百度智能云发9款IoT新品，尹世明谈ABC+X

在去年的百度智能物联网峰会上，百度除了继续在讲“ABC+IoT”外，强调了边缘计算，发布了智能边缘BIE（Baidu IntelliEdge）。

其实，早在2017年，在尹世明入职百度，任职百度副总裁、百度智能云总经理数月后，就为百度智能云此前的ABC加了一个IoT，也就有了现在百度智能云的ABC+IoT。

2018年是IoT被喊得最响亮的一年，包括阿里、华为等互联网时代的佼佼者纷纷将IoT定为公司层面的发展战略。与阿里、华为相同的是，百度的IoT业务同样基于云基础业务，在智能云事业部（2018年12月升级为智能云事业群组）下开展；不同的是，百度的天工物联网平台仍是相对低调。不过，百度在IoT的发力仍然明显，在2018年，尹世明亲自接受多家专业媒体采访，为百度智能云物联网，为其ABC+IoT战略铺路。

5月30日，在2019 ABC Inspire智能物联网峰会上， 百度智能云升级天工物联网平台，就边云融合、时空洞察、数据智能发布9款产品，尹世明也再次登台解读ABC+IoT战略新发展。

物联网在2018年正式从幕后转向台前，在此之前，各玩家已经先后布局并零星可见在各产业试水应用。百度智能云正式对外公布进入物联网领域是在2016年，2016年7月，百度天工物联网平台正式发布，入局物联网，随后发布了物接入、物解析、规则引擎、物可视、时序数据库TSDB等物联网产品。

这之后的三年中，百度在物联网领域的重点布局也清晰可见。2017年，重点布局百度大脑；2018年，重点布局智能边缘BIE；2019年，百度的重心则是边云智能升级。

百度智能云副总经理管瑞峰认为，新一代智能物联网平台将向三个方向突破：第一，向边界突破，形成边云融合；第二，在时间和空间的维度上寻求突破；第三，利用数据智能对场景突破。 边 云融合、时空洞察和数据智能，将成为下一代智能物联网平台的核心要素。

“ 2019年是边云融合计算商业化元年。 ”管瑞峰在峰会上这样称。这主要体现在三个方面：

消防烟感需要时间戳、设备位置、烟雾浓度、报警状态、故障状态、覆盖范围6个维度信息；无人机需要时间戳、经纬度、高度、电量、农作物长势等50个维度信息；新能源 汽车 需要时间戳、经纬度、充电状态、探针温度等100个维度信息。其中，时间和空间成为两个基础维度信息。

百度智能云天工物联网平台在发布之初，首批产品中即有时序数据库TSDB。管瑞峰表示，这正是百度智能云在时空洞察方面的布局。其中，时间维度上包括存储、分析、洞察，空间维度上包括位置标识、轨迹规划、全局优化。

以百度地图为例，百度地图是百度面向C端的产品，在为用户提供服务同时，同时拥有15亿POI、850万公里的路网空间数据，基于此，百度则可以提供诸如定位、地图、搜索、鹰眼轨迹、导航、路线规划、路况能力。与此同时，空间能力也被百度结合百度智能云为B端用户提供服务，官方数据显示，包括165万开发者、65万应用。

数据智能要击穿B端，首先解决行业理解（行业知识）问题。例如， 汽车 生产线上有一百多个生产指标，如何从众多数据指标中抽取出与积漆有关联的关键指标进行生产线积漆模型构建就成为关键。“利用天工的时序数据库、行业洞察及其他平台能力与模型训练结合起来，通过一个工程师可以实现模型训练和工程研发。”

而此次峰会上，作为主角的是百度智能云针对物联网领域发布的9款产品，包括针对边云融合推出的百度智能边缘20和三款智能边缘硬件（天工IoT Module、BIE AI BOX、BIE Developer Kit），针对时空洞察推出的地图空间服务、货运路径规划、智能调度ROS，以及针对数据智能推出的百度智能时序洞察（公测阶段）、小度企业音箱行业解决方案。

百度智能云物联网产品总监周保玉上台首先介绍了百度智能云天工物联网平台的无接入、规则引擎、时序数据库、物可视基础能力的升级。具体包括：

接下来则是此次峰会的主角，百度智能云发布的9款新品。

第一款，发布百度智能边缘（BIE）20。 自去年发布百度智能边缘后，如今已经支持Ubuntu、Debian等40+种 *** 作系统版本，支持x86、x86_64、arm等主流硬件平台，此次的20版本主要有以下三个方面的升级：

第二款，天工IoT Module。 百度联合Quectel推出包括NB-IoT、2G、4G的IoT模组（均通过了FCC、CE认证），这些模组预装百度智能云的IoT SDK，可提供诸如免GNSS智能定位等服务。

第三款，BIE AI BOX。 百度智能云今年年初联合英特尔推出BIE AI BOX，BIE AI BOX除了配置了Arm处理器外，还配置了movidius视觉协处理，从而实现云上训练、边缘预测。

第四款，BIE Developer Kit。 百度智能云联合英伟达、伙伴米文动力合作开发BIE Developer Kit，该产品预装OpenEdge，支持PaddlePaddle、TensorFlow、Caffe等主流深度学习框架。

第五款，地图空间服务。 百度智能云天空联合百度地图推出地「图空间服务」。具体包括三方面：

第六款，货运路径规划。 针对物流行业，推出货运路径规划，提供包括限高、限款、险重、限轴、限行信息，货运限行数据达200路线规划能力支持里程、时间、收费、路况等十几种路线偏好。

第七款，智能调度（ROS）。 百度智能云的智能调度（ROS）可以快速地生成千万级的路网数据，能够同时支持6000+网店配送任务，同时进行规划和计算，并且针对复杂的城配场景支持附加时间窗口、满载率等20多种约束条件。

第八款，时序洞察。 周保玉称，“做时序洞察这款产品的核心目的是两个：一是降低IoT行业运用门槛，提高落地效率；二是希望这款产品能够作为载体，承载行业知识的沉淀。”该产品主要有三方面能力：

