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1、 0 大趋势 Megatrends 近年来，北京、广东、江苏、浙江、湖南、河南、云南等地 针对 “国土资源云 ”建设进行试点和推广，取得了显著的效 果，积累形成了丰富的国土资源数据，有力推动国土资源大 数据的应用。 国土资源大数据应用与实践探讨 文李三玉 国土资源 大数据应用 的发展离 不开国家政 策的推动。国土资源部于 2015 年 1 月印发了关 于进一步加强信息化工作统筹的若干意见，明 确以 “国土资源云 ”统领国土资源信息化建设， 逐步扩展形成覆盖全国的 “国土资源云 ”。同时， 云计 算、物联网、 大数据等 高新技术 的快速发 展为 国土资源 大数据应 用提供了技 术支撑。国 外 的
2、微软、 IBM、 谷歌、亚 马逊 等平台 以及国 内的 阿里、百 度、华为、网 易等信息 技术产业 巨头 都在云计 算和大数 据领 域开 疆拓土，取得 了巨 大的突破，阿里 云提出了 NASA 计划，华 为则宣布成立 Cloud BU。同时随着可穿戴设备、 智能手机、 智能家居 等智能感知 设备的广 泛覆 盖，物联网技术也迎来了新的爆发点。 需求分析 尽管 国土资源信 息化发展 迅速，取得 了一 定效 果，但 是随 着数 据的 增长 和应 用的 推广， 一些问题 逐渐暴露出 来，具体表 现在如下 几个 方面： （ 1）破除信息孤岛的需求 近二 十年来，由 于业务需 求，国土各 部门 内 文 2
3、018第 01期 . indd 20 2018/1/15 8: 28: 38 大趋势 Megatrends 1 在 不同时期 建设了大 量的应用系 统，如远程 报 卷 系统、 土地 市场 动态 监 测与 监管 系统 等等， 这 些系统往 往由不同厂 商在不同 时期采用不 同 标 准基于不 同的平台进 行建设，导 致不同系 统 间 信息交换 共享困难， 信息孤岛 现象严重， 严 重 阻碍 了国土 资源信 息化的 发展 , 亟 需统一 标 准 规范，建设 统一的数 据共享交 换机制，破 除 信息孤岛问题。 （ 2）国土大数据关联融合、统一 管理、 挖掘分析的需求 传统的 数据中心往 往只关注 于单
4、纯的数 据 堆 砌管理，而 当前数据 种类越来 越丰富，数 据 格 式多样，数 据中心对 数据关联 融合不足， 且 空 间数据与 业务数据 两张皮管理， 在此基础 上 的 数据深度 分析挖掘 就难以实 现。因此，亟 需 解 决多源异 构数据整 合与关联融 合的问题， 实 现 空间数据 与业务数 据一体化管 理，进而进 行 深度挖掘分析，挖掘国土资源大数据价值。 （ 3）提升平台性能的需求 面 对 大 规 模 数 据， 传 统 单 机 模 式 的 GI S 平 台 面 临 着 无 法 逾 越的 性 能 瓶 颈。 传 统 GI S 平 台为加快 大规模数据 显示性能 而采用切片 方 式 ，然而，
5、随着数据量 的不断增 长及地理信 息 应 用 的 推广 ，切 片 方 式 暴露 的 问 题已 不 容 忽 视 ，如： 切片 耗 时、耗 存储 ，更 新极 其困 难， 且 空间分 析存在很 大问题 。亟需改 变传统 GI S 平 台模式， 提升平台性 能。 解决方案 基于当前背景及问题需求分析，对国土资源 大数据管理分析及应用实践提出如下解决方案： （ 1）建设高性能云 GIS 平台 高性 能云 GIS 平台改变传 统 GIS 平台的串 行计算方式，基于 Hadoop 分布式并行计算框架， 采用并 行计算、内存 计算和二 级分布式 空间索 引等高 新 技术，为整 个平台提 供高性能 的加速 引擎
6、，突 破了传统 GIS 平 台的性能瓶 颈，实现 大规模 数据无需缓 存切片即 可秒级浏 览、极速 查询、动 态渲染、 快速分析。 以 3 台普 通服务 器进行测试计算， 基于高性能云 GIS 平台， 1G 大小的 地类图斑 1 秒内显示， 动态渲染 改变样 式秒 级实 现，对 2 个 1G 矢 量数 据进 行叠 加分 析 10 秒内 即可 完 成，整 体性 能 较传 统 GIS 平 台提升 100 倍以上。 同 时，高 性 能云 GIS 平台 提供 云盘 工 具， 支持各类 主流 GIS 数据快 速入云发布， 支持标 准 OGC 服务 的发 布和 聚合， 并提 供丰 富 的二 次开发接口，支
