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GIS在數(shù)據(jù)獲取,數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)呈現(xiàn)上的發(fā)展

mK5P_AItists ? 作者:易水寒 ? 2018-04-02 10:09 ? 次閱讀
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GIS是空間技術(shù)和信息技術(shù)的交叉學(xué)科,相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點都有可能成為GIS的發(fā)展趨勢。GIS的技術(shù)環(huán)節(jié)無外乎數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)三個方面,從近年的發(fā)展情況看,GIS可能在這三個方面都有著激動人心的前景。

一、數(shù)據(jù)獲取

傾斜攝影測量示意圖

1.2近景攝影測量

近景攝影測量與傾斜攝影測量有著相似的技術(shù)背景,區(qū)別在于傾斜攝影測量一般利用空基航攝儀進(jìn)行,近景攝影測量則是采用地面或近地面短距攝影測量設(shè)備進(jìn)行。相對于傾斜攝影的大范圍和較高精度,近景攝影測量更注重于對單個地物的超高精度測量,可以獲得具有極高精度和分辨率的精細(xì)地物模型,可以完美還原如雕塑、文物、景觀等復(fù)雜地物。

對石窟內(nèi)佛像的三維精細(xì)掃描測量

1.3影像智能識別

隨著遙感手段的發(fā)展,獲取的遙感影像分辨率越來越高,數(shù)據(jù)量越來越大,基于影像采集的矢量要素也越來越多,累積了大量的采集經(jīng)驗和解譯樣本。在人工智能技術(shù)的加持下,對這些影像解譯樣本開展深度學(xué)習(xí),計算機(jī)自動從影像提取要素的能力會越來越強(qiáng),精度也越來越高,未來有望實現(xiàn)自動利用衛(wèi)星影像生產(chǎn)矢量地圖。

衛(wèi)星照片中美軍基地戰(zhàn)機(jī)清晰可見

1.4智能數(shù)據(jù)匹配

近年來以谷歌地圖、百度地圖等為代表的基于位置服務(wù)(Location Basde Service,LBS)應(yīng)用已經(jīng)走入每個用戶的手機(jī)中,深刻得影響著互聯(lián)生活。LBS應(yīng)用的對數(shù)據(jù)的鮮活性要求極高,尤其是對道路、地名變化的響應(yīng)能力對用戶體驗影響很大。智能數(shù)據(jù)匹配是利用搜索引擎獲取的海量網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行篩選,獲得與地理位置相關(guān)聯(lián)的信息,并與地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配,達(dá)到快速發(fā)現(xiàn)變化,自動進(jìn)行更新的目的。隨著AI的不斷發(fā)展,對海量信息的分析匹配能力不斷增強(qiáng),數(shù)據(jù)匹配的準(zhǔn)確性和自動化程度也會越來越高。

亞米級高精度位置服務(wù)

1.5定位技術(shù)發(fā)展(室內(nèi)、高精度、小型化)

智能手機(jī)讓每個人都有了感知地理位置的能力,然而,目前的定位還存在很多局限。

例如,室內(nèi)、野外還有很多衛(wèi)星定位盲區(qū),定位精度還不夠高,高精度定位設(shè)備不夠便攜等?,F(xiàn)在,室內(nèi)定位、差分定位、網(wǎng)絡(luò)定位等技術(shù)發(fā)展很快。不遠(yuǎn)的將來,僅用一部手機(jī)甚至手表,就可以實現(xiàn)隨時隨地精準(zhǔn)定位至厘米水平。定位信息的迅速發(fā)展,會對位置服務(wù)的應(yīng)用帶來深遠(yuǎn)的影響。

精準(zhǔn)的室內(nèi)定位技術(shù)

1.6空間信息擴(kuò)展(地下、深海、深空)

目前空間信息在很多人的概念中依然是地面或者近地面的信息,隨著探索和測量手段的不斷發(fā)展,人類活動的范圍已經(jīng)擴(kuò)大到了地下空間、深海、外太空甚至地外行星,觀測尺度從空間更是擴(kuò)展到了時空。更廣袤的時空信息不斷涌現(xiàn),催生著GIS上天入地,談古論今,這樣未來只能說眼界限制了我們的想象。

BAE公司將為美國研發(fā)深海定位導(dǎo)航系統(tǒng)