第九款，小度企业音箱行业解决方案。 小度智能音箱最初为面向C端产品，百度现已经将其拓展到B端应用中。小度企业音箱行业解决方案可以提供首屏定制、行业功能定制、硬件定制、行业系统对接等定制能力。目前已应用到诸如地产、酒店、银行等行业中。

据雷锋网了解，百度智能云以上9款产品均以应用到行业中，包括在智能边缘计算方面与雅砻江合作，启动智能电站规划工作；智能调度（ROS）应用到车满满SaaS云平台，提供货运路径规划一体化解决方案；小度企业音箱行业解决方案方面与深圳市碧城智慧 科技 合作，在智慧地产方面打造惠州潼湖 科技 小镇等。

尹世明：百度智能云ABC+X，IoT、5G、边缘计算

在2018年9月，百度智能云ABC战略升级到30，尹世明现场再次重申ABC 30的能力。

众所周知，百度智能云以B端业务为主，尹世明表示，智联网时代，To C技术开始进入To B领域，企业技术架构也必将受到很大冲击。

谈到企业数字化转型和AI转型，尹世明表示，在传统Client Server架构上做AI加持并不容易，如果对底层MES系统、DCS系统、ERP、物流软件整个过程中每一台设备都配备一个AI引擎更加困难。百度为此提出了ABC+X，“将计算、数据、AI，以及现今更先进5G、边缘计算技术统一到智能云端。”

以5G为例，传统设备升级应用5G技术需要在每一台应用设备中装一个5G连接或计算模块，这在实际应用环境中很难实现。4月11日，百度联合华为、中国移动展示了基于5G SA架构的5G Vertical LAN（行业局域网）技术及基于此的8K互联网视频直播，该技术可提供定制化5G行业局域网，使得企业终端与企业云处于同一个“局域网”中。

就当下百度智能云ABC+X架构在物联网上的应用，我们思考更多的是设备（物），所以我们有物的边缘，我们有移动的边缘。左边是物边缘，移动边缘，云边缘，右边是局域网、无线网、骨干网。“这样的分布式架构使得在1毫秒、10毫秒、100毫秒之内能够将相关的能力汇聚到一起。”

过去传统的技术架构无法实现实时响应。以ERP系统为例，传统的ERP系统是层级化的，所有数据经过排期之后必然有延时，这个延时可能是分钟级的，也可能是小时级的，因而难以实现实时响应。“物联网到来之后，当我们边缘计算、云计算融为一体，实时响应将有可能实现。”

雷锋网小结

纵观百度此次针对物联网行业应用推出的9款产品，除去沿袭其一直在布局的边缘计算以外，在模组方面发的三款产品仍是以行业合作为主，包括与英特尔、英伟达、米动 科技 等合作，百度主要提供的仍是其云端能力；而诸如货运路径、智能调度、时序洞察等产品，仍是基于百度自身在大数据和数据分析能力上的积累。

雷锋网认为，物联网就本质而言，一定程度上可以理解为万物的是数据化、数字化，再辅以数据分析和人工智能的能力，将会对产业带来深远的影响。也正如尹世明为百度智能云制定的ABC+X的战略，或将是未来企业数字化、智能化转型的一个思路。

胡辉1 谢梅生2

（1江西省土地勘测规划院，江西南昌，330046；2萍乡市国土资源勘测设计院，江西萍乡，337000）

摘要：本文介绍了江西省萍乡市建立基于网络的基级土地利用数据库集成的技术路线及方法，为今后开展县级土地利用数据库集成应用提供技术依据和工作思路。

关键词：基于网络；数据库；集成应用；研究

1 研究背景及可行性分析

11 研究背景

江西省于1999年启动全省1∶1 万县（市）级土地利用现状数据库建设。萍乡是中国近代工业的先驱，中国工人运动的策源地，秋收起义的主要爆发地，是红色革命圣地。萍乡市位于江西省西部，地处湘赣边界，现辖上栗、芦溪、莲花三县，安源、湘东两区和一个省级经济开发区——安源经济开发区。萍乡市从2000年起步，历经四年，完成了除莲花县外的四个区县的土地利用现状数据库建设，并通过了省厅组织的预检和验收，项目成果已在各地土地管理工作中发挥了重要作用。与此同时，相关的调研结果表明：数据库建设虽然全面开展并取得重要进展，但成果应用仍存在一定的问题，主要表现为以下两方面：①“闲库”、“死库”屡见不鲜，有些数据库在实际工作中没有发挥其应有的价值；②各县区的数据库成果整合困难，数据无法流通和共享，难以在地市级以上层面发挥作用。

当前，国家的土地管理制度和管理职能发生了重大变化，土地资源管理参与宏观调控，“金土工程”的启动对土地利用现状数据的管理也提出了新的要求。新的形势、新的管理制度和管理职能要求我们必须重新审视土地利用数据管理和应用模式。对于市级国土资源管理部门来说，怎样集成应用这些分散独立的 1∶1 万县（市）级土地利用数据库，使其为建设用地审批、耕地保护和土地利用规划等各项管理工作服务，是试点研究需要重点解决的问题。

12 可行性分析

121 伴随信息技术的迅猛发展，研究所需的关键技术已经成熟

近年来信息技术迅猛发展，海量数据存储与数据仓库技术、大型数据库技术、网络技术、基于 Web 的应用及通讯技术不断完善；“3 S”技术在国土资源调查中的应用日趋成熟；网络信息安全与保密技术日新月异，这些关键技术的迅猛发展为本试点研究的开展创造了良好的技术条件。

122 国土资源信息网络建设和各类相关技术标准试行为本研究奠定了基础

国土资源信息网络体系的建设使国土空间数据传输、交换、共享和集成应用成为现实；同时，国土资源部2001年颁布试行了《县（市）级土地利用数据库标准》和《县（市）级土地利用数据库技术规定》，同年组织了全国范围内的建库软件平台测评，使得江西省土地利用现状数据库建设在统一的数据格式标准和规范的技术路线及全省统一的MAPGIS 平台下进行，为本试点研究的开展奠定了坚实的基础。

