GIS在大数据时代的应用

GIS（geographic information system）地理信息系统是一种对于地理数据实现进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS属于信息系统的一类，不同在于它能运作和处理地理参照数据。地理参照数据描述地球表面空间要素的位置和属性，在GIS中的两种地理数据成分：空间数据：与空间要素几何特性有关；属性数据提供空间要素的信息。地理信息系统（GIS）与全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)合称3S系统。

随着物联网应用的深入，大规模传感器的使用，实时数据变得更加丰富和重要。现如今不管是天上飞的，地上跑的，还是水中游的，它们的当前位置和状态都能通过各种传感器实时获取，近一点的，如大家佩戴在手上的智能手环，其中就有传感器元件，还有大家的智能手机，也是一种典型的传感器，它时刻在记录和返回你的位置信息；再比如当下非常流行的共享单车，开锁关锁过程中，锁里面的传感器就是在与服务器通信，实时产生位置和其它信息；就连那些位置固定不变的重要资产，如气象监测设备,车流量监测设备，环保监测站点等，也在时刻产生和记录中实时状态信息。

因此，实时数据具有持续产生、实时动态更新等多种特点，它需要持续的更新数据库记录、前端应用中也需要实时展示最新状态，而这种更新频率通常是秒级或者是分钟级的，而传统的、静态的GIS数据，可能每半年/一年，或者更长的周期，才会集中大规模的更新一次数据。

采集和获取这些实时位置和实时状态信息，有助于我们了解和掌握资产、人员、设备等重要资产的实时运行状态，对健康管理、设备维护、人员/设备监控、应急预案、智慧决策等，都有非常重要的作用。因此，实时GIS系统也在业务中扮演着非常重要的角色，而实时GIS因此也需要一套与传统GIS技术完全不同的技术来支撑。

传感器产生的数据，通常通过自带的4G网卡，或者Wifi、蓝牙等技术传送到服务器端，这种情况下用户通常会从服务器中抓取实时数据推送给其它终端使用。ArcGIS可以直接对接传感器传回的实时数据，也可以对接用户的服务器推送的实时数据流，如何对接，取决于用户的意愿。ArcGIS可以对接入的流数据进行实时处理和分析并且进行处理，包括过滤、空间位置拓扑运算、阈值监控、地理围栏、字段计算，字段丰富，字段衰减，缓冲分析，投影转换等处理器等。

实时数据处理和分析，更多的偏向于对接入的流数据进行过滤、字段运算、简单的空间关系运算、投影转换等，传统的GIS所做的那些强GIS分析，如邻近分析、轨迹构建和追踪等，通常需要结合历史数据才能分析。实时数据接入之后，可以输出为ArcGIS的要素服务、流服务、实时动态聚合的要素服务等，也可以文本、短信、邮件等方式提醒输出。

对于手头有大量传感器的用户而言，他会有很多需求：我如何接入这些数据？如何存储？如何快速可视化展示？如何实时分析，或者从一堆历史数据中挖掘对我有用的信息？等等，ArcGIS的完整方案，指的是ArcGIS平台能够提供各种能力，全方位的满足用户的需求，总结起来讲，ArcGIS的实时GIS解决方案可以实现实时数据的接入、处理分析、高效存储、输出、可视化应用创建，以及历史数据的挖掘分析。

ArcGIS实时GIS解决方案有很多优势：

1、提供完整的物联网对接方案，感知层、数据层、平台层、服务层和应用层全方位支撑。

2、实时数据流的接入、分析处理、存储和输出一气呵成，提供一个全流程的服务，且内置多种输入、输出协议，可以应对一个单位多种类型不同协议的传感器接入问题，极大减轻工作量；

3、提供拿来即用的框架（如Operations Dashboard等）和工具（GeoAnalytics Server大数据分析工具等），实现数据可视化和应用创建，以及历史数据挖掘分析；

4、多节点分布式的产品架构，支持不同规模和量级的应用，可按需弹性部署，如在用户大会主题演示上，通过多个节点实现了2万级数据的秒级接入；

5、依托强大的ArcGIS平台，可充分使用ArcGIS平台的能力和资源，如实时数据二三维地图展示、GIS空间分析等；

6、方案的核心产品GeoEvent Server具备良好的扩展性，可以进行输入、处理和输出全方位的扩展开发，采用松耦合的设计，简单易行，快速上手。

实时大数据的动态聚合是服务器在后台实时计算的，它随着时间和比例尺的变化而动态变化，而这种变化通常是秒级的，如前端3秒刷新一次，后台服务器就好3秒计算一次；每平移或缩放一次，也会实时计算一次，这种计算非常频繁，并且秒级响应得到结果。所以ArcGIS平台完全可以对接入的实时数据进行存储，存储的历史数据还可以利用大数据分析工具对历史数据的挖掘分析。