引論：我們?yōu)槟砹?篇地理信息系統(tǒng)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

地理信息系統(tǒng)論文:多媒體技術(shù)與地理信息系統(tǒng)論文

摘要將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題是：如何有效地管理多媒體數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)；其次，在區(qū)域分析過程中，怎樣實現(xiàn)多媒體播放功能.指出用擴充的關(guān)系數(shù)據(jù)模型作為多媒體數(shù)據(jù)模型較適宜；多媒體功能的實現(xiàn)則取決于多媒體數(shù)據(jù)的格式是否為RIFF格式以及對多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求.展示了多媒體技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用前景.

關(guān)鍵詞多媒體技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)，區(qū)域分析，數(shù)據(jù)模型

現(xiàn)今由于多媒體技術(shù)的迅速崛起和高速發(fā)展，越來越多的應(yīng)用軟件都大量使用了多媒體技術(shù).如果將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，簡稱GIS)軟件中，勢必大大增強GIS信息的表現(xiàn)能力，擴大GIS的應(yīng)用領(lǐng)域.那么怎樣將多媒體技術(shù)應(yīng)用于GIS軟件中呢我們認為應(yīng)從兩方面來設(shè)計其一是怎樣將多媒體數(shù)據(jù)溶于GIS數(shù)據(jù)庫中，并保障提供GIS軟件的雙向檢索及各種分析功能；其二是在應(yīng)用過程中，怎樣實現(xiàn)多媒體的播放功能.以下就這兩個內(nèi)容及其應(yīng)用前景談?wù)勎覀兊目捶?

1多媒體數(shù)據(jù)的有效管理

通常，應(yīng)用軟件中的多媒體數(shù)據(jù)有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數(shù)字化到數(shù)據(jù)庫當中，播放時從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)；另一種是播放時，邊生成邊播放.而GIS軟件中的數(shù)據(jù)庫又分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，即我們可根據(jù)媒體數(shù)據(jù)的特性或應(yīng)用軟件的要求將多媒體數(shù)據(jù)分別溶于空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫中.

1.1GIS數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理

1.1.1GIS空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理目前，多數(shù)GIS應(yīng)用軟件所能描述的空間目標都是靜態(tài)的，實際上，很多GIS所要表達和研究的空間目標都不會是一成不變的，因此，GIS研究者已廣泛關(guān)注能對時空過程和時空目標進行描述和分析的時態(tài)GIS(temporalGIS).時態(tài)GIS的組織核心是時空數(shù)據(jù)庫，即設(shè)計一個合理的時空數(shù)據(jù)模型是建立時態(tài)GIS的關(guān)鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態(tài)GIS產(chǎn)品的時空數(shù)據(jù)模型，一但時空數(shù)據(jù)模型的研究有所突破，不僅能解決時態(tài)GIS的應(yīng)用問題，還將解決空間數(shù)據(jù)庫中動畫數(shù)據(jù)的管理問題，即可通過使用動畫技術(shù)來實現(xiàn)在屏幕上動態(tài)播放時空過程.如動態(tài)顯示衛(wèi)星云圖的變化情況、地殼變動情況、森林沙化和城市化情況以及海岸或河灘的侵蝕或淤積變化情況等.

有關(guān)時空數(shù)據(jù)模型，張祖勛［1］提出使用分級索引方法來對基本修正法進行改進.這種方法就是不存貯研究區(qū)域中每個狀態(tài)的全部信息，而只存貯某個時間的數(shù)據(jù)狀態(tài)(稱為基態(tài))以及相對于基態(tài)或鄰近狀態(tài)的變化量.在此基礎(chǔ)上，建立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數(shù)據(jù).

要使用這種建索引的基本修正法，需要考慮兩個問題，一個是如何建立索引；另一個是如何設(shè)計用來描述兩個狀態(tài)變化量的差文件.

關(guān)于建索引的問題，筆者認為：基態(tài)，亦a,b,c,d分別表示時態(tài)GIS的4個時期；T.時間軸；t0,t1,…,tn分別表示時態(tài)在GIS某個時期的n+1個時態(tài)，其中tn為基態(tài)，即“現(xiàn)在”時態(tài)一次數(shù)據(jù)狀態(tài)——“現(xiàn)在”時態(tài)總是變化的，每產(chǎn)生一個新的現(xiàn)在時態(tài)，就應(yīng)生成一個現(xiàn)在時態(tài)與前一次時態(tài)的差文件，同時根據(jù)現(xiàn)在時態(tài)所處的時間位置來決定是否產(chǎn)生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當n為2i(i=2,3,…)的整數(shù)倍時，就需產(chǎn)生tn-2i～tn的索引差文件.相應(yīng)地為了減少索引差文件所占的存貯空間，而又不影響對任一時態(tài)的檢索速度，可將tn-2i+1～tn-2i的索引差文件刪掉，所刪的索引名文件個數(shù)正好比新建的索引差文件個數(shù)少一個.

關(guān)于差文件，筆者認為在設(shè)計中應(yīng)考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態(tài)的目標信息進行異或而產(chǎn)生的，這意味著差文件包含有兩類目標信息：一類是前一時態(tài)有而后一時態(tài)無的目標信息；另一類是前一時態(tài)無而后一時態(tài)有的目標信息.為了能根據(jù)差文件快速、連續(xù)地由一個狀態(tài)到過去另一狀態(tài)或最近另一狀態(tài)進行檢索，應(yīng)在差文件中將這兩類目標信息予以標識區(qū)分.(2)兩個狀態(tài)之間目標變化應(yīng)是有對應(yīng)關(guān)系的，即01(目標從無到有)；10(目標從有到無)；1N(目標從一個變成多個)；N1(目標從多個變成一個)，以及目標空間信息無變化，屬性信息有變化；目標局部空間信息有變化等.為了能進行快速檢索，在差文件中應(yīng)將兩類各目標之間的對應(yīng)關(guān)系予以標明，當然，這會增加差文件生成過程的復雜性.(3)和所有地圖數(shù)據(jù)庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關(guān)系信息組成，差文件中應(yīng)將每個目標這3種信息之間的關(guān)系予以標明.

1.1.2GIS屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理有些GIS的應(yīng)用中，認為多媒體數(shù)據(jù)是一種特殊的專題屬性數(shù)據(jù).怎樣選擇多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型，使得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數(shù)據(jù)的聯(lián)系，是多媒體技術(shù)在GIS應(yīng)用中的關(guān)鍵所在.

目前，多數(shù)GIS屬性數(shù)據(jù)庫使用的是關(guān)系模型.為能將關(guān)系模型應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，就必須對現(xiàn)有的關(guān)系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數(shù)據(jù)，也能處理非格式化數(shù)據(jù).楊學良［2］就這個問題提出了3種技術(shù)策略：將多媒體數(shù)據(jù)文件名作為關(guān)系中元組某列(或?qū)傩?；將每個元組作為一個完整文件保存；元組中存貯格式化數(shù)據(jù)以及非格式化數(shù)據(jù)的引用項，而非格式化數(shù)據(jù)單獨存貯.

對比這3種技術(shù)策略，及時種技術(shù)策略方法簡單、容易實現(xiàn)，適宜于對多媒體數(shù)據(jù)進行播放.第二、三種技術(shù)策略雖然能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)控制和恢復，以及實現(xiàn)對多媒體數(shù)據(jù)進行編輯和拮取的應(yīng)用，但由于此兩種技術(shù)策略將每個元組所對應(yīng)的空間目標的專業(yè)屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應(yīng)用程序設(shè)計的復雜性，又不利于那些只需使用空間目標的專業(yè)屬性的一些應(yīng)用的實現(xiàn).為此，我們認為，在及時種技術(shù)策略的基礎(chǔ)上，增加一個或多個屬性項，用于存放多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，當我們需要對多媒體數(shù)據(jù)文件進行特殊應(yīng)用時，可根據(jù)文件信息和數(shù)據(jù)流信息對多媒體數(shù)據(jù)文件進行操作.

1.2GIS區(qū)域分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成

多媒體數(shù)據(jù)生成的另一種方式是在GIS應(yīng)用中，邊統(tǒng)計、分析運算，邊生成結(jié)果數(shù)據(jù)——多媒體數(shù)據(jù).

1.2.1空間分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成空間分析是一組分析結(jié)果依賴于所分析對象的位置信息技術(shù)［3］，因此，空間分析要求獲得目標的空間位置及其屬性描述兩方面信息.空間分析主要有：地形分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析等.

為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結(jié)果，我們可用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn).所謂虛擬現(xiàn)實［4］是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，即構(gòu)成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，使用者通過專門的設(shè)備可在這個環(huán)境中實現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術(shù)來觀察地形分析或網(wǎng)絡(luò)分析得到的空間效果，使用者可用交互操作的方式來控制自己與觀察對象的角度、距離以及光照等，使觀察對象隨使用者的操作而動態(tài)旋轉(zhuǎn).此時以動畫形式顯示的媒體數(shù)據(jù)隨使用者的操作產(chǎn)生并顯示.

1.2.2統(tǒng)計分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成統(tǒng)計分析就是用數(shù)理統(tǒng)計方法開展區(qū)域分析.數(shù)理統(tǒng)計方法主要有：統(tǒng)計特征值、研究兩種或多種地理現(xiàn)象之間的相關(guān)分析，通過一組實際觀測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)變量之間因果關(guān)系的回歸分析，以及主成分分析等.

為了更加形象化，我們可以將數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果以直方圖、曲線、曲面或區(qū)劃圖表示，甚至可以將重要的部分以醒目的顏色、特殊的符號或閃爍的顯示形式來告訴使用者，還可以配上解說詞，以增加系統(tǒng)的感染力，而表現(xiàn)這些現(xiàn)象的媒體數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計分析之后由系統(tǒng)自動生成并播放的.

2GIS應(yīng)用系統(tǒng)中多媒體功能的實現(xiàn)

在GIS應(yīng)用軟件中進行多媒體功能實現(xiàn)，首先是受GIS應(yīng)用軟件自身開發(fā)平臺的限制.多數(shù)情況下，GIS應(yīng)用軟件的多媒體開發(fā)平臺宜選擇編程語言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS應(yīng)用軟件相結(jié)合.一旦多媒體開發(fā)環(huán)境確定下來，那么怎樣實現(xiàn)區(qū)域分析中多媒體功能

2.1空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的播放

由前所述，空間數(shù)據(jù)庫中存貯的多是各期間的時空數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與MCI所能接受的多媒體文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以應(yīng)用程序不能直接調(diào)用MCI函數(shù)和API函數(shù)，必須根據(jù)時態(tài)GIS的空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，設(shè)計一個相應(yīng)的動畫播放程序來實現(xiàn)動態(tài)顯示功能.

