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关键词:3D-GIS 应用现状 发展趋势
中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)06-0249-01
自上个世纪60年代在加拿大首次开发了地理信息系统(GIS)以来,不到50年间,GIS技术得到了迅速的成长,在交通、电力、水利、土地管理、电信、消防以及城市规划治理等领域都有了广泛和高效的应用。当前,这一技术已突破了从二维到三维的“瓶颈”,出现了三维空间内的GIS技术,给人们带来了新的视觉冲击,成为一新的发展方向。
1、三维地理信息系统概述
三维地理信息系统(简称GIS),是以计算机的软件和硬件作为依托,以空间数据库技术作为基础,对本维空间数据加以科学的分析和管理,为决策、规划和研究、管理提供逼真信息的一项全新的技术,这是一种介于空间技术、地理科学和管理科学的多方向、跨学科的新兴研究领域。
三维GIS,又与虚拟现实(VR)紧密相联,是随虚拟现实这一新技术的产生而发展起来的。VR技术是逼真模拟人在现实世界中的人机交互响应,应用领域极为广泛。因此三维GIS系统在一些国家也被称为VRGIS系统。
2、三维地理信息系统的应用现状
我国对三维GIS研究较晚,可是却获得了相对突出的进展。据统计,我国在这一行业中的规模可达1000亿元,有大约40万的从业人员,许多领域已达到或超过国际领先水平,在三维GIS方面的成就尤其突出,在北京就有灵图、时空信步、国遥新天地等多家主流3D软件商。当前,三维应用所涉及的行业或领域超过40多个。下面通过举例来对三维GIS的应用现状进行简单的说明。
2.1 土地资源规划
利用三维GIS系统,可以建立起三维地理国土信息系统,能够实现三维建筑及其分布的精确可视化,使国土资源的规划和决策、审批得以更加准确、科学。特别是在系统中可以实现灵活、方便的更新和扩展,能够动态更新,获得实时的城市最新三维规划模型。同时还可以对规划中的城市进行三维模拟仿真,演示未来城市的景观和效果,作为设计和规划的依据,提高城市规划和管理的效率。
2.2 矿产资源遥感监测
根据对地下及海洋中的矿产资源遥感监测结果,资源的开采规划和执行状况、地质环境数据等信息,可以构建出三维平台,展示、分析、查询、统计资源的状态,这一方法具有多参数、多层次、实时或预测等功能和特点,满足对矿产资源的遥感监测及可视化应用。
2.3 矿井操作安全监控
利用矿山企业的基础数据信息,可以建立矿山企业的运行分析系统,实现对井下操作工(人)的定位,对设备(物)的状态监测及远程控制,对井下瓦斯(环境)等的指标进行监控,使企业可以实现实时、有效的层层管理和控制,提高矿业企业的生产安全状况,还可根据该系统的反应分析或预测当前的生产作业是足够科学和合理,从而防范事故的发生。
2.4 旅游景观服务平台
为了展现旅游景区的自然和历史风貌、文化景观,可以利用三维GIS技术建立网络化平台,向访问者提供动感、直观和交互式的旅游信息平台,推广宣传旅游资源和产品,提供相应的信息服务,助推客户和投资企业的对接,大大提升景区的对外形象和品牌效应。
2.5 军事和公安指挥系统
三维GIS在军事领域中的应用也是最重要的一个方面,建立实时的、动态的三维地形地貌平台系统,对于军事学的重要意义是不言而喻的。当前,这一技术在军事方面的应用水平高低,也是体现各个国家军事实力的重要方面。
另外,三维GIS系统还可以应用于公安110指挥系统,辅助进行警情的实时监听,借助于摄像头的实时监控,了解治安及警力分布状况,对于提高治安效果,打击犯罪,提高警力的利用效率具有重要的意义。
2.6 防洪防汛的预警和管理
根据水利资源和数据,可以建立交互式的三维防汛防洪预警和管理调度系统,对防汛预案进行制定、修改或实时更新和维护,作为抗洪减灾的决策平台,为抗洪防汛提供有效的技术保障。
当然,三维GIS的应用领域不止上述几个方面,随着这一技术的不断发展和成熟,必将获得更为广阔的应用空间。
3、发展前景
3.1 GIS的高维化趋势
当前,GIS软件基本上能够用数字高程技术模型或处理三维空间的实体坐标,可是,因为无法有效地建立三维实体的拓扑关系,有些真三维的操作在实现起来就比较困难,也无法持续地体现实体的时间维度上的变化。所以,GIS将会进一步向四维或多维化发展。
四维GIS,是指在原有的空间三维的前提下,加上时间维度或变量而成。以地质特征为例,并不是一成不变的,而是随着时间的变化呈动态变化,有的变化较缓慢,而像地震、暴风雨、水灾和滑坡等这些现象,却往往会在特定的机制和条件下出现剧烈变化。所以,在三维基础上加上时间维度,就会逼真地体现出这些变化。当然,增加了时间维度,会产生很多问题,其数据量也将呈几何级数变化,导致在采集数据、存取和处理等各方面产生一系列的难度。可喜的是,这些难题随着计算机技术的迅速发展,都会在不远的将来得到解决。
3.2 三维GIS的智能、网络以及高集成化趋势
随着我国网络的飞速发展,在网络上浏览以及数据是GIS发展方向,所以说,网络化是可以说是三维GIS的最流行、最前沿的操作平台之一。
传统的GIS的应用主要是在空间的叠加分析以及数据库方面,但知识处理方面和推理能力上相对欠缺,不难预见,3D-GIS系统会在智能化方面有更加广阔的发展空间,也能更好地为人类社会服务。而智能GIS技术也必然会促进其向高度集成化方向发展,并将在未来的应用中有着广阔的发展前途。
参考文献
[1]刘增良,陈品祥,贾光军,李扬.虚拟现实技术在城市规划管理中的应用研究与实践[J].测绘通报,2010,(5):45-47.
[2]刘学党,伊尧国.基于WEB的城市三维地理信息系统构建方法研究[J].天津城市建设学院学报,2006,12(1):9-13.
[3]江岩,张尚弘,赵登峰.1VR2GIS技术在城市“数字防洪”中的应用[J].地球信息科学,2006,8(2):66-70.
