電子地圖在大數據政工領域的應用

第第頁電子地圖在大數據政工領域的應用摘要：大數據帶來的信息風暴，正在引發(fā)新一輪軍事較量。從解讀分析數據的角度看，電子地圖逐步發(fā)展成為一種新的觀察視角和方法工具。文章研究如何將電子地圖引入大數據政工領域，使不同的數據類型在地圖分布上一目了然、簡潔易讀，以期更好地服務于政治機關分析處理數據，推動政治工作創(chuàng)新發(fā)展。

關鍵詞：電子地圖；大數據；政治工作

大數據時代的到來，對政治工作產生了全域、深層的影響。在全治工作會議上指出，要推動政治工作傳統(tǒng)優(yōu)勢與信息技術高度融合。建設大數據政工，成為順應軍隊信息化趨勢的時代要求。美軍紅旗軍演，預警機作戰(zhàn)控制中心把戰(zhàn)機飛行數據以三維動態(tài)的方式顯示在屏幕上用于導調控制。同樣，引入電子地圖，實現數據可視化，能夠輔助政治機關更為直觀和高效地洞悉海量數據背后的信息、知識與智慧，提高決策指揮與管理效能。

1大數據

1.1大數據概念

2011年5月，麥肯錫全球研究院在《大數據：創(chuàng)新、競爭和生產力的下一個前沿》報告中最早指出“大數據”時代的到來，稱：數據已經滲透到各個行業(yè)和業(yè)務職能領域，成為重要生產因素。2014年5月，美國白宮一份總統(tǒng)報告《大數據：抓住機遇、保存價值》中談到：數據收集、存儲和分析正朝著一個向上且無邊的軌跡發(fā)展。據統(tǒng)計，2011年，世界創(chuàng)造和復制的信息量就超過了1.8ZB。2013年，全球生產的信息量達到了4ZB。

大數據是一個抽象概念。麥肯錫認為，“大數據”是指其大小超出了常規(guī)數據庫采集、儲存、管理和分析等能力的數據集。維基百科定義大數據，是所涉及的數據量規(guī)模巨大到無法通過人工，在合理時間內達到截取、管理、處理、并整理成為人類所能解讀的信息。

1.2大數據特點

海量的數據規(guī)模（Volume）：隨著數據收集、存儲和處理的成本不斷下降，傳感器等不斷產生新的數據資源，數據收集和處理的容量是空前的，已經從TB增長到PB甚至ZB。

快速的數據流轉和動態(tài)的數據體系（Velocity）：數據收集和分析正在向著實時的速度發(fā)展，這意味著大數據分析會對人的生活環(huán)境和人生選擇產生直接而深遠的影響。

多樣的數據類型（Variety）：一些數據是數字的電腦或數據處理系統(tǒng)創(chuàng)造，比如郵件、GPS信息；一些數據產生于分析，轉化為數字格式在增長，比如氣溫、心率等監(jiān)測數據。

巨大的數據價值（Value）：大數據時代是人類信息化進程的新階段，將給人類生活帶來極大便利，帶來科學革命，并成為各行業(yè)的基礎設施和一種運行制度。

1.3大數據政工

大數據政工，全治工作會議后首次提出，指的是借助信息技術對政工數據進行信息挖掘、關聯(lián)分析，在大量微觀個體數據基礎上得出科學準確的判斷。它是實現信息技術與政工業(yè)務融合發(fā)展的創(chuàng)新方式。

現在，人們身處“互聯(lián)網+”時代。這個“+”號，意味著任何傳統(tǒng)領域，只要遇上了互聯(lián)網，馬上就會發(fā)生深刻的變化。與其他工作相比，政治工作是做人的工作，官兵的心理活動，部隊的軍心士氣難以用精確的數值進行量化或評判，以往多是定性的分析與評估。有了大數據政工，各種信息即時呈現、瞬息萬變，方位、足跡、溝通、情感等都貼上了數據標簽。大數據時代，誰掌握了數據，誰就擁有了戰(zhàn)斗力。我們對官兵的言論和行為信息進行挖掘分析，數據越多，分析方法越科學，就越能精確掌握他們思想行為的特征趨勢。特別是在未來激烈的戰(zhàn)斗中，官兵思想每一秒鐘都可能發(fā)生突變，并以極快的速度感染他人，影響戰(zhàn)斗力。大數據政工，正是使政治工作具備“思想處突”能力，隨時“秒殺”不良思想。