下面簡述動態(tài)顯示時態(tài)GIS中ti～tj狀態(tài)的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現(xiàn)在時態(tài)).(1)由基態(tài)開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態(tài)信息.(2)顯示ti狀態(tài)信息.(3)根據(jù)ti差文件，擦除ti狀態(tài)有而ti+1狀態(tài)無的信息，顯示ti狀態(tài)無而ti+1狀態(tài)有的信息.(4)i+1i.(5)當i＜j時，轉(zhuǎn)(3)；否則結(jié)束.

如果用上述算法來實現(xiàn)動態(tài)顯示時空過程，還有很多細節(jié)需要設(shè)計.首先，在(1)步驟，從基態(tài)開始，逐級逐步檢索，每檢索到一個狀態(tài)差文件，就需根據(jù)差文件來生成該狀態(tài)信息，直到ti狀態(tài)處；其次，在(3)中，需要用到動畫技術(shù)，擦除前一狀態(tài)信息實質(zhì)為恢復該處顯示內(nèi)容，而顯示后一狀態(tài)信息之前，需保存后一處信息內(nèi)容，再予以顯示新狀態(tài)信息.

2.2屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用

一般來說，多媒體數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于兩個方面：一個是簡單播放；另一個是對多媒體數(shù)據(jù)進行編輯和拮取.對于前者，只要使用MCI函數(shù)或API函數(shù)按屬性數(shù)據(jù)庫中其他屬性的要求進行播放；對于后者，這就要求程序員熟悉多媒體數(shù)據(jù)文件格式RIFF，根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，通過調(diào)用多媒體文件輸入/輸出函數(shù)來實現(xiàn)多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.

3多媒體技術(shù)在GIS中的應(yīng)用前景

(1)實現(xiàn)資源信息的科學管理，提供信息服務(wù).GIS一改為用戶管理提供單一的圖表、數(shù)據(jù)信息形式，而在管理空間信息的同時，對圖形、圖象、視頻、聲音、動畫等形式的信息進行管理和播放，大大增加了信息的表現(xiàn)能力.(2)家庭教育和個人娛樂.將多媒體和GIS溶于一身，會豐富教育、娛樂軟件的內(nèi)容及表現(xiàn)手段.比如有關(guān)地理、歷史等課程的教學軟件和娛樂軟件的設(shè)計.(3)銷售和演示信息系統(tǒng).GIS和多媒體技術(shù)合為一體的這類系統(tǒng)會比以往的信息系統(tǒng)更具有表現(xiàn)力.比如房地產(chǎn)公司的銷售系統(tǒng)，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環(huán)境及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且可以動態(tài)地刪去當天已售出的房子，給出不同價格等；旅游導游系統(tǒng)，可以在為觀光游客制定導游路線時，就能對不同地方的景點產(chǎn)生身臨其境的感覺.

總之，將多媒體技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合，是計算機應(yīng)用領(lǐng)域的一個發(fā)展方向，它會改變?nèi)藗兊墓ぷ鳌⑸睢⑺季S方式，推動信息社會的前進.

地理信息系統(tǒng)論文:關(guān)于開發(fā)鄭州市天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的探討

一、必要性及可行性

必要性：

鄭州市燃氣管網(wǎng)地下設(shè)施從1985年開始敷設(shè)至今，已有十六年的時間。據(jù)近期資料統(tǒng)計，截止2001年初，已敷設(shè)長輸管線76KM，市區(qū)中壓管道380KM，庭院管道1100KM，門站兩個，干式儲氣柜3個(共20萬立方米)，年供氣量8500萬立方米， 日較大供氣量42萬立方米，供氣面積覆蓋120平方公里，民用戶36萬戶，公福戶860戶，工業(yè)用戶38戶。以往對這些信息的保存、調(diào)用，均以圖紙檔案的方式。隨著管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大及時間的流逝，新老資料越積越多，許多已鋪設(shè)的管線需要維修、維護，同一管線由于改造會．出現(xiàn)多份資料，從而給管理帶采混亂。隨著類似問題的積累，給管網(wǎng)正常，維護與維修造成困難，影響對故障的搶修，而搶修時間的延誤會造成更大的經(jīng)濟損失。隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對地下管網(wǎng)設(shè)施信息的保存、調(diào)用，目前已發(fā)展到“智能”化的程度。基于計算機地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可高效、快速、的調(diào)出所需要的管網(wǎng)信息，并具有一定的分析功能，為搶險、維修、規(guī)劃燃氣管網(wǎng)提供了方便、快捷的手段。地理信息系統(tǒng)的開發(fā)，是行業(yè)發(fā)展、邁向高效管理的必由之路。國外發(fā)達國家的發(fā)展證實了這一點。結(jié)合公司已建和在建的CAD設(shè)計系統(tǒng)，計算機調(diào)度系統(tǒng)，用戶服務(wù)系統(tǒng)以及內(nèi)部網(wǎng)辦公自動化系統(tǒng)，開發(fā)天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是十分必要的。

可行性：

目前，國內(nèi)流行的地理信息開發(fā)軟件有Maplnfo，ArcView，MAPGIS，GeoStar等。比較這些軟件開發(fā)平臺，ArcView適用于較大的地理信息系統(tǒng)，它是由美國ESRI公司研制的ARC/INFO平臺系列產(chǎn)品，是GIS技術(shù)的先驅(qū)，適用于各種尺度應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，尤其是較大的系統(tǒng)多采用該穩(wěn)定的開發(fā)平臺。其它系統(tǒng)則用于開發(fā)較小型的地理信息系統(tǒng)、桌面制圖及管理系統(tǒng)。

經(jīng)考察，分析如下：

1．地理信息系統(tǒng)的開發(fā)，屬于計算機領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)，能否成功，取決于開發(fā)人員對應(yīng)用軟件的熟悉程度。基于平臺的開發(fā)工作，是一種高級語言的開發(fā)，系統(tǒng)提供了大量的基本工具庫，經(jīng)過短期學習和培訓，能夠較快的掌握平臺，具備基本的應(yīng)用能力。

2. 地理信息系統(tǒng)的開發(fā)，需要有燃氣行業(yè)地下管網(wǎng)的知識、資料，公司有這方面的優(yōu)勢。綜上所述，開發(fā)鄭州市天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是可行的。

二、系統(tǒng)設(shè)計原則

為使地理信息系統(tǒng)的實施滿足公司現(xiàn)階段的需要，并使之成為鄭州市綜合地理信息的一部分，另外考慮在系統(tǒng)內(nèi)容及功能方面進一步拓展的需要，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循，以下原則：

1．標準化原則：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分類編碼應(yīng)嚴格遵循現(xiàn)有的國家標準、行業(yè)標準，除此之外，還應(yīng)制定適合鄭州市特點的具有區(qū)域推廣應(yīng)用價值的地方標準。

2．完備性原則：數(shù)據(jù)庫中存儲的圖形及屬性等信息，應(yīng)能滿足系統(tǒng)的正常運行和用戶日常工作的需求。系統(tǒng)具有的功能應(yīng)當完成系統(tǒng)總體方案定義的全部功能，并提供友好的用戶界面。

3．性的原則：一是數(shù)據(jù)性，圖形信息和屬性數(shù)據(jù)，并可及時補充、更新和備份已變動的數(shù)據(jù)。二是系統(tǒng)的性，系統(tǒng)無故障率須達到用戶的管理要求，并具備良好的安全保密措施。此外，系統(tǒng)還考慮到數(shù)據(jù)的兼容性及技術(shù)先進性等原則。

三、系統(tǒng)開發(fā)硬件環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)硬件環(huán)境建設(shè)原則是：依托公司現(xiàn)有的或即將建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及設(shè)備基礎(chǔ)，增加具有適合地理信息系統(tǒng)開發(fā)的圖形工作站，可進行數(shù)據(jù)共享的網(wǎng)管地理信息服務(wù)器。

四、系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)采用windows NT 或(windows 2000)操作系統(tǒng)。GIS軟件的選擇：經(jīng)考察國內(nèi)已建成的天然氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，大多采用國外的GIS軟件。國內(nèi)自行研制的GIS軟件，雖經(jīng)幾年發(fā)展有了相當?shù)幕A(chǔ)，但在功能的穩(wěn)定性和二次開發(fā)上與國外軟件尚存在距離。

國外典型GIS性能比較：

經(jīng)調(diào)研分析，專業(yè)軟件采用美國ESRI公司的ARC／INFO系列產(chǎn)品。

理由如下：

1．ESRI公司于20世紀70年代開始研制GIS軟件產(chǎn)品，是公認的GIS軟件鼻祖，現(xiàn)仍是GIS軟件的領(lǐng)頭羊。產(chǎn)品系列全，穩(wěn)定性。

2．ARC／工NFO系列產(chǎn)品不僅具有強大的空間數(shù)據(jù)管理功能，而且其分析功能是其它GIS軟件所無法比擬的。尤其是網(wǎng)絡(luò)分析功能十分強大，這一功能在管網(wǎng)故障分析中是不可或缺的，它對系統(tǒng)的深層次開發(fā)具有重要意義。

3．在數(shù)據(jù)兼容方面具有優(yōu)勢。由于系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)開放功能，可直接讀取關(guān)系數(shù)據(jù)庫文件，可無須轉(zhuǎn)換直接讀取AUTOCAD圖形文件。目前，設(shè)計室采用的AUTOCAD設(shè)計圖紙，本系統(tǒng)可直接引用。

4．鄭州市規(guī)劃局及鄭州市房地產(chǎn)局所建的市區(qū)1：10000和1：500電子地圖均采用ARC／INFO系統(tǒng)，為以后使用大比例尺圖提供可能。

五、系統(tǒng)前期的預研

天然氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是一個較為復雜的圖形和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的系統(tǒng)。系統(tǒng)基礎(chǔ)信息資料的規(guī)范化采集輸入以及日后的系統(tǒng)維護是本項目的難點所在。應(yīng)該本著“統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施”，邊建設(shè)邊應(yīng)用，有投入有效益的原則，既要為公司節(jié)約項目開發(fā)資金，又要建立起穩(wěn)定，切實可用的天然氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。任何急功近利，急于求成，幻想一步到位的開發(fā)思想，都是不切實際的。這樣做的結(jié)果，必將給本項目留下后患，給公司造成損失。

采用前期預研的方法，充分利用當?shù)氐募夹g(shù)優(yōu)勢和力量，可避免走彎路，減少系統(tǒng)開發(fā)后續(xù)服務(wù)的費用。地理信息系統(tǒng)的較大特點之一是：基礎(chǔ)地理信息采集數(shù)據(jù)量大，信息的現(xiàn)勢性強。應(yīng)充分利用眾多相關(guān)的鄭州市地理信

