1、,“互聯(lián)網+”時代的 地理時空大數(shù)據與地理信息科學,引言,地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理信息科學：由來與內涵,CONTENT,“互聯(lián)網+”的本質及其深遠意義,核心理論與關鍵技術,總結,01,引論,PART ONE,1.引論,我們應該怎樣認識大數(shù)據、地理時空大數(shù)據、“互聯(lián)網+”與地理信息科學及其之間的關系呢？這是一個值得探討的問題。,大數(shù)據、地理時空大數(shù)據、“互聯(lián)網+”，是最近人們議論最多的問題；地理信息科學是地理學、測繪科學與技術都關注的問題，而且已經是一個學科專業(yè)。,02,“互聯(lián)網+”的本質及其現(xiàn)實與深遠意義,PART TWO,2.“互聯(lián)網+”的本質及其現(xiàn)實與深遠意義,由李

2、克強總理在2015年的政府工作報告中提出，隨后在今年的7月1日國務院發(fā)布“互聯(lián)網+”行動指導意見，明確提出11項重點行動和7個方面的保障措施，緊接著深圳市等省市也發(fā)布了相關文件。,提出,“互聯(lián)網+”本質上是互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算等新興信息技術在各行各業(yè)的深度融合集成應用。,本質,“互聯(lián)網+”是產業(yè)互聯(lián)網化的著力點，將引起一場科技革命和產業(yè)變革。中國已經開啟了“互聯(lián)網+”時代的大門。,意義,03,地理時空大數(shù)據,大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,PART THREE,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,這里，關鍵是“大”和“數(shù)據”。但可以這樣來理解：大數(shù)據是指其規(guī)模（體量大）和復雜程度（多

3、樣性）常常超出了目前數(shù)據庫管理軟件和傳統(tǒng)數(shù)據處理技術在可接受的時間內（快速性）收集、存儲、管理、檢索、分析、挖掘和可視化（價值）能力的數(shù)據集的聚合。,大數(shù)據：,什么是“大數(shù)據”,大數(shù)據的本質,大數(shù)據的意義,大數(shù)據不在于“大”，也不在于“數(shù)據”，而在于駕馭大數(shù)據，即應用大數(shù)據（見美Bill Franks駕馭大數(shù)據、美Anand Rajaiamen，Jffrey David Ullman互聯(lián)網大規(guī)模數(shù)據挖掘與分布式處理、英維克托.邁爾-舍恩伯格大數(shù)據取舍之道、中譚磊大數(shù)據挖掘）,大數(shù)據帶來的信息風暴正在改變我們的生活、工作和思維，開啟了一個重大的時代轉型：思維變革、商業(yè)變革和管理變革，大數(shù)據產業(yè)隨

4、之興起，將顛覆千百年來人類的思維慣例，對人類的認知與世界交流方式提出了新的挑戰(zhàn)。（見英維克托.邁爾-舍恩伯格等大數(shù)據時代）,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理時空數(shù)據：,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理時空數(shù)據：,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理時空大數(shù)據：,這樣界定地理時空大數(shù)據是基于兩個事實：,一是，人類生活在地球上，人類的一切活動都是在一定的時空（時間和空間）中進行的，而所有數(shù)據都是人類活動（社會、生產、生活）的產物； 二是，從可視化角度講，所有大數(shù)據只有當其與地理時空數(shù)據集成后，才能直觀地為人們提供大數(shù)據的空間概念。,3.地理時

5、空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理時空大數(shù)據：,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理時空大數(shù)據：,全球已經進入（時空）大數(shù)據時代，企業(yè)決策過程正由程序驅動變?yōu)閿?shù)據驅動；（時空）大數(shù)據已成為制造業(yè)創(chuàng)新的動力，我國54%的制造業(yè)正在應用數(shù)字化工具推動轉型升級。,來自解決人類面臨的全球性問題的推動。,來自對地觀測泛在測繪的推動。,來自新興信息技術發(fā)展的推動。,來自企業(yè)經濟效益的推動。,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合,地理時空大數(shù)據：,政府的地理時空大數(shù)據,互聯(lián)網地理時空大數(shù)據,企業(yè)的地理時空大數(shù)據,個人的地理時空大數(shù)據,3.地理時空大數(shù)據：大數(shù)據與地理時空數(shù)據

6、的融合,地理時空大數(shù)據：,除一般大數(shù)據的“5V”或“4V”特征外，還具有,04,地理信息科學,由來與內涵,PART FOUR,4.地理信息科學：由來與內涵,地理信息科學的形成來自兩個方面： 一是，科學融合與綜合思潮的邏輯擴充，這是一條理論、演繹的思想路線； 二是，技術與應用的推動，這是一條從實踐到認識，從感性到理性的思想路線。兩者相互交織，互相促動，共同推進地理信息科學的產生。,由來：,信息時代地理學與測繪學深化交叉發(fā)展的產物,4.地理信息科學：由來與內涵,從GIS中之“S”看地理信息科學,由來：,綜合起來，兼顧了科學、技術、工程和產業(yè)，構成了完整的“科學-技術-工程-產業(yè)”的知識鏈。地理信息

7、科學、技術是支撐；地理信息工程是關鍵，是科學技術轉化為生產力的關鍵；發(fā)展地理信息產業(yè)是目的。,GIS發(fā)展至今，作為學術名稱有三種稱謂：,GIService,GIScience,GISystem,4.地理信息科學：由來與內涵,從科學范式變化的視角看地理信息科學,由來：,美國著名科學哲學家THOMAS S.KUHN（庫恩）在The Structure of Scientific Revolutions（科學革命的結構）一書中提出“范式”的概念和理論：,指的是一個共同體成員所共享的信仰、價值、技術等等的集合，指常規(guī)科學所賴以運作的理論基礎和實踐規(guī)范，是從事某一科學的研究者群體所共同遵從的世界觀和行為