123 领导重视是此项研究开展的有力保障

萍乡市国土资源局领导班子非常重视国土资源信息化建设工作，专门成立了由市局及各县区局长组成的“萍乡市基于网络的县级土地利用数据库集成应用试点领导小组”，保障此项研究工作的顺利开展。局党组按照“总体设计、分步实施、整合资源、滚动发展”的发展思路，把信息化建设纳入“一把手工程”亲自抓，先后投入近七百万元用于市政府所在地安源区380平方千米的航空摄影测量和相关的基础数据库及信息系统建设；另外，投资3800多万元萍乡市国土资源局智能化办公大楼于2005年6月底交付使用，已与政府网对接，实现了省、市、县多级数据共享，数据交换体系初步形成。

2 试点的总体目标和研究的主要内容

21 总体目标

在对土地利用数据库管理和应用进行充分调研的基础上，深入分析市级、县级国土资源管理部门的土地利用数据管理模式、数据更新机制和数据应用需求，提出基于网络的县级土地利用数据库集成应用体系建设方案并进行试点示范，并开展数据库成果集成应用方法研究，为解决1∶1 万土地利用现状数据库建设项目的数据库成果的共享和集成应用提供技术依据。

22 主要内容

（1）研究基于网络的县级土地利用数据库集成应用的框架体系和运行模式，重点研究基于网络的县级土地利用数据库集成应用基础数据更新体系和维护更新机制，在多种运行模式下，如何实现分布式多级管理，以达到各级数据的同步更新，确保数据库的现势性。

（2）研究土地利用现状数据库作为国土资源系统的基础数据，在分布式环境下，耕地保护、土地规划等应用系统的实现机制和构建框架，有效地为国土资源信息化服务。

（3）市级土地利用数据库建设应用示范。解决基于土地利用数据获取、加工、整合和土地利用数据综合分析，实现土地利用数据的统一管理、信息交换、信息分发、信息挖掘、数据增值等，为市级土地利用数据库建设应用提供示范工程。

3 集成应用需求分析

31 系统建设功能需求分析

311 业务应用需求

根据萍乡市国土资源管理业务开展的需要，此次开发的数据库集成应用系统在原有土地详查软件的基础上进一步突出数据的异地储存、管理，加强对异构、多元、多比例尺土地利用数据的管理，支持县区国土资源局在异地对存放在萍乡市局的土地数据进行提取、加工、处理、统计和分析，支持土地利用现状数据库在耕保、规划、利用等相关国土资源业务管理中的调用。

312 数据管理需求

能够合理存储和管理各类土地数据，包括空间图形数据、属性数据、表格数据和文本数据等，并能适应大数据量和即时数据分发的需要。

313 数据更新维护需求

为适应萍乡市土地利用数据实时更新、批量更新等维护应用的需要。包括：多级管理土地利用数据库的同步更新，包括：土地利用数据库同步更新、土地利用数据库更新技术路线，包括数据库复制、数据同步、数据报盘、数据网上传输等。

314 安全性与可扩展性要求

提供完善的安全体系，保证国土资源管理数据和系统的绝对安全，满足土地管理业务中为各级、各科股、各种需求提供服务时的系统和数据绝对安全。

315 制度化运行管理的要求

提供规范化的运行标准和制度，建立长期稳定的运行维护机制。

32 本项目建设需解决的问题分析

321 本项目建设应服从 “金土工程” 和国土资源电子政务建设

萍乡市土地利用数据库集成应用试点是该市国土资源管理的一次深化，也是该市各县区土地利用数据库建设的深层次应用，是萍乡市“金土工程”的组成部分。项目建设必须完全满足市县级土地管理应用的各项需求和工作需要，与全省国土资源电子政务建设体系相衔接，服从今后电子政务建设的大框架。

322 市级土地利用现状数据向上逐级更新的问题

根据“金土工程”实施指南的要求和国土资源信息化网络化管理的需要，市级土地利用数据必须逐级向上更新，系统设计时已经考虑到此项内容，充分利用分布式数据库的管理理念，实现了萍乡市局与各县区国土局之间数据的同步与共享。

4 技术路线与实现的技术方法

41 萍乡市县两级数据库集成应用总体框架体系和运行模式

根据萍乡市县分布的实际情况，系统采用以胖服务器、瘦客户端的B/S网络结构为主，具有良好的交互性的 C/S 网络结构为辅的模式结构。采用 MAPGIS软件为平台，充分利用 DBMS 的数据管理、服务器集群、目录服务、分布式组件及分布式事务管理等技术，实现了分布式海量数据管理和多级分布式协同工作机制。数据库组织形式为“逻辑单一，物理多个”方式，整个系统逻辑上为一个数据库，即：土地利用现状数据库物理上是由各个区县国土局的数据库构成的，这种形式各区局之间隔离得很好，数据安全容易保障，而且在业务上，允许各分局有不同的业务逻辑。

在萍乡市国土资源局建立了数据中心，购置了 IBM 高性能服务器，用于集中存储和管理市属各县区的多比例尺集成数据库。市局安装了与武汉中地信息工程有限公司合作开发的MAPGIS平台下的基于网络的县级土地利用数据库集成应用系统软件，各县区国土资源局无需建立信息中心，只需通过各地政务网专线和 IE 浏览器，经过授权就可访问、调用和管理各自的土地利用数据库，统计、分析、出图、出表、汇总等工作都可通过远程调用技术轻松完成；变更时由各县区国土局提供变化图斑范围的实测大地坐标和全套相应的用地批准材料，最后由市国土局统一完成数据库的更新和维护。

42 数据库集成应用实施方案

此次试点采用由武汉中地信息工程有限公司自主研发的基于MAPGIS平台的数据库集成系统软件来实现，实施方案于2005年12月28日通过国土资源部组织的专家评审。

萍乡市土地利用数据库建设采用全省统一的MAPGIS平台进行建库，且全市在同一中央经度内，不需要进行数据转换和投影转换。对未完成土地利用现状更新调查的县区安排尽快开展，以保证市级数据库集成的各个县区土地利用数据库的现势性。对各县区的土地利用现状数据库进行接边检查，发现错误后及时更正处理。按集中式的管理方式对各县区的土地利用现状数据库进行集成，形成可分可合的市级土地利用数据库。

