遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與數(shù)據(jù)挖掘探究

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摘要：隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，自動(dòng)化和信息化成為技術(shù)應(yīng)用的主要特征，遙感技術(shù)作為大數(shù)據(jù)背景下獲取數(shù)據(jù)資源的重要途徑，其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。隨著遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其獲取的數(shù)據(jù)在規(guī)模上不斷擴(kuò)大，在類型上逐漸多元，而這必然會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析與挖掘提出更高的要求。基于此，本文從遙感大數(shù)據(jù)的內(nèi)容出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析和挖掘技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以探索我國(guó)遙感大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：遙感大數(shù)據(jù)；自動(dòng)分析；數(shù)據(jù)挖掘

1遙感大數(shù)據(jù)

近年來(lái)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷深入發(fā)展的背景下，在虛擬空間中生成的數(shù)據(jù)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，社交平臺(tái)、搜索引擎、電商平臺(tái)、移動(dòng)APP、安全監(jiān)控、衛(wèi)星檢測(cè)等系統(tǒng)都在不停地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)咨詢公司預(yù)測(cè)，到2020年全球數(shù)據(jù)總量將達(dá)到40ZB，這一龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模是難以想象的，而其中蘊(yùn)藏的應(yīng)用價(jià)值也是不可估量的。遙感大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)資源的重要構(gòu)成，隨著人類探索空間的拓展，利用衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測(cè)已經(jīng)成為資源探索、城市規(guī)劃、地形觀測(cè)等工作的必然要求，利用遙感衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的生成與收集則是遙感大數(shù)據(jù)形成的關(guān)鍵。與普通的大數(shù)據(jù)特征一致，遙感大數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星在對(duì)地觀測(cè)中形成的不同成像方式、不同波段和分辨率的數(shù)據(jù)信息，這些信息絕大部分并不具備單一的分析價(jià)值，但是在數(shù)據(jù)達(dá)到一定規(guī)模后，其分析價(jià)值也會(huì)呈基數(shù)增長(zhǎng)。

從目前我國(guó)遙感大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析與挖掘情況來(lái)看，其數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展難以與數(shù)據(jù)生成規(guī)模相符。例如傳感器的設(shè)計(jì)依然停留在單一階段，缺乏對(duì)多元遙感數(shù)據(jù)的篩選與判斷，從數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)的傳播，使得大數(shù)據(jù)的知識(shí)內(nèi)容十分稀薄，同時(shí)不斷擴(kuò)大的數(shù)據(jù)規(guī)模，浪費(fèi)了一定的存儲(chǔ)空間，影響了數(shù)據(jù)的開發(fā)與運(yùn)用。在大數(shù)據(jù)分析中，數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值不僅僅在于規(guī)模大，還在于類型全，對(duì)于遙感大數(shù)據(jù)而言，高密度、多時(shí)相、全方位、多層次的數(shù)據(jù)類型能夠全面反映隱藏在數(shù)據(jù)背后的地理學(xué)、社會(huì)學(xué)、管理學(xué)等信息，而對(duì)這些深層次信息的挖掘，就是遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析技術(shù)與挖掘技術(shù)突破瓶頸，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵。

2遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析

自動(dòng)分析是遙感大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向知識(shí)轉(zhuǎn)化的前提，因此，建立統(tǒng)一、緊湊、語(yǔ)義清晰的自動(dòng)分析系統(tǒng)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的遙感大數(shù)據(jù)挖掘與利用打好基礎(chǔ)。遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng)的構(gòu)建可以從以下幾個(gè)方面分析：

第一，數(shù)據(jù)表達(dá)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)生成中，其包含的語(yǔ)義信息更加豐富而多元，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)表達(dá)方式已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確解讀，因此，在數(shù)據(jù)自動(dòng)生成系統(tǒng)構(gòu)建中，技術(shù)人員應(yīng)做好表達(dá)方式的設(shè)計(jì)。例如在地理觀測(cè)中，技術(shù)人員可以高內(nèi)聚同意地理位置在不同粒度、不同方位、不同時(shí)相在不同觀測(cè)空間的投影，來(lái)對(duì)已經(jīng)生成的遙感大數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，進(jìn)而為地理學(xué)研究提供光譜、紋理、結(jié)構(gòu)等方面信息，提高遙感數(shù)據(jù)分析在地理檢測(cè)中的作用。