息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并考慮逐年更新、充利用這些資源的便利性，有利于開發(fā)后的信息數(shù)據(jù)維護、城市管網(wǎng)規(guī)劃。避免因到非專業(yè)部門獲取數(shù)據(jù)由于格式不統(tǒng)一而造成的大量問題。預研步驟：

利用ArcView系統(tǒng)在鄭州市1：10000的電子地圖上進行項目預研。預研的內(nèi)容有：

1．將鄭州市天然氣主干管網(wǎng)1：1000的地理信息輸入系統(tǒng)。

2．建立系統(tǒng)的信息采集、資料管理、輔助設(shè)計、信息分析等功能。

3．通過預研，系統(tǒng)應(yīng)基本具備的功能有：

(1) 查詢(包括：按地段、按型號、按類型等)

(2) 分析(包括：管網(wǎng)故障影響地域等)

(3) 統(tǒng)計(基于地圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,如：管段長度、閥門總數(shù)等)

(4) 編輯(包括：基本圖形要素)的增、刪、改的編輯。并能記錄權(quán)限，若無權(quán)，則禁止修改。

(5) 屬性數(shù)據(jù)的修改

(6) 圖形表格輸出

另外；還應(yīng)熟悉圖層勘口、測量、視窗變換、數(shù)據(jù)維護更新、備份，圖例顯示、修改、編輯、立體圖形顯示等功能。

六、系統(tǒng)數(shù)據(jù)體系

圖形數(shù)據(jù)層次的設(shè)計應(yīng)兼顧通用性和方便實用的原則，分為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、專業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)：含道路層(街區(qū)層：主干道、次干及支路)、單位、鐵路、水系層、建筑物層、其他市政管線層(預留)等。專業(yè)數(shù)據(jù)層：含主干管層、支管層、專用結(jié)點(水井、閥門等)層、用戶層、注記層等。

1． 圖形數(shù)據(jù)

基于1：1000電子地圖上的內(nèi)容：高中低壓管線、閥門及單體圖、主要管件、調(diào)壓站、儲配站、輔助信息圖等。

2． 屬性數(shù)據(jù)

(1) 管線屬性數(shù)據(jù)：管徑、材質(zhì)、埋深、管線性質(zhì)(中、低壓橋管、隧道)、管線等級(出廠站管、環(huán)線、干管)；

(2) 設(shè)施屬性數(shù)據(jù)：閥門銘牌、類型、轉(zhuǎn)向和圈數(shù)；調(diào)壓器類型、大小、進出管口徑、出口壓力、有無壓力監(jiān)測等；

(3) 歷史性數(shù)據(jù)：埋設(shè)日期、維修記錄、接口形式等。

(4)輔助型數(shù)據(jù)：

a．統(tǒng)計型數(shù)據(jù)：可按口徑、壓力級別、影響范圍、故障類型、調(diào)壓器類型、管齡和材質(zhì)等進行統(tǒng)計分析；

b．說明型數(shù)據(jù)：用戶調(diào)壓氣的壓力要求、與之相關(guān)聯(lián)的有關(guān)信息。在具有1：1000鄭州市地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對1：1000市區(qū)圖的管網(wǎng)分布進行布丁式方法錄入。

七、系統(tǒng)主要功能

根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能及圖形分類原則，進行計算機編程模塊設(shè)計。主要分為：

(一)數(shù)據(jù)錄入模塊設(shè)計：其中包括干管錄入模塊；支管及入戶管錄入模塊；管網(wǎng)屬性資料錄入模塊。

(二)查詢模塊設(shè)計：其中包括管網(wǎng)圖形信息查詢模塊；管網(wǎng)屬性信息查詢模塊；

查詢功能：

1．實現(xiàn)圖數(shù)及數(shù)圖查詢。即可在圖形目標上進行查詢并將查詢結(jié)果以新圖表示，同時檢索出相應(yīng)屬性庫；也可以根據(jù)屬性進行任意復雜程度的邏輯查詢，并將查詢結(jié)果以圖形方式表示。具體可分為：管線線狀信息查詢；檢修管網(wǎng)、閥門等特殊結(jié)點查詢；管線斷面信息查詢；參考點位圖查詢；指定點重新生成點位圖；圖元量算(指定區(qū)域內(nèi)點數(shù)、指定管線長度、指定點間距等)

2．管道資料查詢：可按口徑、壓力級別、影響范圍、故障類別、調(diào)壓器類型、維修日期、管齡和材質(zhì)等進行查詢；

3．閥門資料查詢：可按閥門編號、維修日期等進行查詢；

4．調(diào)壓器資料查詢：可按調(diào)壓器編號、類型、維修日期等進行查詢；

5．歷史資料查詢：可查詢改建前的管道、閥門、調(diào)壓器等資料；

6．規(guī)劃資料信息查詢：如規(guī)劃新的煤氣管網(wǎng)等。

7．地址匹配查詢：用地址匹配功能，用戶臺巨快速有效的獲得所需要的地圖。

8． 預留：相關(guān)自來水、污水、電纜、電訊設(shè)施查詢；管網(wǎng)輸配實時信息查詢。

(三)日常工作管理模塊：其中包括文件資料管理模塊；系統(tǒng)維護管理模塊；

(四)分析模塊

管網(wǎng)圖形信息分析模塊提供以下功能：

1．圖層疊加分析功能。提供多種比例尺、多層次圖形選擇疊加。提供不同比例尺圖形的無級放大及在不同視野范圍內(nèi)的自動顯示控制。

2．提供主要圖形信息的漫游功能；爆管處理：根據(jù)爆管點確定管位，氣體泄露量，確定關(guān)閘方案等。

3．閥門開關(guān)影響范圍分析。

4．管網(wǎng)跟蹤：當某一段泄露時能快速找到應(yīng)關(guān)閉的閥門，找到應(yīng)隔離的用戶，有助于隔離決策。

5．具有對現(xiàn)有圖形數(shù)據(jù)歸納分析的功能，為應(yīng)急處理和調(diào)度起輔助決策作用。

6．地圖測量

(五)輔助設(shè)計模塊：

該功能能通過AUTOCAD實現(xiàn)，開發(fā)輔助設(shè)計子系統(tǒng)技術(shù)具有管網(wǎng)的平面設(shè)計；管網(wǎng)縱斷面設(shè)計；常規(guī)設(shè)計工具；設(shè)計圖紙輸出；修改原設(shè)計及設(shè)計變更資料管理等功能；同時設(shè)計數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換程序，將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入ArcView系統(tǒng)。

(六)文字資料及表格管理功能：

系統(tǒng)實現(xiàn)對文字資料、表格數(shù)據(jù)、圖紙檔案的電子化管理。

(七)統(tǒng)計模塊：

管網(wǎng)屬性信息統(tǒng)計模塊提供以下功能：基于地圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。提供用戶日常工作中常用的統(tǒng)計功能。如：統(tǒng)計管網(wǎng)公里數(shù)、管段長度、閥門總數(shù)等。

基本圖形要素的增、刪、改的編輯。并能記錄權(quán)限，若無權(quán)，則禁止修改。

屬性數(shù)據(jù)的修改

不同圖層數(shù)據(jù)復制

圖形表格輸出

視窗變換

數(shù)據(jù)維護與更新

數(shù)據(jù)備份

(九)輸出模塊：

其中包括圖形輸出模塊；屬性信息統(tǒng)計分析報表輸出模塊。

八、 信息輸入步驟

以覆蓋鄭州市36萬用戶的六個管網(wǎng)所為基礎(chǔ)，在1：1000的鄭州市電子地圖上的做出天然氣管網(wǎng)地理信息圖，并輸入相關(guān)屬性數(shù)據(jù)。本步驟完成后，可提供調(diào)度中心，搶險部門試用，提出修改完善意見，以建立完善的系統(tǒng)框架。

由于管網(wǎng)信息需每年維護，所以，應(yīng)在年度管網(wǎng)普查、拆遷、規(guī)劃、維護中對計算機地理信息系統(tǒng)資料進行維護，以保障本系統(tǒng)建立后，切實發(fā)揮．出它的作用。

以上為我們對開發(fā)鄭州市天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的粗淺認識，不當之處請指正。

地理信息系統(tǒng)論文:地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

[摘要]:地理信息系統(tǒng)(GIS)是在計算機軟件技術(shù)支持下采集、儲存、管理、檢索和綜合分析各種地理空間信息,以多種形式輸出數(shù)據(jù)與圖形產(chǎn)品的計算機系統(tǒng)。介紹了GIS的數(shù)據(jù)組織及其在配網(wǎng)自動化中的主要應(yīng)用,包括離線和在線兩個方面,提出了基于組件的系統(tǒng)開發(fā)模式及建立WEBGIS的必要性和性。

[關(guān)鍵詞]:地理信息系統(tǒng) 配電網(wǎng)自動化 應(yīng)用

以實際地理位置為背景的電力設(shè)備分布圖,不僅能在設(shè)備管理上為用戶增加設(shè)備空間位置的信息,而且通過實時信息能地反映配電網(wǎng)的實時工作狀況。因此,GIS已成為配電網(wǎng)自動化不可缺少的組成部分。

1數(shù)據(jù)組織

地理空間數(shù)據(jù)是指以空間位置為參考的數(shù)據(jù),地圖是空間數(shù)據(jù)的一種表達方式,空間位置通常是用空間實體與某中參數(shù)坐標系統(tǒng)的關(guān)系來表達。

各種地理空間實體,如居民區(qū)、街道、市政管線、電話亭、電力線路等,在計算機中的表達一般抽象為點、線、面這3種最基本的實體,任何空間實體都可以用點、線、面,再加上說明和記號來表示。

這種空間數(shù)據(jù)的組織能滿足配電網(wǎng)自動化的要求,根據(jù)實際地理位置布置設(shè)備、線路,展示配電網(wǎng)的實際分布,采用層的概念組織圖形和管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù),自由分層,層次之間又可以靈活的自由組合。

與空間圖形數(shù)據(jù)對應(yīng)的還有屬性數(shù)據(jù),既對圖形相關(guān)要素的描述信息,如配電線路的長度、電纜型號、線路編號、額定電流、配變型號、編號、名稱、安裝位置、投運時間、檢修情況和實驗報告等。

這些屬性數(shù)據(jù)的用途為結(jié)合圖形進行檔案資料的查詢提供具體信息。對已經(jīng)在管理信息系統(tǒng)(MIS)中錄入和使用的部分屬性數(shù)據(jù),可通過共享途徑直接獲取,末錄入的則必須在GIS中進行錄入和編輯。

