【中地数码】GIS+区块链，地理空间数据新型应用场景未来可期！

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在数字经济蓬勃发展的当下，区块链是繁荣数字产业生态的重要基础设施，在推动数字经济创新发展上潜力巨大，其与互联网、大数据、人工智能等信息技术深度融合，正在各行各业产生碰撞并创造价值，应用场景边界在不断拓展。而当GIS与区块链相遇，将会给地理空间数据应用带来怎样的改变呢？

例如，如果我们想购买房产，需要先寻找房源，确定产权所有人，并让合法所有人签署转让协议。这些看起来似乎很简单，可是大量房地产抵押贷款所有人、有问题的文件、伪造的签名、止赎和抵押文件损坏都让房产交易变数重重。而GIS与区块链技术的融合能很好地解决这类问题。早在2018年湖南娄底就诞生了全国首张区块链不动产电子凭证，在这背后，mapgis与区块链技术融合建立了不动产区块链信息共享平台，实现不动产登记数据全生命周期的可追溯性，也是GIS与区块链技术融合的实践。2021年，MapGIS 10.5 Pro发布，进一步融合了区块链技术，这一国产GIS软件平台在地理空间数据新型应用场景上又有着怎样的探索和实践呢？

一、区块链的技术魔力

区块链具有分布式存储、密码算法、共识机制、防篡改和智能合约等核心特性，简单来说就是一个共享且不可更改的账本。在某系统中采用区块链技术的话，会自动的每隔一段时间，将各参与节点所产生的数据打包成一个数据区块，所有的数据区块将按照时间顺序依次排列形成链条。所有的参与节点都拥有相同的数据链条，且无法单方面篡改。任何信息的修改只有经过主体（按约定比例）同意才可进行，并且只能添加新的信息，无法删除或修改旧的信息，从而实现多节点之间的信息共享和一致决策。

分布式存储

区块链底层采用分布式账本存储技术，该账本记录所有上链的数据，一旦有新数据上链，便通知所有节点进行记账，因此每个节点都存有全量数据。在分布式存储环境下，全量数据具有冗余和互为备份的特性，当一个节点的数据发生损坏时，整体数据不会丢失，从而保障数据的安全性。

密码算法

区块链采用密码算法，其中加解密算法是非常重要一项技术，包括哈希算法加密技术、对称算法加密技术、非对称算法加密技术等。哈希加密技术是一种常见的单向加密算法技术，它将一串数据加密生成一串固定长度的哈希值，但不由哈希值还原为原来的输入数据。对称加密技术是采用同一个密匙进行加密和解密，收发信双方都能使用这个密钥对数据进行加密和解密，要求解密方事先必须知道加密密钥。非对称加密技术需要两个密钥：公钥和私钥，这两个其中之一用来加密，另一个用来解密，即“公钥加密，私钥解密”或者“私钥加密，公钥解密”。

哈希加密

对称加密

非对称加密

共识机制

区块链具有共识机制并且维护同一本帐本。当区块链中所有节点达成一致并且符合共识机制的规则，账本就会进行记录，从而保证帐本的唯一性、准确性和完整性。常见的共识机制有：工作量证明POW、权益证明POS、授权股权证明DPOS、重要性证明POI、实用拜占庭容错PBFT、授权拜占庭容错DBFT、Pool验证池等。

防篡改

区块链防篡改是利用加密、分布式和共识等技术防止数据被恶意篡改。加密技术是保障加密后的内容很难被别人修改；分布式技术是保障当数据被修改时其它节点也需要修改；共识技术是保障每个节点都按照约定好的规则来验证和记录数据。

智能合约

区块链智能合约是传统合同的数字化版本，具有透明、不可篡改、永久运行等特性。智能合约采用一套数字化约束的承诺同时定义一系列自动执行的规则，当合约参与方执行承诺并触发满足条件时，合约将会被自动执行，从而加快交易速度。

二、MapGIS区块链总体架构

结合区块链的技术特性，MapGIS区块链以联盟链为主要应用场景，总体架构由MapGIS区块链底层、MapGIS区块链开发组件、MapGIS产品层和MapGIS应用层组成，如图所示：

●MapGIS区块链底层由区块链引擎和非结构化文件存储两部分组成，主要为地理空间数据及其关联的文件附件数据提供存储环境；

●MapGIS区块链开发组件是MapGIS区块链的核心功能层，主要提供区块链运维管理和地理空间GIS区块链的能力；

●MapGIS产品层则基于开发组件，在MapGIS桌面、服务器等产品中提供区块链工具或服务，方便应用层访问和使用；

●应用层是基于MapGIS产品层提供地理空间GIS区块链的应用。

三、MapGIS区块链功能特性

MapGIS区块链是通过将与区块链结合，在MapGIS内部集成Hyperledger Fabric区块链引擎和IPFS星际文件系统，通过界面化工具快速部署区块链的基础环境并构建联盟链。

在功能上，MapGIS区块链提供运维管理功能，包括联盟管理、通道(子链)管理、合约管理、证书权限安全管理等管理功能，为区块链运维管理提供辅助工具；提供地理空间数据上链功能，一方面支持矢量数据上链、数据集管理、数据查询、历史追溯等，另外一方面支持影像、图片、视频等非结构化文件上链管理功能。

四、MapGIS+区块链 探索新型应用场景

MapGIS区块链充分继承区块链的分布式存储、密码算法、共识机制、防篡改和智能合约等特性，在空间数据采集、存储共享、流转分析等应用场景中进行综合应用并产生革新性的变化，更好保护地理空间信息！

在空间数据采集方面，基于新基建建设场景，通过MapGIS区块链结合IoT物联网，可对终端数据源终端身份进行确认，确保数据不被篡改，防止数据污染和数据安全，实现采集数据价值资产化。

在空间数据共享方面，针对重要的跨部门、跨行业等多方协作共享的数据，可通过MapGIS区块链防止数据篡改，实现数据互通和数据共享，如基于区块链的图斑、不动产电子凭证等数据，实现与国土、税务、房产机构等多部门间互信互认。

在空间数据流转方面，针对溯源、确权、公证等全网数据一致性要求较高的需求场景，应用MapGIS区块链技术，能发挥空间数据的版本特性，追溯存证发生的地理位置信息以及空间形态发生的变化。

数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。MapGIS积极与区块链技术融合创新，探索地理空间大数据新型应用场景，强化海量数据和丰富应用场景优势，为促进我国数字技术与实体经济深度融合赋能，推进产业数字化转型。