第二，數(shù)據(jù)檢索。網(wǎng)絡(luò)化與集成化是遙感大數(shù)據(jù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感大數(shù)據(jù)的整合與利用，并通過(guò)檢索功能為用戶提供針對(duì)性信息則是數(shù)據(jù)挖掘的基本目標(biāo)。例如在當(dāng)前城市規(guī)劃中，遙感大數(shù)據(jù)已經(jīng)應(yīng)用到行政區(qū)域劃分、交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、水分信息觀測(cè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)等方面；用戶通過(guò)登錄界面，能夠根據(jù)關(guān)鍵詞觸發(fā)檢索系統(tǒng)，而在智能檢索中，系統(tǒng)利用圖片、文字信息，對(duì)相似性的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，并反饋到用戶檢索頁(yè)面，進(jìn)而生成可視性的數(shù)據(jù)模型，提高遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析價(jià)值。

第三，數(shù)據(jù)理解。在實(shí)現(xiàn)遙感大數(shù)據(jù)向具體知識(shí)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，語(yǔ)義理解上的鴻溝需要彌合，目前在遙感大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析過(guò)程中，數(shù)據(jù)尤其是底層數(shù)據(jù)與知識(shí)生成之間幾乎是“風(fēng)馬牛不相及”，這使得數(shù)據(jù)挖掘中目標(biāo)識(shí)別難以實(shí)現(xiàn)，知識(shí)的形成自然受到限制。針對(duì)此，在遙感大數(shù)據(jù)的理解系統(tǒng)構(gòu)建中，技術(shù)人員一方面要將數(shù)據(jù)特征、分析目標(biāo)、識(shí)別場(chǎng)景等信息進(jìn)行一體化處理，以強(qiáng)化遙感大數(shù)據(jù)的語(yǔ)義理解；另一方面還要做好多元數(shù)據(jù)分析，基于多途徑、多場(chǎng)景、多尺度的原則實(shí)現(xiàn)多元語(yǔ)義的輸出。

第四，數(shù)據(jù)云系統(tǒng)。在遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用中，基于數(shù)據(jù)系統(tǒng)建立的云服務(wù)平臺(tái)，能夠?yàn)橛脩籼峁┮惑w化的地球空間服務(wù)資源，例如我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫碾娮拥貓D，就是基于遙感大數(shù)據(jù)形成的云平臺(tái)，用戶可以直接定位地點(diǎn)，而遙感技術(shù)通過(guò)對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)生成相關(guān)的地理數(shù)據(jù)，并完成GPS定位、導(dǎo)航等服務(wù)。

3遙感大數(shù)據(jù)的挖掘

數(shù)據(jù)挖掘就是指利用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃惴ǎ瑥拇罅繑?shù)據(jù)中搜索隱藏于其中的信息的過(guò)程。在遙感大數(shù)據(jù)挖據(jù)中，技術(shù)人員可以利用C4.5、K-means、SVM、Apriori、EM等算法，對(duì)其中的信息價(jià)值進(jìn)行呈現(xiàn)，并從廣義上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的綜合挖掘與利用。具體來(lái)講，遙感大數(shù)據(jù)的挖掘可以從以下幾個(gè)方面入手：

第一，遙感大數(shù)據(jù)的挖掘過(guò)程。相較于大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析系統(tǒng)構(gòu)建，數(shù)據(jù)挖掘的難度更大，其智能性也更加凸顯。在遙感大數(shù)據(jù)的挖掘中，其基本的過(guò)程包括：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與獲取，即利用遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的廣泛獲取；數(shù)據(jù)的處理與分析，利用自動(dòng)生成系統(tǒng)，并通過(guò)篩選形成數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行分門別類處理，并根據(jù)信息的重要性權(quán)重；數(shù)據(jù)挖掘，即利用相關(guān)的運(yùn)算規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值進(jìn)行挖掘；可視化呈現(xiàn)，即將數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果生成可視化模型，以便于數(shù)據(jù)理解與利用；數(shù)據(jù)融合，即將數(shù)據(jù)信息與知識(shí)內(nèi)容相融合，形成理論體系，以指導(dǎo)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的實(shí)踐活動(dòng)。

第二，遙感大數(shù)據(jù)的綜合開發(fā)。遙感大數(shù)據(jù)是地物在遙感成像傳感器下的多粒度、多方位和多層次的全面反映。在遙感大數(shù)據(jù)的綜合開發(fā)中，一是能夠?qū)崿F(xiàn)與GIS數(shù)據(jù)等其他空間大數(shù)據(jù)的溝通與互補(bǔ)；二是能夠利用非接觸式的成像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)綜合信息挖掘，并揭示更多的地球知識(shí)和變化規(guī)律；三是能夠利用非接觸式的成像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)綜合信息挖掘，更好地協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。比如在長(zhǎng)江流域生態(tài)治理工作中水利部門基于天地傳感網(wǎng)建立空天地觀測(cè)平臺(tái)，對(duì)21座水庫(kù)群、8000個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)聚合分析，完成實(shí)時(shí)制圖、共享服務(wù)等功能，這為蓄水防洪、巷道管理等工作提供了強(qiáng)大的支撐，通過(guò)數(shù)據(jù)應(yīng)用，相關(guān)部門每7天一次淺水航道尺度，航標(biāo)異常的發(fā)現(xiàn)時(shí)間限制在10分鐘，恢復(fù)時(shí)間為2小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)通過(guò)遙感進(jìn)行一次水位測(cè)報(bào)，這大大提高了長(zhǎng)江流域生態(tài)管理的主動(dòng)性。再者，近年來(lái)，在智能城市建設(shè)中，遙感技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，根據(jù)調(diào)查報(bào)告顯示：2016年我國(guó)視頻監(jiān)控市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1687.20億元，其中視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到673.48億元。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)讓智能城市構(gòu)建實(shí)現(xiàn)可視化，由此，相關(guān)部門就能夠通過(guò)對(duì)遙感大數(shù)據(jù)的挖掘?qū)崿F(xiàn)對(duì)城市的科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