屬性數(shù)據(jù)可存于任何關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中,如:SQLSERVER,SYBASE,ORACLE 等傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不能管理具有地理屬性的空間數(shù)據(jù),所以大多以文件形式存儲。從數(shù)據(jù)的多用戶、訪問安全性以及數(shù)據(jù)操作的高效性來講,這種儲存形式力不從心。各大GIS 公司相繼推出這類產(chǎn)品。如:ESRI公司的SDE(空間數(shù)據(jù)庫引擎),通過SDE把地理空間數(shù)據(jù)加到商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫:MAPINFO公司的SPATIALWARE上,可以將地理數(shù)據(jù)存儲到RDBMS中,ORACLE81 SPATIAL使得ORACLE81數(shù)據(jù)庫具有空間數(shù)據(jù)的管理能力。

2 配電網(wǎng)GIS的建立

目前開發(fā)配電網(wǎng)GIS有兩種趨勢,一種是把GIS作為整個配電網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)平臺,另一種是把GIS作為其中的組成部分,與SCADA等其他系統(tǒng)共同完成整個配電網(wǎng)自動化的功能。筆者認為第二種方案比較可行。原因是目前大部分地區(qū)SCADA系統(tǒng)的功能已經(jīng)完成,并且投入運行,作為新增加的GIS只要通過數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián),就能實現(xiàn)信息的共享,而且又能保障各個子系統(tǒng)的獨立性,使整個系統(tǒng)的可維護性增強。同時減少了開發(fā)GIS子系統(tǒng)的工作量,免去了資金的重復投入。

3 配電網(wǎng)自動化中GIS實現(xiàn)的功能及其特點

GIS在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用可以分為離線和在線兩個方面。

3.1離線應(yīng)用方面主要包括:

A.圖形的操作:在以地理圖為背景的配電網(wǎng)分布圖上,可以分層顯示變電站、線路、變壓器、開關(guān)到電桿以及到用戶的地理位置。由于這些圖形均為矢量圖,可完成無級放大、縮小和漫游,并且地理的比例尺及視野可以任意設(shè)定。

B:空間數(shù)據(jù)測量:測量兩點、多點之間的距離和任意定義區(qū)域的面積。通過鼠標定位,既可得出該點的坐標,可完成配電線長度的測量,也可以統(tǒng)計供電區(qū)域的面積。

C:設(shè)備檔案管理:管理所有的配電系統(tǒng)設(shè)備檔案和用戶檔案,根據(jù)要求進行各種查詢統(tǒng)計。主要根據(jù)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)關(guān)系,進行雙項查詢。條件查詢(從數(shù)據(jù)庫查詢圖形,按設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)庫查找設(shè)備地理位置,對典型設(shè)備可以進行查詢、顯示、列表、統(tǒng)計)和空間查詢(從圖形查詢屬性數(shù)據(jù),在圖形上對任意設(shè)備進行定點查詢和多邊形小區(qū)查詢,并且顯示、列表和統(tǒng)計)

D:設(shè)備檢修管理:根據(jù)檢修管理指標,自動地進行校核,自動列出各項指標的完成情況,提醒工作人員安排設(shè)備檢修工作,并提出設(shè)備檢修計劃。

E:用戶報裝輔助決策:通過直接在地圖上部設(shè)報裝用戶位置,系統(tǒng)根據(jù)報裝容量,電流強度等自動的搜索設(shè)定范圍內(nèi)(范圍值可以在界面上靈活設(shè)置)滿足要求的變壓器,選擇不同的變壓器系統(tǒng)自動在圖上畫出的架設(shè)路徑,并給出具體的長度。

F:開操作票:把開操作票的任務(wù)放在GIS界面上完成,直觀、簡單地在地圖上用鼠標電擊選取操作對象,就能把操作對象的名稱及其當前狀態(tài)填入相應(yīng)的操作票表單中,再在標準動作庫及術(shù)語庫中選擇操作目標結(jié)果,就能方便、地開操作票。

G:模擬操作:可以做計劃內(nèi)停電檢修前的預演。分為拉開關(guān)、停線段、停饋線等不同方式,根據(jù)不同的操作自動搜尋停電范圍,預演操作結(jié)果,確認后打印停電通知單。

3.2在線應(yīng)用

在線方面應(yīng)用主要包括:

A:反映配電網(wǎng)的運行狀況:讀取SCADA系統(tǒng)實時狀態(tài)量,通過網(wǎng)絡(luò)拓撲著色,反映配電網(wǎng)實時運行狀況。對于模擬量,通過動態(tài)圖層進行數(shù)據(jù)的動態(tài)更新,確保數(shù)據(jù)的實時性。對于事故,推出報警畫面(含地理信息),顯示故障停電的線路及停電區(qū)域,做出事故記錄。

B:在線操作:在地理接線圖上可直接對開關(guān)進行遙控,對設(shè)備進行各種掛牌和解牌操作。

C:負荷管理:根據(jù)地圖上負荷控制點的位置,結(jié)合獨立運行的負荷監(jiān)控實時系統(tǒng),以用戶的負荷控制終端的基本數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù),實現(xiàn)各種查詢和分析功能,用圖表方式顯示結(jié)果。根據(jù)負荷點的地理分布及其各種實測數(shù)據(jù),進行區(qū)域負荷密度分析,制定負荷專題圖,通過不同時期的對比,輔助電網(wǎng)規(guī)劃。

D:停電管理:他是配網(wǎng)

自動化中管理系統(tǒng)的重要組成部分,利用打來的故障投訴電話彌補配電自動化信息采集的不足,根據(jù)用戶停電投訴電話中故障地點的數(shù)量和位置,進行故障定位,確定隔離程序;并且分析故障停電的范圍,排除可能的故障點順序。根據(jù)維修隊伍的當前位置,給出到達故障地點的調(diào)度路徑,可以迅速、地找到并隔離故障點,恢復供電。

E:與用戶抄表與自動記費系統(tǒng)接口:遠方抄表與自動記費系統(tǒng)向GIS傳送用戶地址、用戶的名稱以及用電負荷等信息,GIS可以顯示抄表區(qū)域和區(qū)域的負荷情況,使數(shù)據(jù)更加直觀。

4系統(tǒng)的開發(fā)

應(yīng)根據(jù)GIS在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用功能進行模塊劃分,由于GIS數(shù)據(jù)量大,維護工作比一般管理系統(tǒng)復雜,需要一定的專業(yè)知識,另一面,根據(jù)供電企業(yè)部門的職能劃分,對GIS也提出了不同的要求。因此對建立整個配網(wǎng)GIS來說,根據(jù)功能大致可分為3個自系統(tǒng)。

A:系統(tǒng)編輯,系統(tǒng)自維護,主要完成配電網(wǎng)圖形的編輯和數(shù)據(jù)庫的維護。

B:實時運行子系統(tǒng),能夠?qū)ε潆娫O(shè)備進行各種操作,并實時反映操作結(jié)果。

C:瀏覽,查詢子系統(tǒng),查看當前電網(wǎng)狀況,完成各種查詢、統(tǒng)計和分析。

隨著平臺及應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,GIS的應(yīng)用越來越來深入,廣泛。

地理信息系統(tǒng)論文:地理信息系統(tǒng)在物流配送中的應(yīng)用

摘要：

高效、快捷的物流配送系統(tǒng)對企業(yè)，尤其對電子商務(wù)的發(fā)展至關(guān)重要[1]。本文在對兩者的融合進行了探討，并提出了基于GIS的物流配送系統(tǒng)解決方案，以實現(xiàn)對物流配送過程的全程管理。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)，物流，電子商務(wù)

1 引言

物流是指計劃、執(zhí)行與控制原材料或最終產(chǎn)品從產(chǎn)地到使用地點的實際流程，物流服務(wù)具體包括定單管理、運輸、倉儲、裝卸、送遞、報關(guān)、退貨處理、信息服務(wù)及增殖業(yè)務(wù)。顯然，貨物運輸路徑的選擇，倉庫地址的選擇等，都涉及到如何處理大量的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)而縮短物流時間，降低成本的問題，而地理信息系統(tǒng)（以下簡稱GIS）不僅具有對空間和屬性數(shù)據(jù)采集、輸入、編輯、存儲、管理、空間分析、查詢、輸出和顯示功能，而且可為系統(tǒng)用戶進行預測、監(jiān)測、規(guī)劃管理和決策提供科學依據(jù)。可見，將其應(yīng)用于物流配送系統(tǒng)中，可大大加強對物流過程的控制和管理，實現(xiàn)高效、高質(zhì)的物流配送服務(wù)，本文分以下幾部分對GIS在物流配送中的應(yīng)用進行探討。

2 現(xiàn)代物流與GIS融合

1）地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

地理信息系統(tǒng)是集計算機科學、地理學、信息科學等學科為一體的新興邊緣科學，可作為應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺。這種集成是對信息的各種加工、處理過程的應(yīng)用、融合和交叉滲透，并且實現(xiàn)各種信息的數(shù)字化的過程。

在GIS中，空間信息和屬性信息是不可分割的整體，它們分別描述地理實體的兩面，以地理實體為主線組織起來。空間信息還包括了空間要素之間的幾何關(guān)系，使GIS能夠支持一般管理信息系統(tǒng)所不能支持的空間查詢和空間分析，以便于制定規(guī)劃和決策。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）的興起更使其被越來越多的商業(yè)領(lǐng)域用來作為一種信息查詢和信息分析工具[3]，GIS技術(shù)本身也融入了這些商業(yè)領(lǐng)域的通用模型（如ARC/INFO的網(wǎng)絡(luò)分析模塊），因而GIS技術(shù)在各個商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在深度上和廣度上不斷發(fā)展。事實上，凡是涉及到地理分布的領(lǐng)域都可以應(yīng)用GIS技術(shù)。

2）物流的發(fā)展

隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，物流也向著現(xiàn)代化方向迅速發(fā)展。物流現(xiàn)代化不僅指物流手段 (物流設(shè)施、設(shè)備等 )和物流技術(shù)達到或接近世界先進水平，而且指物流管理 (包括物流組織、物流計劃的編制、物流運輸方案的選擇、經(jīng)濟指標的確定，等等)的科學化[4]。

現(xiàn)代物流作為一種先進的組織方式和管理技術(shù)，已經(jīng)被認為是企業(yè)在降低物資消耗、提高勞動生產(chǎn)率以外重要的"第三利潤源"[5]，它通過降低流通費用，縮短流通時間，可以整合企業(yè)價值鏈、延伸企業(yè)的控制能力，加快企業(yè)資金周轉(zhuǎn)為企業(yè)創(chuàng)造新的利潤。