43 基于网络的市县两级土地利用数据库集成应用功能设计

431 县级土地利用数据库集成应用功能设计

4311 数据管理

（1）数据的存储 以县为单位组织和管理各类土地利用线状数据，同时建立可分可合的市级数据库，包括空间图形数据、属性数据等。

（2）数据的调阅 用户可以通过鼠标点击来调阅每个县、乡、村的数据，若该县的数据不存在，则会给出提示。

（3）数据的显示 用户可以通过鼠标对图形进行放大、缩小、平移等 *** 作，还可以通过鼠标点击图层来控制该图层是否显示以及调整图层的叠加顺序。

4312 信息查询

• 基本查询

（1）属性信息查询 用户通过鼠标点击图形能够查询各类土地利用专数据信息，如土地利用现状图斑及线状地物信息、宗地的基本信息、界址点信息、界址线信息、基础地理要素信息等，用户还可以通过输入条件查询空间图形信息。

（2）历史信息查询 用户可以查询某一空间图形的历史变化信息。

• 统计分析

（1）任意范围查询统计 对任意给定的范围能查询范围内各种专题数据，并能对查询结果按给定的条件统计、输出图形和表格。

（2）缓冲区查询统计 对选定的线状、点状地物按给定的缓冲区半径查询该缓冲区内各种专题数据，并能对查询结果按给定的条件统计、输出图形和表格。

（3）条件查询统计 按给定的条件对区域内的查询各种专题数据，并能对查询结果按给定的条件统计、输出图形和表格。

• 数据汇总

支持以村、乡（镇）、县（区）、市为统计单元土地利用现状数据汇总，得到各种专题汇总数据。

4313 数据和用户角色权限维护

包括：数据字典的维护、数据上下载、数据缩编、数据输出等。

提供用户角色权限维护工具，用于建立和维护系统账户（用户名、密码）和用户权限的设置。

4314 辅助审核管理

针对建设用地审批、土地利用总体规划执行情况检查等项工作过程中涉及的权属、地类、面积进行辅助审核管理。

432 市级土地利用数据库集成应用功能设计

在上述县级功能基础上加入变更数据获取及分布式数据库动态更新等数据的组织管理功能。

44 基于网络的市级土地利用数据库集成应用框架

萍乡市市级土地利用数据库是一种树状的基础空间数据库，通过多级分类编码体系构建多粒度的空间数据集，在海量数据库中使用空间数据库引擎和其独特的格网索引来访问数据，利用市、县粒度数据集之间分类编码形成的行政区划索引快速检索出相应数据。市级土地数据库采用树状结构集中管理市级粒度数据和县级粒度数据，在市级节点中点击专题可以调阅市级粒度的数据，在县级节点中点击专题可以调阅县级粒度的数据，也可以通过行政区索引调阅该行政区所在的县级粒度的数据。

通过这种机制最终实现在物理上分离的多源、多比例尺、多粒度数据的一体化管理，实现图形数据浏览查询统计的动态交互、自动切换，达到逻辑上所有数据完全一体，既方便了更新又便于使用。

45 本试点研究采用的主要技术

451 多元、海量空间数据的存储、管理技术

土地利用数据具有海量特点，利用关系数据库技术、空间数据库引擎的集成方法，通过关系数据库管理空间数据，使海量空间数据库得以存放在关系数据库中。空间数据库引擎允许用户在数据库服务器、客户端以及应用服务器之间实现 GIS 应用的分布式存储、管理。

452 远程调用技术

土地利用数据以数据库和网络技术为基础，研究网络服务器组建、管理、存储与远程调用等技术的实现数据的共享。

453 时空分析技术

时空分析技术的核心是如何有效地表达、记录和管理现实世界的实体随时间变化而发生的变化。这种时空变化表现为三种形式：①属性变化，其空间坐标或位置不变；②空间坐标或位置变化，而属性不变；③空间实体的空间坐标和属性都发生变化。

454 数据接边的技术

针对县市级土地利用数据库的数据存储方式和组织方式，研究数据库的图幅接边技术和行政区划接边技术。如图幅接边不受图幅数量限制、允许接边状态下的图形编辑和属性编辑。

46 即将整合完善的新机制、新技术

由于此次试点时间紧，任务重，通过试运行，将在今后把一些新技术整合到萍乡市基于网络的县级土地利用数据库集成应用系统中来。

461 新的土地利用数据更新维护机制

针对不同地区、不同数据源，进行遥感数据辅助县级土地利用变更，更新县级土地利用数据库，形成多种可 *** 作的土地利用变更和土地利用数据库的更新技术流程和相对应的维护机制。

462 整合基于 “3S” 技术的土地利用数据更新技术方法

在集成现有技术的基础上，从数据获取和采集技术入手，将基于“3S”集成技术、基于“GPS＋PDA”和“调查之星”技术的野外数据快速调查、数据采集整合，实现县级土地利用数据的快速获取、处理与更新，具体包括：基于航空遥感数据的正射影像图的快速、高效处理；卫星遥感数据的快速处理和土地变化信息提取，含高分辨率卫星数据的处理、信息自动判别、定量提取技术。

5 项目主要成果

（1）基于网络的萍乡市土地利用数据库集成应用管理系统；

（2）基于网络的萍乡市土地利用数据库集成应用数据更新体系和维护更新机制；

（3）基于网络的萍乡市土地利用数据库集成应用的框架体系、运行模式及关键技术研究的各类报告。

6 结语

本试点研究项目作为全国两个试点之一，是在中国土地勘测规划院的精心组织下，由江西省土地勘测规划院牵头，萍乡市国土资源局及其所辖各县区国土资源局按照统一方案实施的。经过立项审查、需求分析、方案设计、方案论证、组织实施等几个阶段的努力，通过试运行，新的应用需求不断提出，应用系统还在不断完善。