1.7為我們的世界建模

十多年前曾經(jīng)有本GIS的書叫《ModelingOur World》,在當(dāng)時,還顯得有些詩意和概念化。而如今,這樣的前景已經(jīng)非常清晰。未來,在各種探索和測量手段的支持下,整個世界甚至是外太空都可以被裝進(jìn)虛擬的世界,每個人都可以自由出入于虛擬與現(xiàn)實之間。進(jìn)可縱觀天下,退可田園詩意,一起為我們的世界建模。

二、數(shù)據(jù)分析

GIS之所以是一門學(xué)科而不僅是技術(shù),在于其智慧的一面。如果說數(shù)據(jù)是其生命力,那么智慧就是空間數(shù)據(jù)的分析能力。數(shù)據(jù)分析的發(fā)展與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等信息技術(shù)有著密切的聯(lián)系。

2.1高效的數(shù)據(jù)管理

空間數(shù)據(jù)庫一直是GIS的一個基礎(chǔ)理論,卻也是一直發(fā)展不夠成熟的一個領(lǐng)域。因為GIS的數(shù)據(jù)確實太多太復(fù)雜了,這些數(shù)據(jù)有不同的形狀(如湖泊、道路、房屋、河流),不同的性質(zhì)(如線劃地圖、衛(wèi)星地圖、街景地圖),不同的軌跡(如行駛的汽車、空中的飛機(jī)、奔流的洪水、隱蔽的洋流),它們很難用一個統(tǒng)一的模型來描述,進(jìn)而對數(shù)據(jù)分析時的數(shù)據(jù)使用效率帶來很大局限。

現(xiàn)在,數(shù)據(jù)管理技術(shù)由于NoSQL、分布式存儲、空間數(shù)據(jù)模型等的發(fā)展,GIS數(shù)據(jù)的管理模型有望獲得統(tǒng)一,為更好的應(yīng)用數(shù)據(jù)打下堅實的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫運(yùn)維服務(wù)

2.2跨行業(yè)數(shù)據(jù)透視

空間數(shù)據(jù)分析和挖掘一直是GIS最強(qiáng)大的武器,但它卻沒有得到充分利用。隨著大數(shù)據(jù)、云計算的發(fā)展,數(shù)據(jù)進(jìn)入了一個爆炸的時代,GIS數(shù)據(jù)能夠與很多行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉,產(chǎn)生奇妙的化學(xué)反應(yīng)。隨著研究人員的不斷努力,現(xiàn)在很多行業(yè)的評價、統(tǒng)計、分析指標(biāo)都加入了位置參數(shù),GIS開始走出家門,說百家話,穿萬家衣。

2.3空間尺度衍伸(宏觀、微觀)

GIS一直以來在做分析時都離不開一張內(nèi)容復(fù)雜的地圖,地圖的邊界就成為了GIS想象力的局限。在數(shù)據(jù)大爆炸的時代,數(shù)據(jù)挖掘后形成的多層次指標(biāo),讓GIS信息沖破了這一邊界。向上,伴隨指標(biāo)不斷的概括與綜合,GIS可以參與到各類宏觀決策當(dāng)中,突破區(qū)域、時間的限制;向下,GIS可以具象每一個細(xì)小的抽象空間,進(jìn)入物質(zhì)內(nèi)部,描述每一個微小的位置變化。

宏觀和個體結(jié)合GIS分析自行車系統(tǒng)

2.4迅捷的處理速度

毫無疑問,計算技術(shù)的發(fā)展一定會讓GIS的分析速度更快。這種變快是量變到質(zhì)變的過程,隨著單位時間能處理的數(shù)據(jù)量的極速增長,我們獲得有效信息的時間被大大縮短,進(jìn)行更復(fù)雜計算的可能性也在大大增加。這讓數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)兩個趨勢,一是實時化,結(jié)合全世界建模的概念,可以讓一個人隨著運(yùn)行軌跡實時的計算出場景變化(例如自動駕駛);二是深度化,計算可以覆蓋的面越來越廣,涵蓋的信息越來越多,可能會獲得更多抽象的、內(nèi)涵豐富的數(shù)據(jù)加工產(chǎn)品(例如基于真實場景的游戲)。

無人駕駛正向我們駛來

2.5從計算到?jīng)Q策

不得不再次請出人工智能?,F(xiàn)在的GIS依然還停留在你想要什么我給你分析什么的階段,人工智能在GIS領(lǐng)域的不斷學(xué)習(xí)真逐漸的揭示出一種新前景,我給你什么你才想到什么。這樣的前景是不是很令人激動,GIS真正從一個工具成為了助手,一個聰明的、懂你心意的、精確無比的助手。