尤其在電子商務(wù)環(huán)境下，供應(yīng)商必須、、動態(tài)地掌握散布在全國各個中轉(zhuǎn)倉庫、經(jīng)銷商、零售商以及各種運輸環(huán)節(jié)之中的產(chǎn)品流動狀況，并以此制定生產(chǎn)和銷售計劃，及時調(diào)整市場策略。因此電子商務(wù)的發(fā)展更加推動了現(xiàn)代物流業(yè)迅速興起。

那么，把GIS技術(shù)融入到物流配送的過程中，就能更容易地處理物流配送中貨物的運輸、倉儲、裝卸、送遞等各個環(huán)節(jié)（如圖1），并對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設(shè)置、合理裝卸策略、運輸車輛的調(diào)度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現(xiàn)代物流的要求，才有助于物流配送企業(yè)有效地利用現(xiàn)有資源，降低消耗，提高效率。實際上，隨著電子商務(wù)、物流和GIS本身的發(fā)展，GIS技術(shù)將成為全程物流管理中不可缺少的組成部分。

圖1 物流配送過程

3 基于GIS的物流配送系統(tǒng)設(shè)計

3.1 需求分析

如以某一城市中的物流配送過程為例，那么基于GIS的物流配送系統(tǒng)的需求主要集中在以下幾個方面：

1)、通過客戶提供的詳細地址字符串，確定客戶的地理位置和車輛路線；

2)、通過基于GIS的查詢、地圖表現(xiàn)的輔助決策，實現(xiàn)對車輛路線的合理編輯（如創(chuàng)建、刪除、修改）和客戶配送排序；

3)、用特定的地圖符號在地圖上表示客戶的地理位置，不同類型的客戶（如普通客戶和會員客戶，單位客戶和個人客戶等）采用不同的符號表示；

4)、通過GIS的查詢功能或在地圖上點擊地圖客戶符號，顯示此客戶符號的屬性信息，并可以編輯屬性；

5)、在地圖上查詢客戶的位置以及客戶周圍的環(huán)境以發(fā)現(xiàn)潛在客戶；

6)、通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用GIS，以圖形的方式顯示業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各種相關(guān)操作結(jié)果的數(shù)值信息；

7)、基于綜合評估模型和GIS的查詢，實現(xiàn)對配送區(qū)域的拆分、合并；

3.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

設(shè)計基于GIS的物流配送系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成，空間數(shù)據(jù)索引采用基于改進R-Tree的空間數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)，屬性數(shù)據(jù)索引采用B+樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用三層結(jié)構(gòu)模型，并采用Java Applet進行開發(fā)，這樣與平臺無關(guān)又具有較好的安全性，使海量空間數(shù)據(jù)的存儲、分析和共享成為可能。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3 系統(tǒng)模型設(shè)計

由上述分析，基于GIS的物流配送系統(tǒng)應(yīng)集成以下主要模型：設(shè)施定位模型、車輛路線模塊、配送區(qū)域劃分模型、分配集合模型、客戶配送排序模型 。

1）設(shè)施定位模型。用于確定一個或多個設(shè)施的位置。在物流系統(tǒng)中，倉庫和運輸路線共同組成了物流網(wǎng)絡(luò)，倉庫處于網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點上，節(jié)點決定著線路，如何根據(jù)供求的實際需要并結(jié)合經(jīng)濟效益等原則，在既定區(qū)域內(nèi)設(shè)立多少個倉庫，每個倉庫的位置，每個倉庫的規(guī)模，以及倉庫之間的物流關(guān)系等，運用此模型均能很容易地得到解決。

2）車輛路線模型。用于解決一個起始點、多個終點的貨物運輸中，如何降低物流作業(yè)費用，并保障服務(wù)質(zhì)量的問題。

3）網(wǎng)絡(luò)物流模型。用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問題，也就是物流網(wǎng)點布局問題。如將貨物從N個倉庫運往到M個商店，每個商店都有固定的需求量，因此需要確定由哪個倉庫提貨送給那個商店，所耗的運輸代價最小。還包括決定使用多少輛車，每輛車的路線等。

4) 配送區(qū)域劃分模型。根據(jù)各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組，用以解決確定服務(wù)范圍和銷售市場范圍等問題。如某一公司要設(shè)立X個分銷點，要求這些分銷點要覆蓋某一地區(qū)，而且要使每個分銷點的顧客數(shù)目大致相等。

5）空間查詢模型。如可以查詢以某一商業(yè)網(wǎng)點為圓心某半徑內(nèi)配送點的數(shù)目，以此判斷哪一個配送中心距離最近，為安排配送做準備。

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

那么，基于GIS的物流配送系統(tǒng)可實現(xiàn)如下主要功能：

1）車輛和貨物跟蹤：利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛或貨物的實際位置，并能查詢出車輛和貨物的狀態(tài)，以便進行合理調(diào)度和管理。

2）提供運輸路線規(guī)劃和導航

規(guī)劃出運輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。

3）信息查詢

對配送范圍內(nèi)的主要建筑、運輸車輛、客戶等進行查詢，查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。

4）模擬與決策

如可利用長期客戶、車輛、訂單和地理數(shù)據(jù)等建立模型來進行物流網(wǎng)絡(luò)的布局模擬，并以此來建立決策支持系統(tǒng)，以提供更有效而直觀的決策依據(jù)。

5結(jié)束語

當今，隨著電子商務(wù)的再次興起和經(jīng)濟全球化的發(fā)展，物流業(yè)愈來愈成為熱點[6]。利用GIS能高效地處理空間和屬性數(shù)據(jù)的優(yōu)勢來建立基于GIS的物流配送系統(tǒng)雖處于初始階段，但無疑是有益的嘗試，它必將是以后的發(fā)展趨勢。

地理信息系統(tǒng)論文:地理信息系統(tǒng)的基本技術(shù)與發(fā)展動態(tài)

摘　要　從結(jié)構(gòu)功能上分析了地理信息系統(tǒng)的概念及主要研究內(nèi)容，并且對當前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個熱點研究領(lǐng)域，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)等作了簡要介紹.

關(guān)鍵詞　地理信息系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)庫.

以計算機為核心的信息處理系統(tǒng)技術(shù)是二次世界大戰(zhàn)后科技革命的主要標志之一.在信息的諸多類型中與空間相關(guān)的信息是十分重要的一類.人類生存的地球這個三維空間中的萬物無不與空間位置相關(guān)，如何利用計算機處理空間相關(guān)信息是地理信息系統(tǒng)(geographic information system，簡稱GIS)產(chǎn)生和發(fā)展的原動力.GIS技術(shù)在國防、城市規(guī)劃、交通運輸、環(huán)境監(jiān)測和保護等與國民經(jīng)濟乃至國家命脈相關(guān)的重要領(lǐng)域的成功應(yīng)用，極大地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，同時，也極大地刺激了GIS技術(shù)的迅速發(fā)展，使之成為世界各國激烈競爭的高科技熱點之一［1］.國家科委將其列入九五重中之重科技攻關(guān)項目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批國產(chǎn)GIS軟件已經(jīng)開始在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為國內(nèi)GIS市場一支不可忽視的力量.

本文將側(cè)重從GIS技術(shù)的角度討論GIS的定義、研究內(nèi)容及研究動態(tài). 1.GIS的定義和研究內(nèi)容 1.1　GIS的定義

GIS是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術(shù).要給出GIS的定義是困難的，因為GIS涉及的面太廣，站在不同的角度，給出的定義就不同.通常可以從4種不同的途徑來定義GIS［2］.(1)面向功能的定義.GIS是采集、存儲、檢查、操作、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng).(2)面向應(yīng)用的定義.這種方式根據(jù)GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不同，將GIS分為各類應(yīng)用系統(tǒng)，例如土地信息系統(tǒng)、城市信息系統(tǒng)、規(guī)劃信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)等.(3)工具箱定義方式.GIS是一組用來采集、存儲、查詢、變換和顯示空間數(shù)據(jù)的工具的集合.這種定義強調(diào)GIS提供的用于處理地理數(shù)據(jù)的工具.(4)基于數(shù)據(jù)庫的定義.GIS是這樣一類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)有空間次序，并且提供一個對數(shù)據(jù)進行操作的操作集合，用來回答對數(shù)據(jù)庫中空間實體的查詢.

我們認為，雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析(見圖1)；因此，可以這樣定義：GIS是處理地理數(shù)據(jù)的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統(tǒng).

雖然GIS使用了地圖、可視化、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，但與CAD系統(tǒng)、計算機地圖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等均有很大的區(qū)別.

CAD系統(tǒng)提供交互式的圖形處理功能，以輔助象建筑、VLSI等人造對象的設(shè)計，其主要特點是設(shè)計者與計算機模型的交互.目前許多CAD開始支持對象的非圖形性質(zhì)，而GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自現(xiàn)實世界，較之CAD的人造對象更為復雜，數(shù)據(jù)量更大.另外，CAD中的拓撲關(guān)系較為簡單.更重要的是，GIS強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，CAD這方面的功能要弱得多.

計算機地圖系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動符號化，具有輔助設(shè)計地圖和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量形式的輸出機制.它強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺少拓撲關(guān)系；另外，它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢.

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是各種類型信息系統(tǒng)的核心.通用數(shù)據(jù)庫側(cè)重非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲與查詢，其圖形查詢與顯示功能極為有限，其數(shù)據(jù)分析功能也很有限.然而，數(shù)據(jù)庫的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等，都在GIS中廣泛采用，成為GIS的核心技術(shù).

由此可見，GIS已經(jīng)形成了一個獨立的、具有鮮明特色的研究領(lǐng)域.GIS的研究內(nèi)容很廣泛，下面我們從輸入、存儲、操作和分析、輸出4個方面來討論GIS的研究內(nèi)容. 1.2　GIS的研究內(nèi)容

(1)輸入.地理數(shù)據(jù)如何有效地輸入到GIS中是一項瑣碎、費時、代價昂貴的任務(wù)，大多數(shù)的地理數(shù)據(jù)是從低質(zhì)地圖輸入GIS.常用的方法是數(shù)字化和掃描.數(shù)字化的主要問題是低效率和高代價；掃描輸入則面臨另一個問題，掃描得到的柵格數(shù)據(jù)如何變換成GIS數(shù)據(jù)庫通常要求的點、線、面、拓撲關(guān)系屬性等形式.就這一領(lǐng)域目前的研究進展而言，全自動的智能地圖識別短期內(nèi)沒有實現(xiàn)的可能；因而，交互式的地圖識別是矢量化方法的一種較為現(xiàn)實的途徑.市場上已有多種交互式矢量化軟件出售.