关键词:地理信息系统;现状;发展方向;未来前景;分析;
引言
当今社会,可以说一个信息社会,科技的发展,直接影响信息数据的发展更新速度,以信息技术和对区域空间应用为特征。作为信息技术和空间应用的载体,GIS近年来在生产生活的多个领域都发挥着重要作用,如防震减灾、病虫害防治、洪水暴雨预警等,越来越引起人们的广泛关注。现状良好,让人欣慰。
同时,不仅仅地理信息技术有所发展,与之相关的其他技术也得到相应发展,GIS与RS,GPS(简称“3S技术)的结合集成、面向空间区域对象技术的应用、GIS与专家管理决策分析系统(ES)相结合、GIS的网络化、GIS与多媒体技术及虚拟现实技术的结合已成为GIS的发展方向。相信将来在研究人员的不断努力下,也会取得更好的成绩。
一、地理信息系统简介
地理信息系统(GIS)是近代科技革命以来,诞生的一种针对专门地区的十分重要的空间信息系统。它是计算机技术和地理信息的结合,通过对整个地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理,再次对相关数据进行运算、分析、显示和描述的技术系统。因此又被又称为“地学信息系统”。
基于位置服务在地理信息系统,在科学研究中,单纯的经纬度坐标用处极小,信息价值不大,只有将其只与相关的地理信息相联系,随后将其翻译为一目了然的信息,才会被用户认识和理解,找到自己所需要的信息。也就是说,用户必须将获取到位置信息与所处的地理环境进行分析后才能为用户活动提供信息支持与服务。所以地理信息系统既是LBS的核心,也是LBS的基础。
在这个分析的过程,计算机和地理信息系统是相互促进的,计算机的工具对数据的分析与处理十分有帮助,地理信息系统作为以计算机为基础的系统,可以对收集到的空间信息进行分析和处理,然后将数据进行具象化,,转化成人们熟悉的一目了然的信息使其更易为人们所理解和运用。
同时在各大高校的教学中,地理信息系统作为一门综合性学科,它结合多种学科对地理进行研究,其中包括地理学与地图学以及遥感和计算机科学等等。它是一种可以用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,因此在不同的科学领域有着广泛的应用,受到了人们的广泛欢迎,也逐渐成为一个热门专业。
二、当前现状
地理信息系统在出现之后,就受到前所未有的重视,受到人们的广泛应用,在地理地质找矿、矿产资源预测风险评价、土地用途整治、自然资源管理、区域经济用途规划、国情研究、城市建设、各种灾害的评估和防治、农作物估产和耕地动态变化等方面都发挥着重要作用,应用十分广泛。
城市建设中,常常会遇到特定时间和地点的交通拥堵,如在每天的中午十二点到一点之间,是我国各地的放学、上班时间,在一些学校、公司聚集的地方,这个时间段往往车水马龙,被人流、车流围堵的水泄不通,这个时候地理信息系统就发挥出应用的作用,在汽车安装的导航信息系统中,会通过语音提醒前方多少米处有交通拥堵情况,哪里的交通状况相对良好,以便人们及时绕行,避开交通高峰地区,既能有效缓解交通压力,又能减少车流量、人流量,进行分流,避免高峰期因此而导致的交通事故,保障人民的出行安全和效率。
再者,在灾害防治方面,也要用到地理信息系统的技术。地理信息系统可以在灾害期间对受灾区域的资料进行详细的了解跟踪,并且预测受影响的区域,从而制定合理有效的胶原救援疏散方案并且派出合理的组织机构。灾后重建活动中,地理信息系统可以有效的协调工作,通过实时的灾区相关信息,将会对灾区的复原损害评估及修复等工作提供非常大的帮助。
除此之外,地理信息系统在道路灾害的防治中发挥了巨大作用,地理信息系统可以宏观的展现道路的相关情况,如技术等级、路面技术状态、路面等级、路面现状和路面灾害等,然后将这些数据和地理信息系统的位置信息进行关联,再在地图上展现出来,并进行分析。通过运用地理信息系统,可与对地质灾害进行预测,并对具体灾害的处理规模进行预测,进行精确的处理工程。
三、未来发展趋势
地理信息系统可以已经收集的对地理信息进行分析,以数据的形式向我们展示真实的地理信息,并且可以由已有的数据对未来的发展进行合理的预测,因此地理信息系统在全世界范围内得到广泛应用也就在情理之中,由于其良好的性能,世界各国都在积极努力的发展地理信息系统,所以地理信息系统将会在未来有着极好的反战。未来地理信息系统的发展趋势主要有以下几个方向:
(1)地理信息系统网络化:建立的地理信息系统与网络相连接,使得地理信息系统得到更加广泛的运用。
(2)地理信息系统标准化:对地理信息系统进行规范,使得不同国家的系统有着相同的标准,从而在世界各地得到更好的利用。
(3)数据商业化:地理信息系统作为对人类科学研究和日常生活有着极大影响的系统,其商业化是必然的。
(4)系统专业化:不同的机构或个人对地理信息系统的需求不同,因此有必要对地理信息系统进行专业化,使其满足绝大多数的需求。
(5)地理信息系统大众化:地理信息系统将来会与人们生活息息相关,因此必然会广泛的被大钟是用。
(6)结构组件化:搭建一个地理信息系统系统是一个庞大的工程,所以如何将地理信息系统分割成不同的组件,从而可以快速搭建新的完整的地理信息系统也成为了重要的研究方向。
结语
地理信息系统是重要的地理实践和学习过程中重要的信息应用系统,一经诞生就在众多领域发挥着重要作用,本文主要从地理信息系统研究现状出发,指出了现在存在的问题,指出应当注意的问题,并相信未来的发展前景一片光明,展望了未来的发展趋势,相信一定会越来越好。
参考文献:
[1]陈石羡.地理信息系统在金属矿产预测中的应用[J].地质找矿论丛,1998,30(1):74-83.
[2]肖克炎.应用GIS技术研制矿产资源评价系统[J].地球科学――中国地质大学学报,1999,24(5):525-528.
[3]徐翠云.地理信息系统应用现状及相关技g发展趋势[J].中国地质,1998,6(4):1-4.
[4]唐宾.GIS支持下的金属矿产成矿预测简介[J].广西地质,2000,13(1): 69-71.
[5]李忠武,张.GIS在地质学中的应用研究现状综述[J].青海地质科技情报,1998,(1):1-2.