人工智能與智慧城市

三、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

GIS的精彩與其數(shù)據(jù)呈現(xiàn)能力密不可分??梢哉f,一般公眾對于GIS的理解大多停留在數(shù)據(jù)呈現(xiàn)環(huán)節(jié),廣義的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)包括但不限于地圖、圖表、手機(jī)APP、Web應(yīng)用程序等,它不僅僅是指可視化效果,而更應(yīng)視為觸及最終用戶的各種功能。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)視覺等領(lǐng)域息息相關(guān)。

3.1無限擴(kuò)張的三維空間

依然回到為我們的世界建模這個話題,既然建模了就要展現(xiàn)出來,一個真實的、無延遲的三維空間才是最酷的?,F(xiàn)在的三維受限于硬件機(jī)能、建模技術(shù)等因素,大多將場景限制在一個不大的范圍內(nèi)。未來,建模范圍都那么大了,展示能力也會提高。場景一天天的變大,模型越來越接近真實,直到有一天,邊界會消失,模型會如實景一模一樣。

福鼎市三維數(shù)字城市

3.2VR和AR

在三維技術(shù)的加持下,VR和AR如兩個兄弟并肩發(fā)展。VR是將真實的人放進(jìn)虛擬的場景里,終極目標(biāo)是人忘記了自己在一個虛擬的世界里;AR是將虛擬的場景放進(jìn)真實的世界中,終極目標(biāo)是人無法分辨什么是真實,什么是虛擬。VR和AR注定是階段性的技術(shù),未來會走向同一個終點。

3.3精彩紛呈的Web地圖

也許,我用Web來形容地圖已經(jīng)受到了我想象力的限制。但我想表達(dá)的是,未來的電子地圖會內(nèi)容更豐富、更好看、更藝術(shù),同時我們不再會受到硬件機(jī)能和網(wǎng)速的困擾,想看什么就看什么,想查什么就查什么,喜歡什么風(fēng)格的地圖就能讓地圖變得那么漂亮。

HT for Web整合OpenLayers實現(xiàn)GIS地圖應(yīng)用

3.4潛力無限的手機(jī)APP

堅持要把電子地圖分為Web地圖和手機(jī)APP兩種,是因為APP代表了另一個方向,那就是隨時隨地。也許未來智能手機(jī)都成為了古董,可能是頭盔?眼鏡?眼前的一團(tuán)空氣?總之,把世界隨身攜帶,讓人無限期待。

3.5嘆為觀止的專業(yè)化應(yīng)用

在專業(yè)領(lǐng)域面前,大眾消費品有時會顯得非常普通。既然世界都已在掌握,那么各個行業(yè)肯定也會充分應(yīng)用。未來的工廠里、機(jī)床上、飛機(jī)中,有可能隨時都會呈現(xiàn)出所需的空間信息,讓專業(yè)人員隨時掌握對象的空間要素,不會遺漏每一個細(xì)節(jié)。行業(yè)實在是太多了,這里只能留給各領(lǐng)域的大神自己發(fā)揮想象啦。

路由分析

四、結(jié)尾

首先,我更關(guān)注gis技術(shù)而非行業(yè),我看好的很多技術(shù)前景未必會由gis行業(yè)來實現(xiàn),事實上,谷歌地球和地圖就曾深刻地影響了我們這個行業(yè)。眼下,站在變革的十字路口,行業(yè)未來如何很難預(yù)料。但是gis技術(shù)會一直發(fā)展下去,會與更多的領(lǐng)域交叉融合,這是一定的。

再者文中提及的大多數(shù)技術(shù)熱點并不是空中樓閣,有的已經(jīng)廣泛應(yīng)用,有些已有了明晰的技術(shù)前景,個別內(nèi)容略有想象但仍有現(xiàn)實基礎(chǔ)。

例如傾斜,近景,高分遙感,室內(nèi)定位,便攜式差分定位等等應(yīng)用都非常廣泛了,市場也逐漸培育了出來;空間分析方面隨著地理國情監(jiān)測這兩年的發(fā)展,已在很多行業(yè)發(fā)展出了特有的指標(biāo)體系,上升到宏觀層面是自然而然的趨勢;終端應(yīng)用方面,互聯(lián)網(wǎng)公司應(yīng)用gis的規(guī)模很大,當(dāng)然他們更愿意稱之為位置服務(wù)。

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原文標(biāo)題:GIS最新熱點以及未來發(fā)展熱門

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