目前GIS的輸入正在越來越多地借助非地圖形式，遙感就是其中的一種形式.遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIS的重要數(shù)據(jù)來源.與地圖數(shù)據(jù)不同的是，遙感數(shù)據(jù)輸入到GIS較為容易，但如果通過對遙感圖象的解釋來采集和編譯地理信息則是一件較為困難的事情；因此，GIS中開始大量融入圖象處理技術(shù)，許多成熟的GIS產(chǎn)品，如MAPGIS中都具有功能齊全的圖象處理子系統(tǒng).

地理數(shù)據(jù)采集的另一項主要進展是GPS技術(shù).GPS可以、快速地定位在地球表面的任何地點，因而，除了作為原始地理信息的來源外，GPS在飛行器跟蹤、緊急事件處理、環(huán)境和資源監(jiān)測、管理等方面有著很大的潛力.

(2)存儲.GIS中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)兩大類，如何在計算機中有效存儲和管理這兩類數(shù)據(jù)是GIS的基本問題.在計算機高速發(fā)展的今天，盡管微機的硬盤容量已達到GB級，但計算機的存儲器對靈活、高效地處理地圖這類對象仍是不夠的.GIS的數(shù)據(jù)存儲卻有其獨特之處.大多數(shù)的GIS系統(tǒng)中采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結(jié)果.在與用戶的交換過程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊笞鞒隹焖俜磻?yīng).

地理數(shù)據(jù)存儲是GIS中低層和最基本的技術(shù)，它直接影響到其他高層功能的實現(xiàn)效率，從而影響整個GIS的性能.基于微機平臺的MAPGIS能夠快速、高效地處理多達上萬幅的海量地圖庫，這不僅在國產(chǎn)GIS軟件中處于經(jīng)驗豐富地位，即使與國外同類產(chǎn)品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數(shù)據(jù)的存儲問題密切相關(guān).

(3)地理數(shù)據(jù)的操作和分析.GIS中對數(shù)據(jù)的操作提供了對地理數(shù)據(jù)有效管理的手段.對圖形數(shù)據(jù)(點、線、面)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等基本操作大多可借鑒CAD和通用數(shù)據(jù)庫中的成熟技術(shù)；有所不同的是GIS中圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)緊密結(jié)合在一起，形成對地物的描述，對其中一類數(shù)據(jù)的操作勢必影響到與之相關(guān)的另一類數(shù)據(jù)，因而操作帶來的數(shù)據(jù)一致性和操作效率問題是GIS數(shù)據(jù)操作的主要問題.

地理數(shù)據(jù)的分析功能，即空間分析，是GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一.通過GIS提供的空間分析功 能，用戶可以從已知的地理數(shù)據(jù)中得出隱含的重要結(jié)論，這對于許多應(yīng)用領(lǐng)域是至關(guān)重要的.

GIS的空間分析分為兩大類：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析.矢量數(shù)據(jù)空間分析通常包括：空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點線、點與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析，面運算，目標集統(tǒng)計分析.柵格數(shù)據(jù)空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴展領(lǐng)域操作、區(qū)域操作、統(tǒng)計分析.

(4)輸出.將用戶查詢的結(jié)果或是數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以合適的形式輸出是GIS問題求解過程的一道工序.輸出形式通常有兩種：在計算機屏幕上顯示或通過繪圖儀輸出.對于一些對輸出精度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域，高質(zhì)量的輸出功能對GIS是必不可少的.這方面的技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標變換、出版印刷等. 2　地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)

近年來地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，其主要的原動力來自日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)不斷提高的要求.另一方面，計算機科學的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進的工具和手段，許多計算機領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)都可直接應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)中［3］.下面我們對當前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個熱點研究領(lǐng)域作一介紹. 2.1　GIS中面向?qū)ο?object oriented)技術(shù)研究

面向?qū)ο蠓椒槿藗冊谟嬎銠C上直接描述物理世界提供了一條適合于人類思維模式的方法，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應(yīng)用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS的發(fā)展方向.這是因為空間信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理的一維信息更為復雜、瑣碎，面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪碗s的空間信息提供了一條直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向?qū)ο蟮腉IS的一般結(jié)構(gòu).

面向?qū)ο蟮腉IS較之傳統(tǒng)GIS有下列優(yōu)點：(1)所有的地物以對象形式封裝，而不是以復雜的關(guān)系形式存儲，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；(2)以對象為基礎(chǔ)，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸惤Y(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS可以直接定義和處理復雜的 地物類型；(4)根據(jù)面向?qū)ο髄ate_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方法，增強系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴充性；(5)基于icon的面向?qū)ο蟮挠脩艚缑妫阌谟脩舨僮骱褪褂?

Smallworld GIS是目前面向?qū)ο驡IS中最為典型的代表.一些傳統(tǒng)的GIS也開始部分采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，如ARC/INFO 7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM 9,FACET系統(tǒng)等.

面向?qū)ο蟮腉IS也存在一些尚待進一步研究的問題：(1)大對象的操作仍受硬件條件的限制；(2)對象的獨立性與顆粒度問題；(3)矢量和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一的、支持動態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)和復合對象表示的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題. 2.2　時空系統(tǒng)(spatio_temporal system)

傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)只考慮地物的空間特性，忽略了其時間特性.在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，如環(huán)境監(jiān)測、地震救援、天氣預報等，空間對象是隨時間變化的，而這種動態(tài)變化的規(guī)律在求解過程中起著十分重要的作用.過去GIS忽略時態(tài)主要是受器件的限制，也有技術(shù)方面的原因.近年來，對GIS中時態(tài)特性的研究變得十分活躍，即所謂“時空系統(tǒng)”［5］.

地物除了具有三維空間中的空間性質(zhì)外，如何刻畫時間維的變化也十分重要.通常把GIS的時間維分成處理時間維(transaction time dimension)和有效時間維(valid time dimension).處理時間又稱數(shù)據(jù)庫時間或系統(tǒng)時間，它指在GIS中處理發(fā)生的時間.有效時間亦稱事件時間或?qū)嶋H時間，它指在實際應(yīng)用領(lǐng)域事件出現(xiàn)的時間.

根據(jù)處理時間和有效時間的劃分，可以把時空系統(tǒng)分為4類：靜態(tài)時空系統(tǒng)(static ST system)、歷史時態(tài)系統(tǒng)(historical ST system)、回溯時態(tài)系統(tǒng)(rollback ST system)和雙時態(tài)系統(tǒng)(bitemporal ST system).

(1)靜態(tài)時空系統(tǒng).它既不支持處理時間，也不支持有效時間，系統(tǒng)只保留應(yīng)用領(lǐng)域的一種狀態(tài)，比如當前狀態(tài).(2)歷史時態(tài)系統(tǒng).它只支持有效時間，這種系統(tǒng)適用于事件實際發(fā)生的歷史對問題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域.(3)回溯時態(tài)系統(tǒng).它只支持處理時間，這種系統(tǒng)適用于信息系統(tǒng)的歷史對問題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域.(4)雙時態(tài)系統(tǒng).它同時支持處理時間和有效時間.處理時間記錄了信息系統(tǒng)的歷史，有效時間記錄了事件發(fā)生的歷史.

時空系統(tǒng)主要研究時空模型，時空數(shù)據(jù)的表示、存儲、操作、查詢和時空分析.目前比較流行的作法[！]是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上擴充，如在關(guān)系模型的元組中加入時間，在對象模型中引入時間屬性.在這種擴充的基礎(chǔ)上如何解決從表示到分析的一系列問題仍有待進一步研究. 2.3　地理信息建模系統(tǒng)(geographic information modelling system，簡稱GIMS)

通用GIS的空間分析功能對于大多數(shù)的應(yīng)用問題是遠遠不夠的，因為這些領(lǐng)域都有自己獨特的專用模型，目前通用的GIS大多通過提供進行二次開發(fā)的工具和環(huán)境來解決這一問題.如ARC/INFO提供的進行二次開發(fā)的宏語言AML.二次開發(fā)工具的一個主要問題是它對于普通用戶而言過于困難.而GIS成功應(yīng)用于專門領(lǐng)域的關(guān)鍵在于支持建立該領(lǐng)域特有的空間分析模型.GIS應(yīng)當支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗的環(huán)境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策.這種GIS系統(tǒng)又稱為地理信息建模系統(tǒng).GIMS是目前GIS研究的熱點問題之一.

目前實現(xiàn)通用GIS空間分析功能與各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ偷慕Y(jié)合主要有兩種途徑.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他軟件環(huán)境實現(xiàn)專用模型，其與GIS之間采用數(shù)據(jù)通訊的方式聯(lián)系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能來實現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域的專用分析模型.上述兩種方式總體上對用戶定義自己的專用模型的支持程度都是不夠的.目前的GIS離支持實現(xiàn)數(shù)據(jù)集定義、模型定義、模型生成和模型檢驗的全過程仍有相當大的距離.

GIMS的研究有幾個值得注意的動向.(1)面向?qū)ο笤贕IS中的應(yīng)用.面向?qū)ο蠹夹g(shù)用對象(實體屬性和操作的封裝)、對象類結(jié)構(gòu)(分類和組裝結(jié)構(gòu))、對象間的通訊來描述客觀世界，為描述復雜的三維空間提供了一條結(jié)構(gòu)化的途徑.這種技術(shù)本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在面向?qū)ο驡IS基礎(chǔ)上研究面向?qū)ο蟮哪Ｐ投x、生成和檢驗，應(yīng)當比在傳統(tǒng)GIS上用傳統(tǒng)方法要容易得多.(2)基于icon的用戶建模界面.建模過程中的對象和空間分析操作均以icon形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon.用戶在對icon的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗.這種方法較之AML這類宏語言要方便和直觀得多.(3)GIS與其他的模型和知識庫的結(jié)合.這是許多應(yīng)用領(lǐng)域面臨的一個非常實際的問題，即存在GIS之外的模型和知識庫如何與GIS耦合成一個有機整體. 2.4　三維GIS的研究

三維GIS是許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)IS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些較為簡單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距.真正的三維GIS必須支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎(chǔ)的三維空間數(shù)據(jù)庫，解決了三維空間操作和分析問題.主要研究的方向包括：(1)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，主要包括數(shù)據(jù)的有效存儲、數(shù)據(jù)狀態(tài)的表示和數(shù)據(jù)的可視化；(2)三維數(shù)據(jù)的生成和管理；(3)地理數(shù)據(jù)的三維顯示，主要包括三維數(shù)據(jù)的操作，表面處理，柵格圖象、全息圖象顯示，層次處理等. 3　結(jié)語

地理信息系統(tǒng)近年發(fā)展迅速，其內(nèi)涵和外延正在不斷變化.最初的地理信息系統(tǒng)都是一些具體的應(yīng)用系統(tǒng)，充其量只能稱之為一門技術(shù).現(xiàn)在已發(fā)展成一個獨立的、充滿活力的新興學科，這已經(jīng)為大家所公認. 地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛(wèi)星航空遙感或全球定位系統(tǒng)(GPS)接受信息，變換和校正后進入空間數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫中的地理信息可以 方便地檢索、查詢，在此數(shù)據(jù)庫和相關(guān)知識庫的基礎(chǔ)上能夠定義和生成各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ停绯鞘幸?guī)劃模型、災害評價模型等；運用這些模型對地理數(shù)據(jù)進行有效分析，并把分析結(jié)果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出.這一范圍包括了計算機科學、地圖學、航測、遙感等多種學科的交叉.