作者简介:
王瑞琪,女,汉,1996年5月2日,汉族,学生,来自陕西省西安市
谢赢,男,1994年12月,壮族,学生,来自广西壮族自治区南宁市
单位:郑州大学水利与环境学院 专业:地理信息科学
关键词:现代测绘技术;数字化;信息化
随着科学技术的飞速发展,计算机网络技术、卫星定位系统以及地理信息系统的运用使得现代测绘技术的作用领域不断扩大。目前,世界上已有多个国家实现了现代数字测绘技术代替传统的模拟测绘技术,数字化信息也正朝着网络化的方向发展,这标志着数字化时代已经来临。近年来,我国经济社会信息化水平不断提高,使得社会各个领域对数字化测绘产品的需求量也随之增加,数字化基础地理信息已
经成为一种不可或缺的数字地理空间支撑条件。现在,我国正处于非常重要的发展时期,要进一步加强水利、交通、能源等基础设施的建设以及自然资源的开发利用,这对测绘技术提出更高的要求,同时也
提供了更广阔的发展空间。为此,笔者针对现代测绘技术的作用及发展趋势进行具体阐述。
一、现代测绘技术的作用
1. 在地理信息系统建设中起主导作用
地理信息系统(GIS)主要分为2种,即基础地理信息系统和应用地理信息系统。现代测绘技术主要为基础地理信息系统建设服务,同时为应用地理信息系统建设提供地理信息平台。GIS的重要内容是地理信息数据,必须依靠现代测绘技术获得良好的地理信息数据。因此,现代测绘技术在地理信息系统建设中起主导作用。
2. 为城市信息化管理提供帮助
测绘成果是对自然地理要素和地表人工设施的形状、大小、位置以及属性等测定的结果,能为城市规划和土地管理等提供重要帮助。测绘资料是一个各等级控制点坐标和各种比例尺地形图,其含有极丰
富和详细的地理信息,是城市信息化管理中有关地理信息的唯一来源。由于不同管理部门的职能不同,其对地理信息了解的详细程度的要求也不一样。例如,在城市里同一块区域,城市规划建设和土地管理
等管理部门需要信息量大且准确的较大比例地形图,因为其需要了解该区域建筑物的布局以及土地使用情况,而供电供水部门需要铺设管线,则需要细化到单体房屋类型和结构的地形图。
3. 满足人们对地理位置信息的需求
在现实生活中人们都使用过交通图等地形图,表明地理位置信息已经成为人类生活的重要组成部分,而测绘资料是绘制地形图的基础,因为构建高质量地形图的关键必须依靠准确详细的测绘资料。随着GIS与光盘存储技术、可视化技术和多媒体技术的融合,以及与GPS和遥感技术(RS)的集成,将使空间信息获取和处理更新速度大大加快,使人们能够对空间信息进行适时处理,例如进行车辆定位、手机定位等,从而极大地满足了人们对地理位置信息的需求。
二、现代测绘技术发展趋势
由于计算机技术和信息技术的快速发展,使得测绘技术也得到了较大发展。现代测绘技术呈现的发展趋势主要表现如下。
1. 快速高精度空间定位技术
由于采用了快速高精度空间定位技术(主要指GPS技术),大地测量逐渐由静态大地测量过渡到动态大地测量。动态大地测量使大地测量范围从地球局部区域扩大到地球整个表面,研究对象也从研究地
球表面的几何特征变为研究地球内部的结构和特征,从而使传统的大地测量技术和理论发生重大改革。应用动态大地测量技术还可以精确监测地壳运动和海平面的变化,及时对自然环境变化产生的自然灾害作出准确预报,从而降低人类的损失。
2. 遥感技术
遥感技术主要用来对地球上的大陆、海洋、大气等自然环境的变化进行长期观察和研究。现在,遥感技术正往多种传感器(高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪以及合成孔径雷达)、多频谱、多级分辨率、多时相的信息获取以及快速实时的智能化信息处理的趋势发展,并且遥感技术与遥感制图、地球资源调查等的结合成为今后研究的主要方向。
3. 数字化摄影测量技术
传统摄影测量经过模拟摄影测量和解析摄影测量的发展阶段,现在已经进入数字摄影测量时代。由于数字化摄影测量技术的产业化和商品化,数字化摄影测量系统与地理信息系统的融合极大地促进了测
绘生产过程的数字化,同时数字化摄影测量系统与全球定位系统(GPS)技术的结合实现了少和无地面控制点的航空摄影测量,使繁重危险的野外摄影测量工作变得简单轻松。
4. 地图学技术
现在,地图学已经朝着多层次、多领域、多时态以及多功能的方向发展。遥感技术、地理信息系统技术、自动制图技术以及多媒体技术的发展使地图学的理论、技术和工艺发生巨大变化。地图学技术发
展的关键是如何把遥感技术和其他快速更新地图信息的手段结合,研发出实用化专题地图设计专家系统、地图自动编辑制版系统以及地图信息分析应用专家系统。
5. 海洋测绘技术
在海洋测绘方面,海洋测绘技术向着高精度、全覆盖以及全过程自动化的方向发展。利用卫星定位技术或卡尔曼滤波等方法可提高海洋测绘定位精度,研发航空航天遥感测深系统或高精度条带式测深系
统来达到全面覆盖测量海洋信息的目标,进一步提高海洋测绘自动化过程,通过与海洋图自动制图技术的链接建立海洋图数据库,最终建立海洋测量信息系统。
关键词:国土测绘;地理信息系统;数据库
随着社会经济的快速发展,国土测绘信息的精度度和信息整合受到了高度重视。传统的国土测绘中的测绘方法和地理信息数据库,不能满足人们及时了解城市现状的需要,对地理信息数据库的建设发展进行必要的改革已经成为必要。通过对地理信息数据库的了解,结合当前技术应用的新成果,对测绘活动中的不足提出了建设性的建议和意见。
1 地理信息数据库的建设与发展
1.1 内容
地理信息可通过卫星、航拍及各种地理地图表现出来,表现形式多样。地理信息的内容包括与地理环境有关的数据、地质、分布规律、形态和相关的图片、文字,通过这些数据和特质得到地区的具体地理信息。在国土测绘中,地理信息的精确性尤为重要,随着各种地理信息探测的方法增多,均可有效测得当地的地理信息数据。
1.2 地理信息数据库设计
地理信息数据库是有多个不同层次和类别的数据库组成,通过分析卫星、遥感等设备测得的地理信息数据,进行归类总结,放入不同的数据库汇总。同时也分为面向政府机关、企业单位和公共民众的数据库,政府机关的地理信息数据库保密性较强,面向民众的主要有图片和数据形式。
1.3 地理信息数据的整合
对于国土测绘则需要将测得的各地的地理信息数据库进行汇总,并通过一定技术,对所收集的基础地理信息生成的数据从地方坐标向国家坐标转换,将多数据、多形式、多角度的地理信息数据库作为基础,进行地理信息数据的信息化加工处理、信息整合、网格化等处理,最终形成完整的国土基础地理信息数据,得到完整准确的国土地理信息。为使普通民众得到国土地理的相关信息,在遵循国家相关保密工作规定外,对所得国土地理信息进行削减、数据处理,完成信息的保密工作,最终形成在公众网络中能正常浏览的公开地理信息数据库。