2電子地圖

2.1電子地圖概念

地圖，作為人類認識周圍環(huán)境的工具，已經從紙張延伸到計算機。一種以數字形式記錄、反映地表自然與社會現象、在屏幕上能夠進行可視化表現的地圖產品應運而生，我們稱之為電子地圖。

按功能和數據結構，電子地圖可以分為閱讀型、交互型、網絡型。閱讀型電子地圖，是把已制作的模擬地圖通過掃描數字化作為圖像數據存儲，使用柵格數據模型表達地圖圖形，主要為單一的地圖顯示和閱讀。交互型電子地圖，在地圖矢量數據庫和軟硬件資源支持下，能實現對電子地圖顯示閱讀、屬性查詢、檢索分析等各種操作。網絡型電子地圖，是在Internet或局域網絡環(huán)境中使用的電子地圖。

2.2電子地圖特征

交互性：電子地圖改變以往紙質地圖受圖幅、比例尺大小的限制，可以任意指定地圖顯示范圍，設定比例尺和自由組織地圖要素，通過“漫游”和“平移”一次性容納一個地區(qū)的所有地圖內容，實現無級縮放和無縫連接。

多維化：紙質地圖通常是二維矢量圖形，而電子地圖可以存儲二維、三維影像，涵蓋圖形、文檔、統(tǒng)計報表等不同數據類型，拓展性比較好。

共享性：數字信息能夠實現傳播與共享。電子地圖能夠進行大量無損復制，隨著網絡型電子地圖的產生發(fā)展，可以實現在計算機網絡的傳播與共享。

計算、統(tǒng)計和分析功能強：在電子地圖上能夠進行量算和分析，進行動態(tài)模擬，比紙上地圖作業(yè)更加省時、精準。

2.3電子地圖的發(fā)展趨勢

“谷歌緯度”，能夠實現電腦和手機同步定位、標記用戶地理位置，為社會救援和日常生活提供便利。紐約本地搜索服務網站，以Google地圖為載體，為居民和游客提供紐約市的出行、游覽信息及社交活動。

由此可見，在數據分析和可視化方面，電子地圖成為重要板塊。大數據時代促使地圖行業(yè)鏈條不斷延伸，互聯(lián)網、計算機、物流等相關行業(yè)開始加入地圖服務行業(yè)。他們的加入給地圖發(fā)展注入了新的活力，使地圖跨界融合成為發(fā)展趨勢，成為移動互聯(lián)的入口。地圖的發(fā)展不僅僅專注于技術和專業(yè)化，而是融入人們的生活?，F在的地圖顯示的是我們知道的世界，但以后的地圖不會是千人一面，而是基于用戶和用戶地點以及需求的分析，把已有的知識盡可能地植入地圖服務中去。也就是說，每個地圖將會依據特定的人和特定的地點進行自定義，于個人用戶而言獲得有用信息就更多，地圖就更好用了。

3大數據政工對電子地圖的應用需求

3.1可視化表達空間信息

在政治工作中，會遇到這樣的情況，即數據與地名有關，這時雖然也能用Excel的圖表來表現，但如果能將數據和地圖結合起來，應用地圖來分析和展示與位置相關的數據，要比在Excel中單純的數字更為明確和直觀，讓人一目了然。例如：2011年，解放軍報、國防部網和中國軍網聯(lián)合主辦的“紅色足跡萬里行”大型采訪活動，歷時57天，行程12000多公里，跨越上海、浙江、江西等16個省市，發(fā)布網絡視頻120條、文字報道2000多篇、圖片3700余幅。如果將這些空間信息以及相關數據在地圖上實時顯示，能夠直觀回答類似于“是什么？”“在哪里？”以及“什么是共同的？”等問題，起到更好的宣傳效果。在電子地圖的支持下，政治部門能夠快捷地使用地理空間數據，掌控駐地各種信息，實現對民情、社情及地理信息的有效管理。另外，對于網絡軍史館的建設，引入電子地圖展現重大歷史事件，戰(zhàn)役戰(zhàn)例等，能夠更好地宣揚出單位的優(yōu)良傳統(tǒng)。

