大数据辅助位置服务

发布时间：2020-02-19 07:52:33 阅读：次来源：点火器厂家

本文选自《e制造》杂志2013年第10期

什么事情发生在什么时间、地点，这叫做地理空间信息，有人把它简称为位置信息。据统计，世界上80%的信息都具有时间和位置标记。

位置服务已发展到大数据阶段

地理空间信息解决了具有时间和空间坐标标记的信息问题。为实时满足不同部门、大众对带有时间和空间信息标记的数据需要，我们需要建一套基础设施。这套基础设施一般由3大部分组成——数据采集、数据处理、数据传输，其分别对应的是感知网、计算机网络和通信网。

从时间上讲，这种服务需要连续不断，365×24×3600服务不能停止;从空间上讲，这种服务要覆盖一个国家或者一个省区甚至全球;从速度上讲，这种服务响应要实时、快速;具体到某一时刻来讲，其在时间、位置上也要有一定的精确度。但是位置、时间越精确，其消耗的资源就必然越多。据我国大地测量学专家、中国工程院刘经南院士讲，随着现代科技、社会的不断发展，地理空间信息的数据量越来越大，当前已形成为大数据。

北斗是国人的骄傲

在将近二十年前，纵然当时经济非常困难，我国就提出要建北斗卫星导航系统，目的就是希望能独立拥有我国自己的时空信息标记基础设施。

截止2012年12月27号，我国的北斗导航系统共有14颗卫星在提供服务，而美国的GPS系统目前在役有30颗卫星，并已连续为全球服务将近三十年。

据了解，我国已向世界承诺，到2020年，我国将完成发射30颗卫星满足北斗系统全球精度服务的需要。届时，与美国GPS承诺的30米精确度相比，我国北斗系统的精确度是10米，比GPS要高很多。

刘院士讲，未来的北斗系统虽然已经相当先进，但是这个精度还远远不能满足未来位置服务的需求。譬如未来的汽车导航就要求系统能提供高精准的位置服务，汽车导航系统要实现辅助驾驶，特别是针对老年人、残疾人的辅助驾驶。要保证即使在出现意外、司机身体失控的情况下，汽车也能够安全驾驶，这要求导航系统要保证厘米级的定位和每秒厘米级的速度要求。

为达到这样的目标，除了要建好北斗导航系统，未来我国还需要建立足够的增强系统，具体包括天级增强系统和地级增强系统等，这是未来北斗系统为各行各业提供精确位置服务应必备的手段。

依靠北斗导航系统，目前我国已经是联合国认证的全球四大卫星服务提供商之一，而另外3个系统分别是美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的GLONASS系统。

泛在测绘悄然流行

时下，泛在测绘已经悄悄流行起来。泛在测绘跟人类以前的专业测绘完全不同，它是指用户在任何地点、时间，为更好认知环境与人的关系，使用地理信息系统工具绘制地图的活动。人类过去的测绘任务专业性非常强，往往需要很多具有高层次专业知识的人，利用精确的仪器，耗费大量的资源才能完成。

当前，基于现代的位置服务系统设施，任何人只要拥有一个导航仪，就能很精确地检测到位置信息，任何人都可以成为合格的测绘工作者。现在世界上有很多自驾游俱乐部，它们就可以绘制出很精确的数字化地图来，而且这种地图还含有丰富的人文因素，强调各地文化与周围环境的关联。

在这种测绘中，每个人都是未知数据的提供者，也是未知数据的服务对象，测绘的内容包含了对此感兴趣的人的状态及其所关心的环境，以及环境改变所带来的变化。

刘经南院士分析，由于人类本身的数量是庞大的，每个人的需求也是变化的。同时，由于这样的数据除了拥有自然属性外，还有社会属性、环境属性等，百分之七八十都属于非结构化数据或半结构化数据。这几个因素叠加在一起，泛在测绘自然而然变成了一个大数据的问题。

无限的机遇

据刘经南院士介绍，发展到大数据阶段的位置服务给我们带来了无限的机遇，它将给我们的生产生活带来翻天覆地的变化，主要表现在以下几个方面。

精密农业我国当前拥有20亿亩耕地，但是我们的管理是以亩为单位。反观美国，美国的农业执行精密农业标准，其管理单位要精确到每1平方英尺，1平方英尺是0.09平方米，跟我国每一亩666平方米相比，差了7100倍，由此可见我国农田管理的粗放性。

由于土地管理太粗放，我们对自身土地的污染情况不是很清楚。对于土地上面产的粮食，我们自己是糊涂的，但每天还要吃。我国的粮食，外国人是不吃的，所以我国的粮食卖不出去，这是我国当前面临的一个严峻危机。

若按照美国的标准，以我国现有20亿亩土地算，我们将来需要154.5个TB的管理单位来管理这些农业的数据。同时，由于农业数据本身还有很多沉淀，我国未来农业的位置服务必定会有很大的需求。将来有了精密农业后，我们每个人通过网络就可以知道我们吃的粮食产自哪一块土地，这块土地的有害元素是多少，从而也达到了维护粮食安全的目的。

智能交通联合国预计，到2020年，全世界的交通损失将占全球GDP的十分之一，这是一个非常大的数字。据我国统计局统计，截止到2010年为止，我国几乎90%的交通需求都是靠汽车满足，公路交通安全问题在我国更是严峻。

智能交通要实现的就是依靠大数据的定位系统对人、车、路的全面覆盖。一旦实现全时空的控制，人类就能像控制飞机、火车这样控制汽车。

现在的交通安全主要是被动安全，系统主要用气囊、刹车来保证人的生命。未来的交通要实现主动安全，事前人们就可以预见有没有危险，进而来改善出行时机。同时，随着智能交通的实施，约占17%温室气体比例的汽车尾气排放也将大为降低。联合国世界卫生组织提出来的零堵塞、零伤亡、道路极限空间能力这3个目标也将离我们接近。

智慧城市智慧城市核心的问题是信息群体怎么样来进行智能决策、智能控制。发展到大数据阶段的位置服务，可以在智能交通、资源管理、健康监测、公共安全、政府管理模型等各个领域提供全方位的服务，这是实现智慧城市的关键。此外，在城市规划、环境保护、天气预报、应急管理等方面，其同样具有重要的意义。

挑战不容忽视

刘经南院士分析，发展到大数据阶段，标准化是位置服务所面临的最大问题。如何实现某些非结构化或半结构化数据的结构化?如何从各种视频资料中绘制出3D地图来?只有解决这些问题，我们才能提供高质量的服务。

过去我们的数据都具有精准性，比较注重微观，精确到厘米、毫米等，而现在的大数据具有不确定性等，这些都是值得我们认真考虑的问题。