總之，由于地理信息在人類生活和國民經(jīng)濟中的重要作用，地理信息系統(tǒng)在未來的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢頭，成為高科技領(lǐng)域的核心技術(shù).

地理信息系統(tǒng)論文:對基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)的分析

〖摘要〗測繪工作是為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的一項基礎(chǔ)性、前期性和公益性的工作。測繪技術(shù)的發(fā)展,給測繪管理工作提出了新的課題。傳統(tǒng)的測繪管理方法(包括行業(yè)管理、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、測繪資料管理及對外提供服務(wù)等)已不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。本文就利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)及GIS技術(shù)建設(shè)省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的有關(guān)問題提出作者的初步見解。

關(guān)鍵詞 基礎(chǔ) 地理信息系統(tǒng)

1 引言

隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)及現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展,GPS技術(shù)給傳統(tǒng)的大地測量技術(shù)帶來了革命性的變化。數(shù)字攝影測量技術(shù)使傳統(tǒng)的航測技術(shù)產(chǎn)生了根本的變革。以 GIS、GPS、RS為代表的3S的技術(shù)給測繪業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。國家測繪局以發(fā)展數(shù)字化測繪技術(shù)為起點,以推廣3S技術(shù)應(yīng)用為龍頭,先后在四川、北京、黑龍江、陜西、湖北、廣東、海南等地建立七個數(shù)字化測繪技術(shù)生產(chǎn)示范基地,并將發(fā)展地理信息產(chǎn)業(yè)確定為測繪行業(yè)的發(fā)展方向和歸宿,1995年底,國家基礎(chǔ)地理信息中心正式成立,同時在原來技術(shù)工作的基礎(chǔ)上,開始籌建國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。

廣西地區(qū)的GIS技術(shù)應(yīng)用屬全國較早的省份之一,北海市規(guī)劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規(guī)劃局等均已建立或正在建設(shè)自己的地理信息系統(tǒng)。在測繪系統(tǒng),3S技術(shù)應(yīng)用起步雖然較晚,但經(jīng)過各方面的共同努力,進步很快。以廣西測繪局為代表的數(shù)字化測繪生產(chǎn)技術(shù)已基本形成生產(chǎn)規(guī)模,GPS應(yīng)用技術(shù)已比較成熟,廣西綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)建設(shè)工作進展順利,其它專題GIS技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用正在起步,數(shù)字攝影測量技術(shù)將在今后幾年的1:5萬、1:1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應(yīng)用。

測繪技術(shù)的發(fā)展,給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業(yè)管理、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、測繪產(chǎn)品(成果、資料)管理及對外提供服務(wù)等,無論從哪方面來說,傳統(tǒng)的管理方法均不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。形勢的發(fā)展對基礎(chǔ)地理信息提出了迫切要求[liu1][1] 。利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)及GIS技術(shù),建設(shè)廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng),必須提到議事日程。本文就有關(guān)問題提出作者的初步見解,以期拋磚引玉,引起討論,推動此項工作的健康而又快速地發(fā)展。

2 廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

一個省級的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)不是簡單的計算機軟硬件系統(tǒng),而是基礎(chǔ)測繪管理工作的重要內(nèi)容,必須有相應(yīng)的行政管理體系與技術(shù)標準體系與之配套。因此,廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)主要由計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境、技術(shù)標準體系、管理體系、數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成。

2.1 計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)將以廣西基礎(chǔ)地理信息中心作為網(wǎng)絡(luò)中心,其它各測繪院、機關(guān)、測繪管理處、質(zhì)量檢查站等為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,構(gòu)成一個C/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硬件以微機為主,網(wǎng)絡(luò)中心使用部分服務(wù)器及工作站,外圍設(shè)備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數(shù)字化儀等。

2.2 軟件環(huán)境

系統(tǒng)軟件采用技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的軟件,如UNIX、WINDOS95、WINDOWS NT及數(shù)據(jù)庫管理軟件。基礎(chǔ)軟件平臺應(yīng)選擇國產(chǎn)軟件,這對于將來的應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)安全及促進我國地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均具有重要意義;在目前國產(chǎn)軟件暫時不能滿足要求的情況下,可先使用成熟的商業(yè)軟件(如ARC/INFO,GENAMAP等),但需要保障數(shù)據(jù)將來能移植到國產(chǎn)軟件平臺。應(yīng)用軟件(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形圖像處理等)宜采用成熟的國產(chǎn)化軟件,如武漢測繪科技大學的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)、國產(chǎn)矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分應(yīng)用軟件自己開發(fā),但要避免低水平的重復開發(fā)現(xiàn)象。

2.3 技術(shù)標準體系

系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)一完整的技術(shù)體系,如數(shù)據(jù)采集標準、數(shù)據(jù)交換標準、數(shù)據(jù)建庫標準、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與控制標準、數(shù)據(jù)更新標準、數(shù)據(jù)使用標準等。技術(shù)標準應(yīng)采用相應(yīng)的國家標準和行業(yè)標準,當沒有國標和行標時,可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外,還應(yīng)有一批訓練有素的技術(shù)干部作為系統(tǒng)的支撐。

2.4 管理體系

嚴格地說,廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)是為滿足現(xiàn)代基礎(chǔ)測繪管理需要而建立的一套現(xiàn)代化的測繪管理系統(tǒng),因此必須根據(jù)現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)及辦公自動化的特點,建立一套新的管理體系,包括測繪行業(yè)管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理、成果管理、數(shù)據(jù)安全管理、數(shù)據(jù)版權(quán)管理等。

2.5 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心。廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫部分包括:

管理數(shù)據(jù)庫:行政辦公、人事檔案管理、財務(wù)管理、測繪行業(yè)管理、質(zhì)量監(jiān)督管理、測繪生產(chǎn)管理、技術(shù)管理等數(shù)據(jù)。

技術(shù)數(shù)據(jù)庫:所有的技術(shù)標準、設(shè)計書、技術(shù)文檔說明等。

1/25萬數(shù)據(jù)庫:是全國1/25萬數(shù)據(jù)庫的分庫,包括地形、地名、數(shù)字高程模型、景觀影象四個部分。

1/5萬數(shù)據(jù)庫。

1/1萬數(shù)據(jù)庫及基礎(chǔ)數(shù)字地面高程模型。

1/5千數(shù)據(jù)庫(重點地區(qū))。

數(shù)字正射影像庫。

大地測量成果數(shù)據(jù)庫。

地名數(shù)據(jù)庫。

境界數(shù)據(jù)庫:包括國界、省界、地區(qū)界、市界、縣界、鄉(xiāng)界、村界、屯界等。

其它專題數(shù)據(jù)庫:如綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)(9202)專題等。

3 廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)方針

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)擬本著“總體設(shè)計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的方針,綜合利用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)、辦公信息系統(tǒng)(OIS)技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及多媒體技術(shù)等技術(shù)手段,進行系統(tǒng)建設(shè)。同時,系統(tǒng)的建設(shè)要高起點并切合實際,以保障系統(tǒng)有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此,該系統(tǒng)建設(shè)強調(diào)以下三個原則:

3.1 實用性

確立以滿足現(xiàn)代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發(fā),以解決實際應(yīng)用問題為主,這樣容易見效益,也使得系統(tǒng)自身能獲得滾動發(fā)展和不斷完善、擴充、更新的能力。

3.2 先進性

當前,國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用已取得了一定的經(jīng)驗,因此,本系統(tǒng)的建設(shè)在技術(shù)方案、系統(tǒng)設(shè)計、運行管理等方面應(yīng)具有一定的先進性,系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)應(yīng)采用軟件工程學所倡導的開發(fā)模式及近期的理論、技術(shù)和方法,系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)采用可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)流與控制流集成化、軟件功能部件化等近期分析設(shè)計方法,同時,考慮到系統(tǒng)的發(fā)展完善,系統(tǒng)的軟硬件配置將具有一定時期的先進性;另外對系統(tǒng)的運行管理要有較高的要求,以保障系統(tǒng)具有一定的先進性和較長的生命周期。 3.3 可擴展性

根據(jù)客觀情況,廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)將是一個不斷完善、逐步提高的長期發(fā)展過程,這樣就要求系統(tǒng)具有較強的可擴展性。

事實上,廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ):廣西測繪局全局的數(shù)字化測繪生產(chǎn)已基本形成規(guī)模,計算機的使用已比較普遍,局屬各單位基本上都建立了自己的局域網(wǎng),各級領(lǐng)導對此已有一定的認識,1996年成立的廣西基礎(chǔ)地理信息中心已經(jīng)從整體上考慮這方面的有關(guān)問題。只要領(lǐng)導重視,各方面共同努力,此項工作會取得較快的進展。

4 須重點考慮的幾個問題

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè),在技術(shù)方面已基本成熟,只要遵循上述提出的“總體設(shè)計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的建設(shè)方針,系統(tǒng)建設(shè)工作可順利開展。在實施過程中,須重點考慮如下幾個主要問題:

4.1 經(jīng)費投入問題

系統(tǒng)建設(shè)需要大量的經(jīng)費投入。一方面,廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)測繪項目,部分經(jīng)費可從基礎(chǔ)測繪經(jīng)費中投入。另一方面,系統(tǒng)建設(shè)工作屬科研項目,應(yīng)投入部分科研經(jīng)費。部分專題數(shù)據(jù)庫建庫經(jīng)費可從專題經(jīng)費中解決(如9202工程)。類似如地名數(shù)據(jù)庫、境界數(shù)據(jù)庫這樣的專題建設(shè)費用可聯(lián)合其它有關(guān)部門共同解決。