3.2空間數據分析

在大數據政工中，一些與數據本身來源和主體看似無關的對象，在經過數據價值提取和協(xié)同挖掘后，往往會表現出關聯(lián)性。同樣，位置信息的應用分析，不僅可以被用來進行最佳選址、最優(yōu)路線問題的分析，通過對海量位置信息的分析，也能提升對自然環(huán)境和活動行為的認知能力。比如，“新聞地圖”是通過大數據分析的方式實時反映網絡新聞熱度的產品，不僅能夠看到“各地最新熱聞”，還能夠看到地域最熱新聞和實時熱搜詞，便于政治部門更好地掌握輿論動向。另外，當政治部門需要重點關注某一熱點、敏感地區(qū)的情況時，地圖注記不僅可以說明地域的要素情況，而且可以通過注記的基本屬性反映地理要素的質量特征和數量特征，在有限的地圖載體上增加地圖表達內容的信息量。特別是通過色彩變化表現數值的大小能夠直觀形象地展示數據分布，能夠有效監(jiān)控群體事件。

3.3空間數據的模擬預測

地圖與大數據的結合，可以更好地認識“人的世界”。我們從位置數據中找出關聯(lián)關系，通過這種關系對政治工作態(tài)勢作出預測。比如，在不同駐地，位置數據特征上的差異就可以直接映射到官兵在休閑娛樂、群體性格、情感分布、生活壓力等方面。通過對官兵出行信息、足跡數據的分析，預測出官兵近期的思想關注點，可以為官兵移動行為進行指導；通過輿情監(jiān)測，發(fā)現輿情演化趨勢，可以搶占輿論先機。另外，在政治作戰(zhàn)方面，電子地圖為指揮控制系統(tǒng)、訓練模擬系統(tǒng)提供空間信息，直接在地圖上對點、線和區(qū)域進行標注，由以往的被動接受和查找到現在的交互。指揮員在電子地圖上能夠看到所屬部隊乃至單兵的實時位置，看到敵方的武力部署及政治經濟情況，看到戰(zhàn)場瞬息變化的態(tài)勢，據此發(fā)布指揮命令。

4幾種常用電子地圖的引入方式

4.1單一地圖文件引入

4.1.1GeoJSON

GeoJSON是一種基于JavaScript對象表示法的輕量級的地理空間信息數據交換格式。它總是由一個幾何、特征或者特征集合等單獨的對象組成。

GeoJSON使用type表示數據的類型。當type取值Point、LineString、Polygon、MultiPoint、MultiLineString、MultiPolygon或GeometryCollection時，用來表示幾何圖。當type取值Feature時，除了幾何圖外，還可以包含其他自定義信息。當type取值FeatureCollection時，可以包含多個FeatureObjects。GeoJSON使用一維數組表示Point，二維數組表示MultiPoint或LineString（或LinearRing即環(huán)線），三維數組表示MultiLineString或Polygon（包含洞的面），四維數組表示MultiPolygon。GeoJSON能夠被JavaScript簡單快速的解析。但GeoJSON包含的是地理坐標數據，不能顯示地形地貌特征。

4.1.2TopoJSON

TopoJSON是GeoJSON的擴展，增加了拓撲邏輯的編碼。通過提取圖形中公用的點來減少冗余，一般可以把GeoJSON的大小壓縮到原來的20%。TopoJSON壓縮算法有4種：一是把所有點提取到一個數組中，其他需要用到點的地方，直接填入index，減少了數據冗余；二是通過transform把浮點數轉化為整型數；三是點列表除了第一個點外，其他的點都只存儲相對位置；四是通過topojson.simplify壓縮。

4.1.3SVG

SVG，可縮放矢量圖形是基于可擴展標記語言（XML），用于描述二維矢量圖形的一種圖形格式。因為SVG是被設計用于互聯(lián)網，所以通過JavaScript和DOM訪問它就是最重要的應用模式。通過JavaSeript和DOM可以動態(tài)地修改HTML，同樣也可以在瀏覽器中動態(tài)地創(chuàng)建、修改和刪除圖片。SVG提供了圓、多邊形、路徑等一些基本圖形元素，對于復雜地物可以通過它所包含的簡單地物提供的幾何數據來表示。對于點狀地物，需用元素或元素定義相應的點符，而后通過元素引用相應的符號來進行表示。線狀地物通過，，，等元素來進行表示。面狀地物通過，，，等元素來進行表示。SVG基于可擴展標記語言（XML），采用文本來描述對象，具有交互性和動態(tài)性，支持DOM。但SVG傳輸解析效率低，不適合大數據量多比例尺，不支持三維數據和空間關系的描述（見表1）。

