)據(jù)挖掘過程當(dāng)中，在對(duì)智能數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和信息提取的同時(shí)，還要通過時(shí)空當(dāng)中所分布的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的區(qū)分，來有效的區(qū)分正常和非正常的狀態(tài)。在對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的挖掘過程當(dāng)中，主要可以從時(shí)空數(shù)據(jù)當(dāng)中進(jìn)行提取出隱藏的有用的信息知識(shí)，利用各種綜合性的方式和方法，比如統(tǒng)計(jì)法、聚類法、歸納法以及云理論等。在遙感大數(shù)據(jù)的挖掘應(yīng)用方面，可以適用于地球各種尺度和方位的變化，還可以在很大程度上對(duì)未知的信息進(jìn)行良好的篩選和挖掘，推動(dòng)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)化發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)