7、持时空大数据应用的定制。 （ 2）规则引擎与流程搭建 复杂 多样的数 据专题和 国土决策支 持应用 场景对 分析挖掘的 灵活性和 快速响应提 出较高 要求。应支持规则引擎、可视化流程搭建的方式 快速构建各类分析挖掘场景。对此，我们提供规 则引擎管理系统，将各类基本的数据处理分析算 法集成到统一的算法库进行管理，目前算法库已 有 300 多种算法。基于算法库，通过可视化流程 搭建方式 ，搭建规则方案，构成数据采集、数据 融合、数据检查等规则方案，进一步搭建数据分 析模型。规则引擎管理系统支持规则的构建、验 证、发布和管理及执行优化等功能，由此为数据 管理系统、数据融合系统、数据决策分析平台提 供
8、灵活多样的功能服务。 通 过规则引 擎与流程 搭建模式，将 传统的 软件工 程模式由被 动式的变 更变为主动 式的适 应，由原来的穷举式响应变为函数式响应，过程 内 文 2018第 01期 . indd 21 2018/1/15 8: 28: 39 大趋势 Megatrends 简化，响应周期缩短，且用户可以自交付，能真 正解决未知业务和频繁变化业务的快速响应。 （ 3）模型化的指标体系 面对 国 土 业 务中 频 繁 变 化的 决 策 支 持场 景，通 过预先构 建指标的 方式快速响 应各类分 析需 求。结合国 土业务，指 标体系包 括基本指 标和 综合指标。 基本指标 是面向国土 常见决策
9、 分析 和应用要 求，反映总 体经济形 势、国土资 源开 发利用和 发展水平 等的内容， 通常通过专 题数 据简单计 算得出，如 耕地保有 面积、出让 土地 占比、年度 供地面积 等；综合指 标是面向 国土 复杂多变 的分析应 用场景，由 基本指标结 合各 类复杂算 法，进行二 次或多次组 合分析获 取，如 土地利用 结构分析、 房地产用 地地价与 房价指数分析、耕地增减量分析等 。 以建设用 地综合监 管为例：建 设用地综合 监管 的目标是 采用大数据 技术建立 自动化发现 和处 置的模型， 利用高维 属性智能融 合技术对 空间 数据分析 结果进行 汇总、融合 与挖掘，实 现 “征地率、 供
10、地率、开工率和竣工率 ”的实 时发布，以 及 “批而未征、批而未征尽、征而 未供 等低效利 用预警和低 效利用处 置 ”等问题 项目 的预警。利 用指标分 析方法，建 设用地监 管可 通过建设 用地规模 变化情况、 建设用地结 构变 化情况、建 设用地布 局变化趋势 三个综合 指标 体现，而综 合指 标由 建设用地规 模基本指 标、建 设用地结 构基本指 标、建设用 地布局基 本指标三类基本指标得出。 指标分析 方法在国土 资源形势 分析中同样 发挥 作用，基于 土地利用 数据的多维 度耕地演 变获 取各类指 标，如历年 批准建设 用地，结合 展示模板即可支撑土地供应形势分析。 并一键式 发布
11、完成复 杂分析模 型、展示页 面的 定制工作。 定制好的 展示页面支 持多层数 据指 标的钻取展示，实现宏观微观一体化数据挖掘， 充分保证终端展示的灵活性。 在国 土资源大数 据应用中： 数据关联 融合 是基础， 大 规模图属 一体化是 根本，高性 能云 GIS 平 台是 保障，模 型指标 体系是 关键， 挖掘 分析决策 支持是出 路，时空大数 据中心高 性能 云 GIS 平台是国土资源大数据应用的必然选择。 （作 者为湖 北金 拓维 信息 技术 有限 公司 副 总经理、高级工程师） （ 4）定制 化的 宏观 微观一 体化 数据挖 掘分析 面向 具体 的国 土资 源数 据挖 掘分 析场 景， 采用 规则引擎 的自 定义搭 建式的数 据分析挖掘 技术， 在可视化 搭建界面 中，根据分 析需求接 入各 类数据、指 标，拖拽组 织适宜的 页面资源 定制化的国土资源大数据展示中心 内 文 2018第 01期 . indd 22 2018/1/15 8: 28: 39