4.1.4Shp

Shapelile作為GIS文件系統(tǒng)格式文件，是工業(yè)標準的矢量數據文件。一個Shapefile文件至少包括3個文件：主文件（*.shp）――存儲地理要素的幾何圖形的文件，索引文件（*.shx）――存儲圖形要素與屬性信息索引文件，dBASE表文件（*.dbf）――存儲要素信息屬性的dBase表文件。除此之外還有可選的文件包括：空間參考文件（*.prj）、幾何體的空間索引文件（*.sbn和*.sbx）、只讀的Shapefiles的幾何體的空間索引文件（*.fbn和*.fbx）、列表中活動字段的屬性索引（*.ain和*.aih）、可讀寫Shapefile文件的地理編碼索引（.ixs）、可讀寫Shapefile文件的地理編碼索引（*.mxs）、dbf文件的屬性索引（*.atx）、以XML格式保存元數據（*.shp.xml）、用于描述.dbf文件的代碼頁，指明其使用的字符編碼的描述文件（*.cpg）。Shapefile不包含拓撲數據結構，能夠直接索引存取文件，支持點線面要素和文字注記操作。但在處理海量數據時，速度較慢。

4.1.5WKT

WKT是一種用于表示矢量幾何對象、空間參照系統(tǒng)及空間參照系統(tǒng)之間轉換的文本標記語言。它可以表示點，線，多邊形，TIN（不規(guī)則三角網）及多面體等幾何對象，也可以通過幾何集合的方式來表示不同維度的對象。一個表示空間參照系統(tǒng)的WKT字串描述了空間物體的測地基準、大地水準面、坐標系統(tǒng)及地圖投影。WKT在許多GIS程序中被廣泛采用。ESRI亦在其shape文件格式（*.prj）中使用WKT。但wkt文件偏大。

4.1.6KML

KML基于XML語法與格式，是一種用于描述和保存地理信息的編碼規(guī)范，常用于GoogleEarth和GoogleMaps。像HTML一樣，KML使用包含名稱、屬性的標簽（tag）來確定顯示方式，并帶有用于特殊顯示用途的名稱和屬性。KML能夠實現與用戶的互操作，但由于缺乏獨立的坐標系描述元素，應用受限。

4.2Flash與WebGIS

4.2.1Flash

Flash是一種構建包含豐富媒體內容應用程序的交互式矢量多媒體技術?；贔lash的電子地圖，能夠用少量數據描述一個復雜的對象，存儲空間只是位圖的幾分之一，且任意縮放不會影響畫面質量。并且具有成本低廉、維護簡單、占資源少、表達性強、使用便捷等優(yōu)勢。

4.2.2WebGIS

WebGIS是基于Internet、客戶端應用軟件，采用網絡協(xié)議，運行在Internet上的地理信息系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的GIS不同，WebGIS通過web瀏覽器來實現客戶機與服務器之間的信息交換。由于WebGIS是分布式系統(tǒng)，可以在全球范圍內通過各種手段獲取各種地理信息。利用瀏覽器交互能力，WebGIS還可以實現圖形及屬性數據的查詢檢索、分析計算，為用戶提供基于空間分布的多種信息服務。

4.2.3Flash與WebGIS比較（見表2）

4.3網絡地圖API

地圖API是一種通過JavaScript等語言工具將地圖嵌入到網頁的應用程序接口。該接口提供了大量工具用以處理地圖，并通過各種服務向地圖添加內容，從而能夠在網站上創(chuàng)建功能全面的地圖應用程序。常見的有Google、百度、高德、搜狗等API。

5未來發(fā)展構想

阿爾文?托夫勒在《未來的戰(zhàn)爭》中，談到海灣戰(zhàn)爭真正的“明星”是那些處理、分析和分配數據的看不見的軟件。軟件正在改變著全球軍事力量的均衡。許多數據要處理成為實用的信息和知識，只有依靠軟件才能完成。地圖，作為軟件中對數據新的解讀方式，將以更加動態(tài)方式展示政工領域的信息數據和官兵的行為數據。

5.1離線構建

由于政工數據的保密性，電子地圖可能要求離線使用。目前，單一的GeoJSON、SVG、SHP能夠實現離線調用，但地圖輪廓粗糙，不能夠顯示地形地貌。百度、谷歌離線地圖的使用，要使用離線地圖下載器，按