可喜的是，高效率的萍乡市基于网络的县级土地利用数据库集成应用系统，正在被萍乡市及所辖县区国土资源局逐步认同，应用系统也在经受实践工作的检验。同时，数据库更新观念和更新机制正在萍乡市各级国土管理部门逐步形成和规范。研究面向市级土地管理工作，建立基于网络县级土地利用数据的集成应用系统，形成协调、高速、统一的土地利用数字化信息的管理和共享机制，使县级土地利用数据库建设项目更好地为国土资源信息化服务，才是本试点研究的最终目标。

数据库系统的核心是数据库管理系统。数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（DBMS）、应用系统、数据库管理员和用户构成。DBMS是数据库系统的基础和核心。

它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作。它可以支持多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。

数据库研究跨越于计算机应用、系统软件和理论三个领域，其中应用促进新系统的研制开发，新系统带来新的理论研究，而理论研究又对前两个领域起着指导作用。数据库系统的出现是计算机应用的一个里程牌，它使得计算机应用从以科学计算为主转向以数据处理为主，并从而使计算机得以在各行各业乃至家庭普遍使用。

在它之前的文件系统虽然也能处理持久数据，但是文件系统不提供对任意部分数据的快速访问，而这对数据量不断增大的应用来说是至关重要的。为了实现对任意部分数据的快速访问，就要研究许多优化技术。这些优化技术往往很复杂，是普通用户难以实现的，所以就由系统软件（数据库管理系统）来完成。

扩展资料

数据库系统一般由4个部分组成：

(1)数据库（database，DB）是指长期存储在计算机内的，有组织，可共享的数据的集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

（2）硬件：构成计算机系统的各种物理设备，包括存储所需的外部设备。硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。

（3）软件：包括 *** 作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统（database management system，DBMS）是数据库系统的核心软件，是在 *** 作系统的支持下工作，解决如何科学地组织和存储数据，如何高效获取和维护数据的系统软件。其主要功能包括：数据定义功能、数据 *** 纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。

（4）人员：主要有4类。第一类为系统分析员和数据库设计人员：系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，他们和用户及数据库管理员一起确定系统的硬件配置，并参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员负责数据库中数据的确定、数据库各级模式的设计。第二类为应用程序员，负责编写使用数据库的应用程序。

早期GIS系统几乎是完全独立的系统，拥有自己特定的软件组件、文件格式和自己专门采集的空间数据，不同GIS系统之间很少进行交互和集成。随着网络和数据库技术发展及GIS应用领域的扩大，发展了许多空间数据集成理论和方法。

根据侧重点的不同，地球空间数据集成的概念有如下几类:①GIS功能观点，认为数据集成是地理信息系统的基本功能;②简单组织转化观点，认为数据集成是数据层的简单再组织;③过程观点，认为地球空间数据集成是在一致的拓扑空间框架中地表描述的建立或使同一个地理信息系统中的不同数据集彼此之间兼容的过程;④关联观点，认为数据集成是属性数据和空间数据的关联。这些观点，从不同角度揭示出地球空间数据集成的多样性和综合性(李军，2000)。

按照数据集成的类型及实际应用中数据集成需求，地球空间数据集成分为4大类:①区域集成，指根据一定区域范围集成各种类型的数据(Eugene，1992);②专题集成，以要素作为数据集成主要指标的集成;③时间集成，以时间为集成主体，内容包括多时间尺度数据集成、时间序列数据集成等;④数据综合集成，即综合度差异数据之间的集成，从数据与其表达的地学过程空间尺度的关系分析即是多空间尺度数据集成。

这四类集成中每一类都包含具体的集成类型，其中数据的综合集成是最为复杂的一类，常规意义的制图综合和数据细化都包含在该类数据集成中。

按照数据集成模式可以把GIS数据集成分为3种模式:①数据转换模式，是经专门的数据转换程序进行不同数据格式的集成;②数据互 *** 作模式，是根据OGC颁布的规范，所有数据源的软件(数据服务器)需要提供统一的数据访问接口以便数据客户进行访问，并处理数据客户的请求从而完成数据服务;③直接数据访问模式，指在GIS系统中实现对其他数据格式的直接访问、存取和分析，利用空间引擎的方法实现多源数据的无缝集成(宋关福等2000;闾国年等，2003)。

这三种集成模式各有利弊，其中，①模式是传统的一种模式，但由于不同数据格式描述空间对象时采用的数据模型不同，因而转换后不能完全准确表达源数据信息，此外由于这种数据格式转换的涉及输出和输入两个过程，相对比较复杂;②模式，由于实现各种数据格式宿主软件的数据访问接口，一定时期内还不现实，且对于数据客户来讲，同时需要拥有两种格式的GIS软件，并同时运行才能完成数据的互 *** 作，给数据的集成带来了局限性，因此目前还有很大的局限性。而③模式虽然提供了更为经济实用的多源数据集成模式，是实现空间数据共享的理想方式，但由于构建成本比较大，且需要具备多源空间数据无缝集成技术和一种内置于GIS软件中的特殊数据访问体制，目前是相对比较困难且技术要求较高的集成模式。

综上所述可知，关于地理空间数据集成，目前主要集中于物理实现和逻辑模型层次上的集成方法，是从数据本身入手来研究数据集成，属一种微观的数据集成。因此，数据集成必须同时集成数据的语义，才能满足用户应用的需要。

2211 接口规范与标准

自从20世纪70年代开始，许多国家加强了地理信息标准化工作，迄今，已取得了长足进步。国际上地理信息产业的标准和规范发展十分迅速，各国对地理信息产业的标准和规范空前重视，在地理信息标准化的研究和标准的制定方面合作十分密切，国际标准化组织地理信息技术委员会(ISO/TC211)和以开放地理空间信息联盟(OGC)为代表的国际论坛性地理信息标准化组织，以及CEN/TC287等区域性地理信息标准化组织，在其成员的积极参与下建立了完整的地理信息标准化体系，研究和制定出了一系列的国际通用或合作组织通用的标准或规范。国际地理信息标准化工作大体可分为两部分:一是以已经发布实施的信息技术(IT)标准为基础，直接引用或者经过修编采用;二是研制地理空间数据标准，包括数据定义、数据描述、数据处理等方面的标准。