2 地理信息数据库的发展前景和技术应用的新成果
2.1 发展前景
随着科技的不断进步,许多先进的计算机技术、遥感技术、网络技术等都可以进行地理信息数据的获取,并且建立了地方范围内精确、高效的地理信息数据库,可为城市、企业、公众提供可靠有效的地理信息数据,建立起地理信息网络,为大众提供了全面的地理信息。
2.2 技术应用的新成果
GIS技术在地理信息数据整合中起到重要作用,GIS技术可以把视觉性效果和地理分析功能与一般地理信息的操作(如地理信息数据的查询、统计、分析等)集成到一起。随着网络的迅速发展,更多的地理信息可以在网络上查询到,GIS的发展也顺应时展,向着更加专业化、普遍化、智能化的方向发展,普遍化的发展,使得公众可以通过网络或者移动终端了解地理信息数据,提高计算机的感知能力,使得社会联系更加紧密。GIS技术的不断发展为地理信息数据的共享提供更好的平台,不断的改进和升级也会提供更高效科学的技术。
3 地理信息数据库的完善建议
对国家基础地理信息数据库的完善,是指在我国已建成的基础地理信息数据库的基础上,对各地理要素进行分类统计,对基础地理信息的采集技术和方法进行改进,对基础地理信息数据库的建设进行改革,对现有数据库的种类和形式进行丰富,对基础地理信息的共享和查询平台进行优化,对核心地形要素数据库的内容进行调整。针对当前测绘活动中的不足,完善测绘地理信息科技工作具体应做到以下五点。
3.1 争取一批重大科技专项的设立
为了改善目前国土测绘当中出现的不足,要有足够的技术和资金进行技术上的改善和研究,积极关注国家测绘地理信息局的国土地理检测、信息化处理技术、地理心理的公众服务、测绘卫星应用、测绘设备的研究等方面,并充分了解有关项目的研究方向和内容,争取获得重大科技专项的设立。
3.2 加强测绘地理信息基础研究
对测绘地理信息的基础加强了解和研究。深入了解地理信息测绘的方法和理论,进行探讨和研究,同时对测绘设备进行检验和精度调节,引进新型测绘设备,开展设备学习讲座。对测绘技术的方法和手段进行分析和总结,研究出高效、准确的方法来开展测绘技术的应用,对地理信息数据处理改善和提出新的方法,使信息处理速度更快、更加准确。对所得出的地理信息数据的更新和网络化深入研究,及时更新和网络共享。
3.3 开展测绘地理信息前沿和关键技术攻关
了解国际测绘地理技术和方法,进行借鉴和学习。加强解决测绘基准化、地理信息的实时获取、信息的自动化处理、信息的网络共享等测绘系统的核心技术,建成初步的地理信息测绘系统,提高地理信息服务水平,对关键技术加强研究。
3.4 重视科技成果转化、应用及产业化
对已有的科技成果要及时转化和应用,同时加强测绘地理信息生产技术研究,为成果产业化提供技术支持。充分了解市场需求,针对市场的兼容性做好产品推销和宣传。政府机构出台相关政策进行科技成果的快速转化,鼓励相关地理信息技术的研究与市场应用。对生产单位和企业积极推广测绘地理技术,举办相关展览会,加强宣传。保护科技成果的自主知识产权,策划好产品的营销和管理模式,联合高校进行产学研的综合。
3.5 进一步完善科技创新体系
鼓励科技创新,联合科研院所、高校的科技资源优势,大力开发新科技和新产品,针对地理信息测绘相关企业的需求,有针对性的进行课题研究,在保证满足企业需求的情况下进行科技创新,并且加强地理信息测绘技术的应用和功能。对于各个研究院和实验中心,应该加强交流与合作,形成专业性强、合作交流的科技创新体系。
4 结束语
从地理信息数据库的角度出发,发现国土测绘中不足,提出新的测绘方法。对测绘和地理信息数据库的发展提出合理建议,高度认可地理信息技术。了解目前地理信息数据库的发展和信息数据的整合,并且运用新技术更好的进行地理信息的归类统计。通过对国土测绘信息整合流通的发展和内容充分了解后,发现测绘活动中存在的问题,从而提出对地理信息数据库信息的完善建议。通过争取重大科技专项的设立、加强测绘地理信息基础研究、开展相关地理信息的核心技术研究、重视科技成果的转换和产品化、完善科技创新体系等方法,来确定国土测绘信息整合流通的发展趋势,可知其发展趋势良好,前景广阔。
参考文献
[1]杜云芳.谈数字城市基础地理信息数据库建设[J].中国新技术新产品,2011(7):47.
[2]数据建库之我见.3S世界[Z].2006.
“物联网”、“云计算”……当这一个个曾经陌生的词语逐渐变得让越来越多人熟知的时候,信息化已经成为世界不可逆转的发展趋势和潮流,一个“数据为王”的时代正在到来。数据正在成为继土地、劳动力、资本之后的新要素,成为提高未来竞争力的关键。
测绘地理信息部门拥有的是名符其实的大数据,由于人类社会生产生活80%与空间地理信息相关。地理信息为国民经济和社会信息化提供了权威、可靠、标准的公共基底,最有条件集成整合其他各类信息数据,拥有海量的数据资源。据统计,2007年以来全国地理信息产业规模以年均超25%的速度持续快速增长,截止2011年地理信息产业总产值接近1500亿元,预计2015年产值将超2250亿元,测绘地理信息产业正成为国民经济新的重要经济增长点。
测绘地理信息工作是经济社会发展的基础性、保障性工作,是政府管理、决策和服务都需要借助的现代化、信息化管理手段。中国高层高度重视地理信息工作,、、张高丽多次就地理信息工作作出重要指示。在湖南,数字湖南被纳入“十二五”发展战略,成为湖南的“四张名片”之一。省委常委、常务副省长陈肇雄在2014年全省国土资源工作会上明确强调,“发展地理信息产业比发展传统产业具有事半功倍的效果。要特别重视地理信息产业的培育和发展,国土资源系统要想办法开发地理信息服务平台,让社会共享这方面的平台,让它发挥应有的经济和社会价值。”
据统计,2013年,湖南全省570多家资质单位的测绘服务产值突破20个亿,同比增幅25.7%。按目前权威统计测算,测绘地理信息产业服务总值已突破70亿大关。2014年,湖南还将进一步加快推进地理国情普查,构建地理国情监测体系;扎实推进数字湖南建设基础工程,优化地理信息公共服务体系;加快发展地理信息产业,促进经济转型和民生改善;大力加强国土资源信息化建设,提升科学管理水平。
人类已经从IT时代走向DT时代,站在这个时代的节点,湖南今天的战略选择,会为整个行业、整个产业,为湖南未来大数据的发展提供无限的机会和遐想。顺应时展潮流,在“四化”推进过程中做好地理信息资源管理和开发利用这篇大文章,其势已成,其时已至,湖南地理信息产业的春天已经到来!