第三，遙感大數(shù)據(jù)的潛在挖掘價(jià)值。遙感大數(shù)據(jù)并不僅限于對(duì)地觀測(cè)信息，其在數(shù)據(jù)生成中形成的關(guān)聯(lián)信息，同樣具備挖掘價(jià)值，雖然有些數(shù)據(jù)挖掘后形成的知識(shí)內(nèi)容與遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域并不直接相關(guān)，但是從整體社會(huì)發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，其利用價(jià)值也是不可忽視的。比如，利用相關(guān)衛(wèi)星數(shù)據(jù)繪制夜光趨勢(shì)圖，能夠分析全球夜光波動(dòng)指數(shù)，并從中發(fā)現(xiàn)每年夜光波動(dòng)程度與全球武裝沖突數(shù)量的相關(guān)度，這對(duì)于分析全球政治局勢(shì)，在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事等方面做出相應(yīng)的政策調(diào)整也是具有指導(dǎo)意義的。再如，通過(guò)對(duì)比1995-2013年“一帶一路”沿線的DMSP夜光遙感影像數(shù)據(jù)可以揭示不同區(qū)域城市化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)規(guī)律，其中1995年夜間燈光總量排量前20的國(guó)家有俄羅斯、中國(guó)、印度、法國(guó)等，其數(shù)據(jù)分別為7.00E+08、3.50E+08、3.00E+08、2.00E+08；而到了2013年，夜間燈光總量整體增加，中國(guó)與俄羅斯并列第一，總量為9.10E+08；此外，在夜間燈光動(dòng)態(tài)分析中，柬埔寨、阿富汗、老撾等國(guó)增長(zhǎng)比例明顯，為1000%、550%、500%等，由此可以看出中國(guó)、東南亞等國(guó)在“一帶一路”的帶動(dòng)下城市化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)了較快增長(zhǎng)趨勢(shì)。

4結(jié)語(yǔ)與展望

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為社會(huì)生產(chǎn)生活中至關(guān)重要的資源，隨著我國(guó)衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，在對(duì)地觀測(cè)中，遙感大數(shù)據(jù)在廣度與深度上也會(huì)獲得新的發(fā)展空間。但是，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展只是實(shí)現(xiàn)遙感大數(shù)據(jù)收集的第一步，要想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析與深度挖掘，我們還有很長(zhǎng)的路要走。基于此，在未來(lái)遙感技術(shù)研究中，我們應(yīng)利用大數(shù)據(jù)思維，將技術(shù)研究的實(shí)踐重點(diǎn)放在技術(shù)分析與數(shù)據(jù)挖掘方面，提高遙感大數(shù)據(jù)在地形分析、資源探究、生態(tài)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展城市規(guī)劃等方面的應(yīng)用價(jià)值，以全面體現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］李安安.遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與數(shù)據(jù)挖掘［J］.信息系統(tǒng)工程,2017(06):114-115.

［2］胡曉東,張新,屈靖生.大數(shù)據(jù)架構(gòu)的遙感資源存儲(chǔ)管理方法［J］.地球信息科學(xué)學(xué)報(bào),2016,18(05):681-689.

［3］李德仁,張良培,夏桂松.遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與數(shù)據(jù)挖掘［J］.測(cè)繪學(xué)報(bào),2014,43(12):1211-1216.

［4］朱建章,石強(qiáng),陳鳳娥,史曉丹,董澤民,秦前清.遙感大數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào),2016(11):1425-1439.

［5］張超,李昆,張?chǎng)?遙感大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展研究綜述［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2017(21):145+147.

［6］李德仁,王樹良,李德毅.空間數(shù)據(jù)挖掘理論與應(yīng)用［M］.北京:科學(xué)出版社,2006.

作者:和樹繁 單位:山東省新泰市第一中學(xué)