我国于1997年成立了全国地理信息标准化技术委员会(CSBTS/TC230)，负责我国地理信息国家标准的立项建议、组织协调、研究制定、审查上报等。

2212 分布式空间查询处理技术

国际上的研究主要集中在分布式空间索引技术和分布式查询处理策略等方向上。英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的Abel和新加坡国立大学的Ooi等人(1995)基于分布式数据库理论中的半连接思想，首先研究了分布式空间数据库的空间连接查询处理问题，提出了空间半连接算子，并基于空间对象的一维索引结构，提出了一种空间半连接查询处理算法。新加坡国立大学的Tan等人(2000)将上述算法扩展到多维索引结构，并分析了算法在不同数据分布和网络带宽情况下的性能。实验结果表明，采用空间半连接 *** 作可以极大地降低网络数据传输量，这对于网络带宽有限的分布式环境来说，如网络将很好地改善查询的整体响应时间。但是，空间半连接 *** 作也带来了额外的CPU和I/O开销，在高速网络环境下，且传输数据量较小时，采用基于空间半连接 *** 作的查询处理策略反而可能引起性能的下降。此外，还有学者研究了在并行计算体系结构下的分布式空间查询处理问题，Patel等(2000)提出在并行计算体系结构下的两种空间连接查询处理策略。

2213 组织管理与集成体系结构

对于组织管理与集成体系结构即空间数据组织管理与集成技术研究，分为三个阶段:①传统的空间数据组织管理与集成阶段。②面向服务的空间数据的组织管理与集成阶段。③网格环境下空间数据的组织管理与集成阶段。海洋时空数据属于地理空间数据的范畴，但是由于海洋现象的复杂性、多样性以及海洋时空数据自身的特点，决定了海洋时空数据与其他空间数据的组织管理与集成有着很大的区别。

数据采集站工作原理是：利用一种无线模块，传感器，从系统外部采集数据并输入到系统内部的进行数据统计的一个应用系统。

其工作原理是从无线模块和传感器其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到计算机系统中进行分析，处理。

数据采集是为了测量电压，电流，温度，压力，湿度，压力等物理现象而开发出一套应用系统，它基于无线模块，传感器等硬件结合应用软件和计算机，进行测量各种物理现象。

数据采集站的工作方式是：

数据采集的工作方式是将传感器采集到的各种物理现象转换成电讯号通过无线模块传输到计算机中，计算机又将电讯号传换成我们能理解的物理单位。

采集一般是采样方式，隔一段时间对同一点数据进行重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可以是某段时间内的一个特征值。

并且我国是作为世界第一制造大国，工业数据采集领域有着巨大的潜力，随着物联网不断的更新换代，企业也对工业数据采集的实时性，可靠性，专业性有着更加严格的要求。

相比较传统以往的数据采集，现在发工业数据采集逐步在往大数据领域不断的靠近，传统的数据采集来源单一，储存、管理等会显得越来越乏力，工业数据采集采集的发展会向着大数据方向靠拢发展。

《荀子•王制》中有云，“圣王之制也，草木荣华滋硕之时，则斧斤不入山林，不夭其生，不绝其长也”。人与自然是生命共同体，对自然应取之以时、取之有度。

当前，我国进入生态文明建设的新时代，人与自然和谐共生、提质增效成为发展主线。国土作为生态文明建设的空间载体，建立以空间治理、空间结构优化为核心的国土空间规划，以国土空间开发、利用、保护为主体的国土空间用途管制体系，成为推进生态文明领域国家治理体系和治理能力现代化的重要举措。

为实现这一目标，首先需要挖掘国土空间数据潜力，按照“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管理新机制，建立覆盖全域、全要素的国土空间基础信息平台，以及覆盖全过程的国土空间规划监测评估预警管理系统，形成全域、全要素、全过程的数字化国土空间治理体系，从而实现土地资源开发利用保护的科学规划、有效监管。

全域、全要素、全过程的数字化框架

• 全域 ，即地域范围覆盖陆地、水域、领空等，涵盖城镇空间、农业空间与生态空间，形成全域统一的管控框架。

• 全要素 ，即围绕人与自然和谐共生、山水林田湖草是一个生命共同体的核心理念，统筹山、水、林、田、湖、草等自然资源，同时融合人、车、路、地、房等社会要素，形成全要素融合的管控基础。

• 全过程 ，即围绕规划编制、实施、监测评估的全过程，形成统一国土空间规划、统一用途管制和开发利用、统一监测评估的全过程管控体系。

覆盖全域、全要素的国土空间基础信息平台

国土空间基础信息平台，是国土空间工作统一的底图、底线和底板，是国土空间相关的规划、审批、监管与分析决策工作的基础性服务平台。国土空间基础信息平台的建设，将着重解决自然资源一张图整合与共享服务的问题。

• 自然资源一张图整合 。基于统一的时空基准，以国土资源、测绘地理等数据为基础，汇聚集成政府和社会各类国土空间相关数据，按照现状数据、规划数据、管理数据、社会经济等类别进行梳理、处理与融合建库，形成覆盖全域、全要素的相互关联、相互衔接、相互协同的的自然资源一张图。

• 自然资源一张图共享服务 。结合统一空间规划、统一用途管制和开发利用、统一监测监管等工作的需求，基于统一平台，提供在线应用、个性化定制、共享服务、工作平台等服务模式，形成“数据更全面、应用更广泛、共享更顺畅”的自然资源行业基础信息平台。

覆盖全过程的国土空间规划编制、实施与监测评估预警

国土空间规划是新时期的空间总体规划，是以空间治理和空间结构优化为主要内容、对一定区域国土空间利用在空间和时间上的总体安排，是实施国土空间用途管制和生态修复的重要依据，是上级政府对下级政府国土空间使用的管理要求。新时期的国土空间规划，将在数据调查与收集、规划编制、规划实施、规划评估等阶段全面实现数字化。