地理信息产业作为以地理信息开发利用为核心的新兴高技术产业,已经在全球范围内得到了广泛的关注,国际地理信息产业迅速发展,而在国内,随着“十二五”规划将其列为战略性新兴产业,各地方政府、企业、个人都对该产业的发展起着积极的推动作用,使得地理信息产业正在我国迎来发展高峰期。
地理信息产业是以测绘、地理信息系统(GIS)、卫星导航(GNSS)、遥感(RS)等地理信息技术为基础,以地理信息资源的生产和服务为核心的战略性新兴产业。近年来,地理信息产业以技术含量高、发展空间大、带动效应强等特点,受到世界各国的重视,产业规模不断壮大,尤其我国的地理信息产业更有着突飞猛进的发展。2014年中国地理信息产业产值将超过3000亿元,增长率超过20%,未来几年年复合增长将达到22.4%。国家测绘地理信息局负责人此前预测,2020年有望突破万亿元大关。
大部分居民是新一代电子地图的消费者,同时也可以是电子地图信息的提供者。如果能通过合理的规划方式,使得消费者能够提供高质量的地理信息,对于减少行业成本,提高效率有着重要意义。影响电子地图领域未来发展趋势的问题包括:如何将消费者的兴趣吸引到参与地图制作中来?应该赋予他们多大的权限来修改地图?
遥感技术的发展与人们生活息息相关。先进的遥感技术与电脑科学网络的集合大大推动了科学家们对地球的观测水平。目前遥感技术不仅能满足对环境的可见光部分的探测需求,还能满足对气温、湿度、土壤水分含量等科学数据探测的需求。
将来遥感的探测数据将融入到计算机网络之中,使地球环境的变化实时展现在工作人员面前。遥感技术应用的未来在于为从业人员提供各式各样的、数据量足够多的、分辨率足够高的卫星图片,同时也依赖于更快速地提供基于这些数据的满足用户需要的产品。
可以预见,GPS手机服务将凭借它便捷的使用方式、接近于零的使用成本、快速而准确的定位,以及导航等功能,继续迅猛发展。谷歌地图对英国各个主要城市的公交车达到时间都能提供准确的计算,误差基本都在一分钟之内,方便了用户的出行。在未来,基于GPS的服务将会层出不穷,这必将扩大手机GPS服务的市场份额。
当前,互联网地图、手机地图、基于各种终端的LBS应用、地理信息云等新领域的拓展,都是地理信息技术与信息技术融合应用的结果。物联网、云计算、移动通信、高性能计算、无线传感器等新兴技术和产业的快速发展,将极大地提升地理信息实时获取、快速传输和综合处理能力,提升地理信息服务效能,甚至将改变地理信息的应用方式,推动地理信息市场的发展。
作为中国自主建设的卫星导航系统,北斗得到了国家部委和地方政府大力支持,将北斗产业发展列为重点工作予以积极推进。同时,北斗的应用示范也取得了显著的成绩。交通运输部通过“重点运输过程监控管理服务示范系统”,已经在9省市近10万重点运输车辆上开展北斗应用示范。而在民用领域,具备北斗定位功能的智能手机、导航仪已经陆续出现在市场上。随着北斗在行业与民用领域的产业化不断取得进展,北斗卫星导航市场即将迎来快速发展。
[关键词]测绘 发展机遇 智慧城市
[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-214-2
1引言
随着传统测绘到数字化测绘的转变再到信息化测绘的跨越发展,我国测绘地理信息产业已进入全面发展的关键时期,呈现出地理信息需求旺盛、服务模式多样多变、测绘技术日新月异,测绘市场竞争激烈等特点,而城市又是整个社会信息化的核心,在数字城市乃至智慧城市的建设过程中,城市勘测事业必将迎来一场重大的发展机遇和挑战,或衰败!或腾飞!本文通过信息化测绘的特征分析,对信息化测绘体系下测绘服务保障模式的创新进行了一些思考,并结合城市勘测业务发展趋势与空间分析,提出了当前城市测绘实现服务创新的几点思路和措施。
2信息化测绘的特征分析
信息化测绘是在数字化测绘的基础上,在完全网络化运行环境下,实时有效地向信息化社会提供地理信息综合服务的测绘方式。信息化测绘是我国测绘实现了由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段,其最本质的内涵和特征就是实现实时有效的地理信息综合服务,信息化测绘体系相对于数字化测绘体系具有以下几个标志性特征:
(1)数据获取实时化。即体系对地理信息的获取和数据库建设将由静态生产为主,转为动态变化监测和实时更新为主。信息化测绘要通过综合采用航空、航天、地面等一切可使用的快速观测新技术和组织运作方式,实现数据获取实时化;同时也将基础地理信息变化监测和实时更新列为基础测绘的基本任务。
(2)信息处理网络化。由“局域”到“广域”,即作为数据传输和信息交互的网络支撑运行环境,对于数字化测绘生产可以局域网为主;但对于实时有效的地理信息综合服务必须依靠广域专网或国际互联网,来实现数据传输和信息交互彻底的网络化。
(3)信息服务社会化。从“封闭”到“开放”,即体系的运行主体应从测绘系统内部扩展到其它应用部门、从公益性测绘保障体系内部扩展到地理信息产业体系,形成企事业单位、政府机构和用户大众协同运作的开放机制,实现信息服务的社会化。
(4)基础设施公用化。由“专用”到“公用”,即体系的基础设施,包括测绘基准体系和基础地理信息数据库系统等的使用,由原来的供专业使用为主,升级改造为满足社会公共使用为主,实现测绘基础设施公用化。
(5)信息共享法制化。推进信息共享,要切实从政策法规上为充分的信息共享创造有利条件,妥善解决信息共享中的安全问题和产权问题,建立信息共享相关的法规、标准体系和运行机制,实现信息共享法制化。
3测绘服务的模式创新
测绘方式的转变必将带来服务模式的变化,测绘服务模式发展随着测绘技术发展可划分为三个阶段:
(1)“图模式”阶段:该阶段测绘服务主要以提供各种比例尺、各类专题的纸质地形图和地图为主要方式,来满足国民经济社会发展和各类建设工程设计、施工等方面的需要;
(2)“数据模式”阶段:该阶段测绘服务主要以提供各种比例尺、各类专题的基础测绘数据为主要方式,来满足社会和行业信息管理系统对基础测绘数据或电子地图的需求;