8、方式。,4.地理信息科學：由來與內涵,計算機圖靈獎得主Jim Grey的四個科學范式理論,4.地理信息科學：由來與內涵,計算機圖靈獎得主Jim Grey的四個科學范式理論,4.地理信息科學：由來與內涵,能不能利用Jim Grey四個科學范式理論來看地理信息科學呢,1,2,3,4,4.地理信息科學：由來與內涵,當今的地理信息科學，正面臨著時空大數(shù)據時代的全球性挑戰(zhàn)，“第四范式”可能是解決面臨挑戰(zhàn)的具有本質性的理論、方法與技術，不僅是科研方式的轉變，也是人們思維方式的大變化（大數(shù)據思維），通過大數(shù)據分析和大數(shù)據挖掘，可以發(fā)現(xiàn)過去的科學方法發(fā)現(xiàn)不了的新模式、新知識和新規(guī)律。這正是地理信息科學要解決的

9、問題。 所以，大數(shù)據時代的到來也是推動地理信息科學發(fā)展的重要因素，同時數(shù)據密集型科學范式也成為地理信息科學的科學研究范式。,4.地理信息科學：由來與內涵,內涵：,主要研究地理信息的本質、結構、描述、分類和表達，地理信息發(fā)生、提取、傳輸、重構和作用機制，地理信息運動過程中的熵增、熵減、誤差和不確定性以及感應與行為機制，地理信息運動的計算模擬。,理論層面,主要包括地理信息技術系統(tǒng)的開發(fā)，集成與應用（GNSS、RS、GISystem），時空大數(shù)據基礎設施建設技術。,技術層面,主要研究基于理論指導和技術支撐的人口、資源、環(huán)境和社會的區(qū)域規(guī)劃和管理等方面的應用。,應用層面,地理信息科學是信息科學有關地理

10、信息的一個分支學科（Goodchild，1992）。它的研究對象是地理信息，是關于地理信息的本質特征和運動規(guī)律的一門學科，是新的認知模式、觀察視點和技術平臺，其內容包括三個層面：,05,核心理論與關鍵技術,PART FIVE,5.核心理論與關鍵技術,（1）地理信息統(tǒng)一時空基準理論（空間、時間、物理基準）,核心理論：,全球大地坐標基準的歸一化 全球垂直基準的無縫化,5.核心理論與關鍵技術,核心理論：,（2）地理信息的基本理論 （3）地理信息同化理論 （4）地理時空認知理論 （5）地理信息傳輸理論 （6）地理時空信息的解譯與反演理論 （7）地理時空信息的不確定性理論 （8）地理時空信息（大數(shù)據）的

11、可視化理論,5.核心理論與關鍵技術,（1）高精度GNSS的全球化和時間系統(tǒng)的精準化技術 （2）地理時空信息智能感知（時空大數(shù)據獲?。┘夹g （3）地理時空大數(shù)據分布式存儲與管理技術 （4）地理時空大數(shù)據并行處理技術 （5）地理時空大數(shù)據挖掘與知識發(fā)現(xiàn)技術 （6）地理時空大數(shù)據可視化技術,關鍵技術：,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,5.核心理論與關鍵技術,關鍵技術：,（7）地理時空信息服務技術,基于Web Service的地理信息共享與空間

12、數(shù)據互操作技術,5.核心理論與關鍵技術,關鍵技術：,（7）地理時空信息服務技術,基于Grid Service的信息資源共享與協(xié)同解決問題技術,注冊服務,驗證服務,識別服務,查詢服務,服務聚合,管理服務,將系統(tǒng)功能按照標準封裝為網絡/網格服務,構造地理信息服務網格與虛擬組織，建立服務管理節(jié)點,用戶按需組合服務形成面向應用的服務能力,網格條件下,5.核心理論與關鍵技術,關鍵技術：,（7）地理時空信息服務技術,基于云計算的地理時空信息服務技術,5.核心理論與關鍵技術,關鍵技術：,（7）地理時空信息服務技術,基于網格（Grid）集成與彈性云的“混合式”地理時空信息服務技術,5.核心理論與關鍵技術,關鍵

13、技術：,（8）地理信息獲?。▊鞲衅鳎?、處理（生產）和應用（服務）“一體化”技術,“一體化” 指“互聯(lián)網+”環(huán)境下，地理時空信息從獲取到提供應用的全過程或所有環(huán)節(jié)都在網絡/網格環(huán)境上進行，即實現(xiàn)地理（時空）信息在網絡/網格上可控、有序、高效流動。 核心技術 基于“互聯(lián)網+”的“全工作流”、“全產業(yè)鏈”、“全價值鏈”的自適應構建技術 基于“互聯(lián)網+”的“全工作流”、“全產業(yè)鏈”、“全價值鏈”各環(huán)節(jié)的軟件接口技術 線性“工作流”、“產業(yè)鏈”、“價值鏈”與分布式并行處理相融合的技術 基于“互聯(lián)網+”的信息資源共享與協(xié)同工作技術,地理信息科學總體框架,06,總結,PART SIX,6.總結,地理信息科學是信息時代地理學與測繪學交叉融合和深化發(fā)展的新興學科。 “互聯(lián)網+”的本質是互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算在各行各業(yè)深度融合集成應用，是地理信息科學發(fā)展的基石。 地理時空大數(shù)據是大數(shù)據與地理時空數(shù)據的融合，反映地理世界（時空）的空間結構及隨時間的變化，為地理信息科學的發(fā)展提供了取之不盡，用之不竭的數(shù)據支持。 地理信息系統(tǒng)、地理