• 数据调查与收集阶段 。基于国土空间基础信息平台、城市时空大数据平台等成果，提供数据抽取、治理、建库等工具，汇聚融合第三次全国国土调查数据成果、地理国情普查成果、各类规划成果等，形成国土空间规划一张图。

• 规划编制阶段 。基于国土空间规划一张图，提供资源环境承载力评价、国土空间开发适宜性评价、交通分析、城市空间格局分析等专题分析以及主要控制线检测等，为规划编制提供科学依据。

• 规划实施阶段 。结合国土空间用途管制、自然资源开发利用、自然资源生态修复等工作需求，提供项目选址分析、合规性检查、规划剩余空间分析等服务，为规划实施工作提供辅助工具。

• 规划评估阶段 。对国土空间规划实施情况进行动态监测与及时预警、专项评估等，以信息化手段支撑并落实国土空间监测评估预警工作。监测评估结果，又可为规划调整、后期规划编制工作提供优化服务。

数字化国土空间治理体系实践

超图围绕全域、全要素、全过程的数字化国土空间治理体系，利用数字化、网络化、智能化手段，建立了国土空间基础信息平台及国土空间规划监测评估预警管理系统。

1 汇聚全域全要素资源，构建自然资源一张图

按照现状数据、规划数据、管理数据、社会经济等类别，将覆盖城乡、地上地下的基础测绘成果、国土调查成果、地理国情普查成果、矿产资源调查成果、各类规划成果以及社会经济大数据等与国土空间相关的数据进行汇聚与整合，形成覆盖全域、全要素的相互关联、相互衔接、相互协同的自然资源一张图。

2 依托大平台、一体化应用架构，服务自然资源全业务

采用微服务架构，按照大平台、一体化、轻应用的思路，在纵向上将国土空间基础信息平台作为自然资源行业统一的数据和服务出入口，为自然资源行业用户提供在线工作平台以及数据服务、分析服务、应用专题服务等API（Application Programming Interface，应用程序接口），服务国土空间相关规划、审批、监管、决策的全过程应用；在横向上，连通区域公共信息平台，服务城市规划、建设、管理、运行等全过程应用。

3 围绕规划全过程，构建规划数字化应用生态

基于平台的各类大数据以及规划应用相关的API，基于国土空间规划一张图，建立资源环境承载力评价、国土空间开发适宜性评价等辅助规划编制工具，项目选址、合规性分析辅助用途管制工具，以及动态监测评估体系，为国土空间规划编制、审批、实施、监督、评估、预警等提供数字化的新方法、新模式。

4 创新空间大数据技术，实现海量数据快速分析与可视化应用

将通用大数据技术融入空间数据管理、空间分析、流数据处理与可视化等方面，基于分布式空间数据引擎，提供密度分析、聚合分析等空间大数据算子，叠加分析、缓冲区分析等经典空间分析算子，支持10亿级数据快速发布与实时渲染，提供二/三维、动/静态兼具的可视化效果，为国土空间规划编制、监测评估等提供更快更强的应用支撑。

6 完全自主可控平台体系，持续运行安全可靠

基于超图完全自主知识产权的云GIS基础平台，融合跨平台GIS、云原生GIS、新一代三维GIS和大数据GIS四大技术体系，构建全面兼容自主软、硬件的国土空间基础信息平台，全方位保障平台成果的安全性、高效性。

如实相告。

无论是就业面试还是考研面试，理论素养、技术功底、创新思维、学科前沿这些方面都是非常重要的。毕竟，GIS是一门理论性和实践性并重的应用型基础学科。无论在产业界还是学术界，单方面的专业素养都很难走远。

一、理论方面：

地理学第一定律、第二定律的内涵及其应用。以及在GIS方法层面，有哪些经典和常用的方法和模型体现了地理学定律(空间自相关性+空间异质性)。

GIS数据模型中，如何理解对象数据模型和场数据模型，及其在GIS数据建模中的重要性。

计算机、遥感、地理学等学科与GIS学科的联系与区别。

移动互联网对GIS带来了什么革命性的改变。

诸如以上问题，能够体现回答者对GIS理论问题的理解深度。

什么是泛在地理信息？对GIS学科有什么影响？

什么是志愿者地理信息(VGI)

计算机聚类和空间聚类的本质区别是什么？

矢量切片的实现原理？对在线地图带来了哪些革命性的改变。

诸如这些问题，能够反映回答者对GIS理论及其应用的掌握广度。

二、技术功底

空间网络分析中最优路径、设施分配等模型所采用的常用算法是什么？

常用的时空数据结构有哪些？各自有什么优缺点？

地理元胞自动机的实现思路和应用特点。

遗传、蚁群等智能优化算法在解决空间分析问题时在哪些方面需要特殊逻辑？

教科书上传统的矢量数据结构、面积量算、叠置分析等，常识性的东西，其技术实现真不该作为技术的考察点。

三、创新思维

各GIS厂商纷纷将游戏引擎引入三维GIS，将对GIS带来哪些重要影响？

无人驾驶等智能机器人时代到来后，将赋予GIS哪些新的使命？

数字孪生在新型智慧城市建设中可以进行数字孪生流域建设、数字孪生排水管网、数字孪生桥梁防撞指挥等应用场景，进行数字化、精细化、可视化管理。

一、数字孪生流域政策环境：

2021年12月23日水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，水利部部长李国英提出：“数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射、智能化模拟，实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化”，同时强调以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以算据、算法、算力建设为支撑，加快推进数字孪生流域建设，实现预报、预警、预演、预案功能。

二、水利信息化发展现状：

①透彻感知能力不足：

水利感知的覆盖范围和要素不全，对于水文信息、环境信息、工程信息等方面的监测能力已经不能满足现有业务发展和管理需要，虽然现在能够通过地面、水上、航空、航天等技术与设备进行信息采集工作，但整体智能化水平仍处于相对较低的程度。对于将要建设的数字孪生流域体系要求仍有较大的距离，物联网技术与设备也没有得到充分的利用，且通信基础能力较为薄弱，在网络带宽、应急措施方面均有不足。