(3)“信息模式”阶段:该阶段测绘服务将主要以提供与空间地理位置相关的各类信息和服务为主要手段,为政府、企业和社会大众提供一种网络化、实时化和智能化的地理信息综合服务。
当前,测绘服务正处于“数据模式”阶段向“信息模式”阶段转换的过渡时期,如何实现信息化测绘体系下的信息化服务,目前各行业各部门都在积极进行着探索、创新和实践,特别是城市测绘主管部门和测绘单位更是应极力提升测绘地理信息在数字城市建设中的龙头地位、积极发展壮大测绘地理信息服务领域和产业。着眼于城市测绘的发展趋势和国家地理信息产业发展规划,城市测绘部门如何来提升测绘行业地位,推动测绘服务创新,当前条件下主要的突破口和入手有以下几个方面:
①加快城市地理信息公共服务平台建设。建设涵盖市区(县)两级的地理信息公共服务平台,纵向实现市、区(县)上下联通,横向实现规划、建设、国土、市政、房管、城管、发改等多部门间的协同共享。加快公共服务平台数据更新速度,不断提高数据的鲜活程度。深化平台在城市规划、建设、管理等方面的典型应用,建立三维辅助规划应用系统、全市建设项目协同审批系统、地下管线应用系统、数字社区、历史文化地理信息系统等一批有特色的应用系统。要通过公共服务平台的建设,逐步实现测绘地理信息的社会化应用,建立和完善地理信息共建共享的法规和机制。②开展城市地理市情监测。加强上下协调,积极全面开展地理市情监测,加快地理市情信息获取效率,建立地理市情信息的快速获取机制和处理体系,加强对基础地理信息数据库的数据挖掘、统计分析和知识发现。加大地理市情监测技术手段研究,特别是多源数据处理技术研究,包括影像数据处理技术、三维激光扫描技术、空间矢量数据的处理技术,以及地理市情监测专题模型研究等。要通过地理市情监测,重点完善和实现数据获取的实时化、信息处理的网络化,不断提升测绘地理信息部门在城市信息化建设中的龙头地位。③推动“智慧城市”建设。在“数字城市”建设成果基础上,搭建服务型城市级智慧城市平台。以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络的多样化组合为基础,以物联网和云计算技术为支撑,推进基础性与应用型信息系统开发建设和各类信息资源的开发利用,探索“智慧城市”建设模式,研究开发智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展模式,从而实现城市向国际化大都市高速迈进的发展战略。
4城市测绘的发展空间与机遇
城市测绘的业务大致均可分为三部分:(1)传统类业务,诸如规划拨地、放线等为规划服务的测量业务;(2)市场类业务,即除规划测量以外的参与市场竞争的其它城市测量业务,诸如市政测量、房产测量、形变监测等业务;(3)地理信息类业务,即基于基础地理信息资源的地理信息服务业务。在信息化测绘发展的大背景之下,这三类业务的发展空间与前景各有异同。
4.1传统类业务发展空间不大
传统类业务由于目前还有政策倾斜和保护,发展比较稳定,但市场潜力有限,蛋糕就那么大,难以实现跨越式发展,而且目前传统业务还时有挑战,一是开发区政策有松动,新成立的一些开发区和基地,政策灵活,有的业务不一定委托城市测绘部门来做,二是一些大型政府专项投资项目,如地铁、市政路桥建设等重点测绘工程也不一定都委托给城市测绘单位,这些都给城市测绘的传统业务发展带来不小的挑战。
4.2市场类业务竞争非常激烈
市场类业务范围比较大,如形变监测、市政测量、地籍测绘、房产测量等城市测量业务,都有着很大的市场领域,但市场竞争非常激烈,城市地区更是测绘单位云集,城市测绘单位竞争力不强,优势不明显,要想扩大份额也并非易事。
4.3地理信息类业务市场潜力巨大、资源优势明显
当前地理信息产业发展迅猛,地理信息服务需求旺盛,地理信息市场潜力巨大,城市测绘单位依托历史积累的数据资源优势是其他单位无法超越的,这应是城市测绘单位实现跨越式发展得天独厚的优越条件,但当前面临的困难也很多,诸如信息推广力量单薄,营销意识有所禁锢,政策环境不成熟,技术力量不足等都制约着这方面的发展。综上分析,城市地理信息综合服务是城市测绘行业发展的重大机遇,城市测绘单位只有大力发展地理信息服务业务,才能实现企业可持续的跨越式发展。
5服务创新的几点措施与思路
如何加快发展城市地理信息业务,如何实现信息化测绘服务的创新与跨越,这是一个范围广阔、内容丰富的课题,只有不断探索、不断创新才能逐步发展,结合当前市场环境和发展条件,城市测绘单位可先从以下几个方面做起:
(1)建立和完善信息化测绘生产体系。从数据的采集、生产、处理、管理到数据的分发、服务等,建立一套完善的信息化测绘生产体系,在已经完成的城市连续运行卫星定位系统、城市大地水准面精化、城市基础地理信息系统等的基础上,发展完善卫星与航空数据获取及更新、三维空间数据生产与处理、数据分发与服务等生产体系,为地理信息的综合服务打好数据生产基础。(2)加快建立城市地理信息公共服务平台。在现有基于局域网的基础地理信息系统基础上,加速搭建基于互联网之上的、面向社会和大众的、开放式的地理信息公共服务平台,加快实现地理信息的社会化应用与服务。(3)积极推动智慧城市建设。智慧城市并不遥远,要在已经取得的数字城市成果的基础上,利用城市基础地理信息资源优势条件,加快启动智慧城市总体框架设计,建立和完善地理信息共建共享机制和法规,加强系统宣传与营销,通过地理信息公共服务平台的辐射和带动,提升城市测绘在智慧城市建设中的地位与影响力,积极推动智慧城市的建设和发展。
关键词:地理信息安全关键技术
中图分类号: F1 文献标识码: A 文章编号:
随着计算机技术、数字化技术、遥感技术和网络技术的广泛应用,地理信息产业得到了快速发展。近些年来,地理信息产业以年均 25% 以上的速度快速发展,成为新的经济增长点。地理信息应用已从专业领域应用拓展到面向大众和政府部门。在军事领域,地理信息得到广泛的重视和应用,成为现代化战争的基础。。
一、地理信息的安全特征