②信息基础设施“算力”欠缺：

现有水利业务网中，仅有6个省（自治区）的水利业务网能够通达到乡镇级水利单位，对于工程管理单位来说联通率更低，严重阻碍了水利业务应用“三级部署、多级应用”的发展原则。骨干网络不能满足现有数据传输、服务调用的需要。面对现在越来越多的影像、图像等数据的快速增长，缺乏大数据处理、云计算与数据存储能力。

③信息资源开发利用有待提升：

水利内部信息系统缺乏整合，导致现有水利设施基础信息不全、准确性不高、基础数据不统一、对象代码不统一、数据标准不统一等问题，各类业务和各级部门间存在数据“重采、重存”的现象。同时对所需要的如地质信息等联系紧密的外部信息缺乏共享，联动不足。

④业务应用智能化水平差距较大：

现有水利信息系统中的水利工程、水资源开发、水灾旱灾防御、水土保持等业务均存在业务与信息技术融合不深入，智能化水平不足，对于5G、AI、大数据、物联网等新兴技术未能充分应用，最终导致信息系统对业务发展支撑能力薄弱的问题。

三、水利数字孪生，实现物理空间数字化映射与智慧化模拟

广东地空智能科技有限公司协同水利专业机构，在智慧水利领域进行了相关的钻研和实践，通过感知层抓取实时监测数据，基于全数字测量、大数据、云计算、地理信息、三维虚拟模型、人工智能、区块链等十余项高新技术，整合水利各项基础数据，以水利时空数据为重点研究对象，聚焦于水利数据的管理、展示与分析，对水利空间进行精细、全面、动态的模拟，构建水利业务横向共享、纵向联动，以此实现各级水利部门间信息联通，真正打通涉水信息孤岛，打破涉水业务分割，为管理者进行安全分析评估、工程运维管理、防汛调度管理、综合展示等提供可视化的便捷支持。数字孪生水利信息化监管平台集成数字孪生流域管理系统、数字孪生模拟仿真系统和数字孪生知识服务系统三大系统，融合与汇聚了多源数据，建立全时空、多维度、多粒度的水利全时空资源池，实现水利数据资产的一体化管理；一方面升级与拓展水利一张图，建设基础数据统一、 监测数据汇集、 二三维一体化、三级协同贯通的数字底板，提供水利场景的高保真、高稳定、高质量模拟仿真；另一方面集成耦合多维多时空尺度的水利专业模型和AI智能模型，提供集分析-模拟-表达-决策于一体的“四预”能力，为“2+N”业务提供智慧化服务。

链接：网页链接

数字孪生水利信息化监管平台聚焦数字孪生，以物理流域为单元，以水利时空数据为底座，以流域数据集成和可视化、水利模拟仿真为核心，以水利知识为驱动，运用物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术，实现物理空间内全域、全要素、全过程的数字化映射与智慧化模拟，支撑水利精准化决策。

四、整合数据，搭建数字孪生水利大数据中心：

基于水利行业相关的数据标准与规范，梳理水利数据资源目录，接入并整合多时空、多粒度、多维度水利数据，包括基础地理空间数据、业务管理数据、监测感知数据、跨行业共享数据等，经标准化处理，形成数字孪生水利大数据中心，为用户提供统一标准的数据服务。

五、分类入库，形成水利时空大数据全景图：

分类融合与汇聚多时空、多粒度、多维度水利数据，构建标准一致的水利数据资源池，形成水利时空大数据全景图，为用户提供全方位、多时空、多粒度的全时空数据资源服务。

子系统一：数字孪生流域管理系统

数字孪生流域管理系统是数字孪生水利信息化监管平台的基础，主要是建设数据底板，为模拟仿真、知识服务提供海量数据支撑。系统构筑统一门户，接入多源水利时空数据，打破数据壁垒，实现数据统一管理；建立物理空间到数字空间的虚拟映射,构建水利时空全景一张图；综合运用物联网、云计算、大数据、人工智能、地理信息等新型信息化技术手段，提供海量数据分析能力，实现对水利空间的精细、全面、动态模拟，为精细化管理提供支撑。

①多源异构数据接入，实现数据统一管理

②“物理-数字”全映射，形成水利资源“一张图”：

③软、硬件加持，助力海量数据分析：

子系统二：数字孪生模拟仿真系统

数字孪生模拟仿真系统是数字孪生流域管理系统的升级，主要是提供高保真、低延时、高稳定的三维可视化场景，为提供细化、量化、动态、直观的计算分析提供支撑。系统基于大场景高效率图形可视化技术，借助轻量化+webp+块存储+子域等一系列技术，提升整体加载效率与浏览流畅度，实现多源、多维度、多粒度数据的高保真、高质量空间化表达与仿真建模。

子系统三：数字孪生知识服务系统

数字孪生知识服务系统是数字孪生水利信息化监管平台的核心内容与最终目标，主要是集成耦合多维多时空尺度的数据模型，提供“四预”能力。系统在共享水利部本级、流域管理机构各类计算模型与计算成果的基础上，按需构建水利专业模型、人工智能模型和水利知识模型，形成数字孪生水利模型库，提供工程调度、安全监测、知识挖掘等智慧化服务，实现“预报、预警、预演、预案”功能的综合决策指挥。

①集成水利专业模型，推进水利精准模拟：

聚焦智慧水利与空间智能领域，广东地空智能科技有限公司致力于打造专业的水文-水动力-水质耦合模型，支撑流域、区域的防洪抗旱、水资源水环境的调度管理、智慧城市的防洪排涝与水环境治理、大江大河的水污染应急调度指挥等，推进水利精准化模拟与分析。

②引入AI智能模型，助力水利智慧决策：

利用遥感AI、视频AI等技术，对遥感影像进行自动解译和加工处理，对雨水情、工情、险情、旱情、水土流失、水质水环境、非法采砂、水域岸线占用等实现大尺度的动态监测预警，提升水利安全监测能力。

③建立水利知识模型，支撑水利知识服务：

以模型库、知识库为驱动，快速分析研判，优化完善应急方案，配合人员终端信息交互，为单位内部以及与流域管理机构、水利部的异地多方会商、相关人力、物力资源应急调度指挥等提供支撑。

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