地理信息主要是以矢量和栅格两种格式存在的基础地理信息。基础地理信息的基本特征可概括为客观存在性与抽象性、时间性与空间性、可存储性与可传输性、可度量性与近似性、可转换性与可扩充性、商品性与共享性等特征。基础地理信息多为海量数据,具有多源异构并分布存储于不同区域的特性,数据安全技术必须适合不同的数据类型与数据量,在保证数据安全的情况下,也必须兼顾到数据分发过程中的传输速度。数字栅格地图、遥感影像和 DEM 都是常见的栅格地理空间数据,与普通图像数据在表现形式上相同,因此,其安全保护技术可以借鉴普通图像的技术进行研究。但是,地理空间数据的量测、精度和空间分析等特征又使得地理空间数据安全技术具有自身的特点,必须依据其自身特有的性质和应用价值来设计算法。矢量地图数据是通过点、线段、多边形 3 类图元来描述目标的,主要具有位置特征、属性特征、空间特征和时间特征,其安全技术的设计与选择应充分考虑到这些特征。
二、关键技术的现状研究
目前,在信息安全领域中,通常有两种基本的技术途径: ① 密码技术,其核心是密码学,包括加密技术、数字签名、数字证书、访问控制等; ② 数字水印,通过在数字产品中隐藏版权信息来实现版权保护。
1、加密技术
加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄露的技术。在传统加密技术中,基于密钥的加密算法不同可以分为两类: 对称加密技术( 常规密钥加密) 和非对称加密技术( 公开密钥加密) 。最著名的对称加密技术是 DES 算法和 AES 算法,非对称加密技术的加密算法主要有 RSA 算法。按照加密时对明文的处理方式,对称密码算法又可分为分组密码算法和序列密码算法。分组密码算法是把密文分成等长的组分别加密。序列密码算法,也称流密码算法,即把明文序列与密钥流序列逐位转换变成密文。序列密码加密速度最快,安全性较高,因此特别适合于大数据量、实时性要求较高的加密场合。序列密码加密的安全性依赖于序列密码的随机程度。移位寄存器是序列密码中产生密钥序列的一个主要组成部分,目前已逐渐向非线性领域探索,研究得比较充分的方法有非线性移位寄存器序列,对线性移位寄存器序列进行非线性组合,利用非线性分组密码产生非线性序列、存储变换、基于混沌的序列密码等。近年来,混沌理论在信息安全领域的应用研究已越来越受到人们的关注,混沌序列密码及其应用的研究是近年来密码学及其应用方向的研究热点之一。混沌序列密码使用混沌系统生成伪随机密钥流,并将其直接用于掩盖明文。混沌的一些基本特性可以大大简化密钥序列的生成,其非线性特性也可以提高生成密钥序列的复杂度,使得不知道加密密钥的攻击者几乎不可能进行有效的破解,它可能是具有相当广泛应用前景。
栅格地图数据的加密处理与图像加密是类同的。目前,对于含有地理位置、传感器参数以及地物波谱特征等信息的遥感影像安全问题的研究主要侧重在数字水印、信息隐藏和图像加密技术等方面。利用混沌序列等方法的传统图像加密技术没有考虑到海量遥感图像在加密、传输过程中给网络带来的巨大压力,且加解密速度不高。针对遥感影像数据海量的特点和对安全保密的应用需求,主要研究有选择性多机密区域多密级的遥感影像加密算法,实现了面向内容的遥感影像多级安全授权方法; 基于 Montgomery 型椭圆曲线密码体制的遥感图像加解密方法,提高了海量遥感数据的加解密速度,有效解决了海量遥感影像数据的安全保密难题。目前对于 DEM 数据加密算法研究较少,主要有应用明暗恢复形状( SFS) 原理和遥感影像灰度信息加密更新基础 DEM 数据的方法,以及在其基础上的一种基于单幅遥感影像三维重建的 DEM 数据加密方法,实现了获取更高分辨率的数字高程模型。对于矢量地图数据的加密,大多数地理信息系统仅仅使用密码的方式来对地图进行保护,而并未对地图的图像信息进行加密。
另外,在地理信息加密的具体应用中,对数据经压缩后再进行加密,一方面可较大地减少数据相关性及加密运算量,另一方面有助于提高抗攻击强度。
2、 数字水印
数字水印技术是信息安全领域中发展起来的前沿技术,它将水印信息与载体数据紧密结合并隐藏其中,成为载体数据不可分离的一部分,由此来确定版权拥有者,跟踪侵权行为,认证数字内容真实性,提供关于数字内容的其他附加信息等。
一般影像相比,数字栅格地图的色彩具有较高的亮度和较小的饱和度,地图中空域像素值变化比较大,有更大的低频分量,所以在保证相同的视觉
效果下,数字栅格地图低频分量中具有更高的感觉容量,可嵌入比影像数据更强的水印信号。对于数字栅格地图的水印技术研究,目前主要集中在抗差性数字水印研究方面。
3、 访问控制
访问控制是信息安全的核心技术之一,是对用户的合法性进行确认,并控制内容只能按照许可证要求的方式被使用。这种机制是建立在消息认证或者数字签名与公证服务、时间戳服务和证据记录基础上的,可使用加密、签名等密码学手段、数字水印及许可证管理等技术实现访问控制。
四、发展趋势
面向基础地理数据安全的密码、水印等理论和技术处于发展中,一些关键理论和技术尚待进一步发展和完善,主要问题是抗攻击性。以下是未来信息安全技术研究呈现出的一些趋势和特征。
1、 网络传输中安全技术的动态结合。密码技术和数字水印具有各自优缺点,密码技术更适合进行权限控制,水印技术更适合于操作跟踪、盗版跟踪。基于二者特点进行综合应用,是进行地理信息安全保护的重点与趋势。现在的水印技术都是静态生成与嵌入,如何根据用户信息动态生成数字水印添到数据中去,是水印应用于网络传输不可回避的一个问题。
2、 局部及批量数据加密算法研究。在实时性要求很强的系统中,许多常规的加密算法不再适用。同时,在数据传输中可能只要求对其中部分区域加密,即局部加密。或批量数据传输时,实现一次同时加密多个数据。
结语
通过对地理信息安全特征的深刻认识,以及对信息安全关键理论和技术的深入研究和解决,我们认识到: 地理信息安全面临着严峻局面,迫切需要实用、可靠的安全技术手段来解决。密码技术和数字水印作为信息的前沿技术,对于地理信息安全具有不可替代的重要作用。面向海量地理空间数据安全保护,并将安全技术实用化,还有许多问题需要不断解决。因此, 实现技术的应用和推广,地理信息安全技术必将在信息安全领域发挥越来越大的作用。
参考文献
关键词:地理信息;安全;关键技术
随着计算机技术、数字化技术、遥感技术和网络技术的广泛应用,地理信息产业得到了快速发展。近些年来,地理信息产业以年均 25% 以上的速度快速发展,成为新的经济增长点。地理信息应用已从专业领域应用拓展到面向大众和政府部门。在军事领域,地理信息得到广泛的重视和应用,成为现代化战争的基础。。
一、地理信息的安全特征
地理信息主要是以矢量和栅格两种格式存在的基础地理信息。基础地理信息的基本特征可概括为客观存在性与抽象性、时间性与空间性、可存储性与可传输性、可度量性与近似性、可转换性与可扩充性、商品性与共享性等特征。基础地理信息多为海量数据,具有多源异构并分布存储于不同区域的特性,数据安全技术必须适合不同的数据类型与数据量,在保证数据安全的情况下,也必须兼顾到数据分发过程中的传输速度。数字栅格地图、遥感影像和 DEM 都是常见的栅格地理空间数据,与普通图像数据在表现形式上相同,因此,其安全保护技术可以借鉴普通图像的技术进行研究。但是,地理空间数据的量测、精度和空间分析等特征又使得地理空间数据安全技术具有自身的特点,必须依据其自身特有的性质和应用价值来设计算法。矢量地图数据是通过点、线段、多边形 3 类图元来描述目标的,主要具有位置特征、属性特征、空间特征和时间特征,其安全技术的设计与选择应充分考虑到这些特征。
二、关键技术的现状研究
目前,在信息安全领域中,通常有两种基本的技术途径:① 密码技术,其核心是密码学,包括加密技术、数字签名、数字证书、访问控制等;② 数字水印,通过在数字产品中隐藏版权信息来实现版权保护。
1、加密技术
加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄露的技术。在传统加密技术中,基于密钥的加密算法不同可以分为两类:对称加密技术(常规密钥加密)和非对称加密技术(公开密钥加密)。最著名的对称加密技术是 DES 算法和 AES 算法,非对称加密技术的加密算法主要有 RSA 算法。按照加密时对明文的处理方式,对称密码算法又可分为分组密码算法和序列密码算法。分组密码算法是把密文分成等长的组分别加密。序列密码算法,也称流密码算法,即把明文序列与密钥流序列逐位转换变成密文。序列密码加密速度最快,安全性较高,因此特别适合于大数据量、实时性要求较高的加密场合。序列密码加密的安全性依赖于序列密码的随机程度。移位寄存器是序列密码中产生密钥序列的一个主要组成部分,目前已逐渐向非线性领域探索,研究得比较充分的方法有非线性移位寄存器序列,对线性移位寄存器序列进行非线性组合,利用非线性分组密码产生非线性序列、存储变换、基于混沌的序列密码等。近年来,混沌理论在信息安全领域的应用研究已越来越受到人们的关注,混沌序列密码及其应用的研究是近年来密码学及其应用方向的研究热点之一。混沌序列密码使用混沌系统生成伪随机密钥流,并将其直接用于掩盖明文。混沌的一些基本特性可以大大简化密钥序列的生成,其非线性特性也可以提高生成密钥序列的复杂度,使得不知道加密密钥的攻击者几乎不可能进行有效的破解,它可能是具有相当广泛应用前景。
栅格地图数据的加密处理与图像加密是类同的。目前,对于含有地理位置、传感器参数以及地物波谱特征等信息的遥感影像安全问题的研究主要侧重在数字水印、信息隐藏和图像加密技术等方面。利用混沌序列等方法的传统图像加密技术没有考虑到海量遥感图像在加密、传输过程中给网络带来的巨大压力,且加解密速度不高。针对遥感影像数据海量的特点和对安全保密的应用需求,主要研究有选择性多机密区域多密级的遥感影像加密算法,实现了面向内容的遥感影像多级安全授权方法;基于 Montgomery 型椭圆曲线密码体制的遥感图像加解密方法,提高了海量遥感数据的加解密速度,有效解决了海量遥感影像数据的安全保密难题。目前对于 DEM 数据加密算法研究较少,主要有应用明暗恢复形状(SFS)原理和遥感影像灰度信息加密更新基础 DEM 数据的方法,以及在其基础上的一种基于单幅遥感影像三维重建的 DEM 数据加密方法,实现了获取更高分辨率的数字高程模型。对于矢量地图数据的加密,大多数地理信息系统仅仅使用密码的方式来对地图进行保护,而并未对地图的图像信息进行加密。
另外,在地理信息加密的具体应用中,对数据经压缩后再进行加密,一方面可较大地减少数据相关性及加密运算量,另一方面有助于提高抗攻击强度。
2、数字水印
数字水印技术是信息安全领域中发展起来的前沿技术,它将水印信息与载体数据紧密结合并隐藏其中,成为载体数据不可分离的一部分,由此来确定版权拥有者,跟踪侵权行为,认证数字内容真实性,提供关于数字内容的其他附加信息等。
一般影像相比,数字栅格地图的色彩具有较高的亮度和较小的饱和度,地图中空域像素值变化比较大,有更大的低频分量,所以在保证相同的视觉
效果下,数字栅格地图低频分量中具有更高的感觉容量,可嵌入比影像数据更强的水印信号。对于数字栅格地图的水印技术研究,目前主要集中在抗差性数字水印研究方面。
3、访问控制
访问控制是信息安全的核心技术之一,是对用户的合法性进行确认,并控制内容只能按照许可证要求的方式被使用。这种机制是建立在消息认证或者数字签名与公证服务、时间戳服务和证据记录基础上的,可使用加密、签名等密码学手段、数字水印及许可证管理等技术实现访问控制。
四、发展趋势
面向基础地理数据安全的密码、水印等理论和技术处于发展中,一些关键理论和技术尚待进一步发展和完善,主要问题是抗攻击性。以下是未来信息安全技术研究呈现出的一些趋势和特征。
1、网络传输中安全技术的动态结合。 密码技术和数字水印具有各自优缺点,密码技术更适合进行权限控制,水印技术更适合于操作跟踪、盗版跟踪。基于二者特点进行综合应用,是进行地理信息安全保护的重点与趋势。现在的水印技术都是静态生成与嵌入,如何根据用户信息动态生成数字水印添到数据中去,是水印应用于网络传输不可回避的一个问题。
2、局部及批量数据加密算法研究。 在实时性要求很强的系统中,许多常规的加密算法不再适用。同时,在数据传输中可能只要求对其中部分区域加密,即局部加密。或批量数据传输时,实现一次同时加密多个数据。