4.2 管理問題

現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展給測繪管理工作提出的挑戰(zhàn)是不可避免的,與其被動地接受,不如主動地迎接。廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè),必定給測繪局乃至測繪系統(tǒng)的行政管理、生產(chǎn)、質(zhì)量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現(xiàn)在的模擬產(chǎn)品方式向數(shù)字化產(chǎn)品方式過渡,再如數(shù)字攝影測量技術(shù)將使現(xiàn)在航測生產(chǎn)方法徹底改變,在相當長的一段時期內(nèi),模擬測繪產(chǎn)品與數(shù)字化測繪產(chǎn)品并存等等,其中有一系列問題需要研究和探討。

4.3 人才問題

技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用離不開高素質(zhì)的技術(shù)人才。測繪行業(yè)過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用一方面可鍛煉和培養(yǎng)人才,另一方面可吸引人才,給技術(shù)人才以用武之地。

4.4 數(shù)據(jù)版權(quán)問題

模擬的測繪產(chǎn)品版權(quán)問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響,數(shù)字化測繪產(chǎn)品的版權(quán)問題亟待解決,因為數(shù)字化產(chǎn)品一經(jīng)提供,可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題,除了法律外,還需要制定一系列的管理規(guī)章制度,如“數(shù)據(jù)審查制度”,當項目設(shè)計者提交設(shè)計成果時,同時應(yīng)提交所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來源證明,以限制數(shù)據(jù)的非法使用。

4.5 數(shù)據(jù)更新與數(shù)據(jù)版本管理問題

為滿足國民經(jīng)濟建設(shè)的需要,必須定期更新數(shù)據(jù),保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。數(shù)據(jù)更新后,歷史數(shù)據(jù)仍須保存。因此必須建立一套有效的數(shù)據(jù)版本管理機制,確保有效數(shù)據(jù)能長期保存,又避免不必要的數(shù)據(jù)冗余。

地理信息系統(tǒng)論文:廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)及在國土資源信息化中的作用

【摘　要】本文主要探討廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的必要性和建設(shè)內(nèi)容，以及該系統(tǒng)在我區(qū)國土資源信息化中所發(fā)揮的作用。

【關(guān)鍵詞】　國家空間基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)、3S、國土資源信息化

一、廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)的急迫性和必要性

1、前言

聯(lián)合國有關(guān)文件曾明確指出“地理空間信息是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的利器”，而且“進入信息化社會后，人們每天接觸到的信息中的80％以上與地理空間信息有關(guān)”。西方發(fā)達國家出于其政治、經(jīng)濟、軍事目的和全球戰(zhàn)略需要，在二十世紀九十年代就相繼推出“信息高速公路”，“國家空間基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)”和“數(shù)字地球”戰(zhàn)略。順應(yīng)經(jīng)濟全球化，全球信息化的發(fā)展趨勢，為使國土資源工作更好地適應(yīng)我國可持續(xù)發(fā)展的需要，國土資源部將"加強信息系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)信息服務(wù)社會化"列為五大目標任務(wù)之一，并在新一輪國土資源大調(diào)查計劃中設(shè)立“數(shù)字國土”工程，旨在通過信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加速實現(xiàn)國土資源調(diào)查評價、規(guī)劃、管理、保護和合理利用的現(xiàn)代化，為全社會提供方便快捷的國土資源信息服務(wù)，充分發(fā)揮國土資源在國家社會經(jīng)濟發(fā)展中的基礎(chǔ)性、公益性和戰(zhàn)略性作用。

西部大開發(fā)國家戰(zhàn)略的實施為廣西的發(fā)展帶來了歷史性機遇。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、電子政務(wù)工程、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及國民經(jīng)濟信息化等建設(shè)正在進行中。科學化決策是成功的關(guān)鍵因素之一，廣大的決策者實際上每時每刻都在使用基礎(chǔ)地理信息，只是手段還比較原始，還未充分發(fā)揮出信息技術(shù)的支撐作用。國土資源信息化、工業(yè)布局、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、退耕還林(草)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、社會安全和管理都離不開科學規(guī)劃、實施和動態(tài)監(jiān)測，離不開地理空間信息的決策支持作用。不充分考慮地理分布特點的項目總會帶來一系列嚴重的副作用。因此信息化社會需要重視地理空間信息的基本支撐作用。

2、國內(nèi)及我區(qū)空間基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2001年，國務(wù)院辦公廳以國辦發(fā)【2001】53號文轉(zhuǎn)發(fā)國家計委等12個部委“關(guān)于促進我國國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用若干意見的通知”，提出要加快我國國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。國家測繪局提出“十五”期間構(gòu)建“數(shù)字中國”地理空間基礎(chǔ)框架作為國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，為國民經(jīng)濟和社會信息化提供地理空間基礎(chǔ)平臺。為此，加大了國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)力度。目前已經(jīng)完成了部級1：100萬、1：25萬地理空間基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)，正在進行國家1：5萬基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作，以此作為“數(shù)字中國”地理空間基礎(chǔ)框架的基礎(chǔ)信息。

除了“數(shù)字中國”地理空間基礎(chǔ)框架建設(shè)以外，許多省、自治區(qū)、直轄市也紛紛提出要建設(shè)省級地理空間基礎(chǔ)框架。繼海南省、北京市和福建省提出“數(shù)字海南”、“數(shù)字北京”與“數(shù)字福建”之后，全國又有湖南、湖北、陜西、山西等十多個省、市、自治區(qū)提出并確定了各自“數(shù)字區(qū)域”的發(fā)展計劃。必須指出的是，省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)是數(shù)字省區(qū)地理空間基礎(chǔ)框架的核心和基礎(chǔ)。目前，北京、天津、上海等市，山西、廣東等省基礎(chǔ)地理信息中心相繼建成了省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的示范工程。其他省區(qū)的基礎(chǔ)地理信息中心都在加快研究和建設(shè)本省基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的步伐。

2000年，國家投資2.56億啟動“國家基礎(chǔ)測繪設(shè)施項目”建設(shè)，簡稱”大專項”建設(shè)。廣西測繪局在國家測繪局和區(qū)政府的支持下，于2000年8月正式立項（總投資近3000萬元），目前已完成基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)體系、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè)。基礎(chǔ)地理信息管理服務(wù)體系、空間定位綜合服務(wù)體系、廣西數(shù)字化基地大樓的建設(shè)正在如火如荼的進行中。廣西測繪局已建成主干千兆，百兆交換到桌面的局域網(wǎng)，以及光纖聯(lián)接的廣域網(wǎng)（黨政機關(guān)網(wǎng)）。裝備了企業(yè)級服務(wù)器、WWW服務(wù)器、OA服務(wù)器、海量的磁盤陣列、磁帶庫、圖形工作站、品質(zhì)微機、大型彩色掃描儀、大幅面繪圖儀等硬件設(shè)備，以及數(shù)據(jù)庫軟件ORACLE，GIS軟件ArcGIS、GeoStar、MapInfo、MapGIS、AutoCAD Map，遙感軟件ERDAS，Web GIS軟件ARCIMS、GeoSurf，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)Virtuozo、JX4A，掃描矢量化系統(tǒng)Geoway等軟件。通過大專項的建設(shè)，還鍛煉出一批精通3S（GIS－地理信息系統(tǒng)、GPS－全球定位系統(tǒng)、RS－遙感）技術(shù)、計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、測繪技術(shù)的綜合型人才。

“九五”期間至今，廣西測繪局建立了全區(qū)1:50萬,1:25萬DLG數(shù)據(jù)庫，完成了DEM 共2148幅，DRG 591 幅，DOM 416幅，DLG 809幅；同時完成了三四等水準測量4211公里 516座。 C級GPS網(wǎng)點466點；完成了省級毗鄰行政界線測繪3684公里, 區(qū)內(nèi)地市級行政界線6270公里, 縣市級行政界線10259公里的測繪，這些數(shù)據(jù)迫切需要建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫進行有效的管理。經(jīng)過大專項建設(shè)，廣西測繪局具備的1：1萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)年生產(chǎn)規(guī)模如下表所示 ：

數(shù)據(jù)類型 年生產(chǎn)能力（幅） 數(shù) 據(jù)庫存儲（GB）1:1萬DOM （數(shù)字正射影像圖）16001600幅×45MB/幅=721:1萬DEM （數(shù)字高程模型）16001600幅×5MB/幅=81:1萬DLG （數(shù)字線劃地圖）880880幅×4.5MB/幅=41:1萬DRG （數(shù)字柵格地圖）10001000幅×5MB/幅=5遙感影像數(shù)據(jù)按1米分辨率計算,500幅×100MB/幅=50GB：按廣西“十五”計劃，需8～10年才能更新測繪完成全廣西1：1萬地圖，廣西共8495幅。

3、廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)的重要意義

廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)是“數(shù)字廣西”地理空間基礎(chǔ)框架的核心和基礎(chǔ)。將為“數(shù)字廣西”的建設(shè)奠定良好的地理空間基礎(chǔ)，為在信息社會和知識經(jīng)濟時代搶占經(jīng)濟、政治、科技的制高點，創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點打下堅實的基礎(chǔ)。為建立電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會保障等信息系統(tǒng)及信息化社區(qū)提供良好的條件，有力促進廣西社會、經(jīng)濟的發(fā)展，推動信息化建設(shè)。以廣西基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)作為框架，區(qū)域內(nèi)各行各業(yè)的數(shù)據(jù)才能夠在空間上得到集成，不同區(qū)域的數(shù)據(jù)才能夠無縫整合，從而保障決策依據(jù)的科學性和性。基礎(chǔ)地理信息與各行業(yè)的專題信息有機結(jié)合將完善各專業(yè)管理信息系統(tǒng)的決策支持功能。廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建立將及時滿足政府信息化工程建設(shè)對基礎(chǔ)地理信息的急迫需求。

二、廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容

1、 廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的總體目標

2002年，廣西測繪局正式啟動廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作。主要工作由廣西基礎(chǔ)地理信息中心承擔，擬于“十五”期末初步完成框架建設(shè)，2010年建成。廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)以1:1萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)為核心，其總體目標是依托統(tǒng)一的標準體系和質(zhì)量保障體系，建立數(shù)據(jù)生產(chǎn)體系，采集基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，建成數(shù)據(jù)庫管理體系，形成完整的數(shù)據(jù)庫；以GIS應(yīng)用為主，兼顧地圖產(chǎn)品的制作，建立產(chǎn)品開發(fā)體系和分發(fā)服務(wù)體系，以及支持系統(tǒng)運行的網(wǎng)絡(luò)交換體系。為自治區(qū)、市、縣宏觀決策、規(guī)劃修編、災害監(jiān)測，解決人口、資源、環(huán)境等面臨問題，促進經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展而提供有力的測繪保障。

2、廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)研究和建設(shè)的主要內(nèi)容

廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)包括數(shù)據(jù)生產(chǎn)體系的建設(shè)、數(shù)據(jù)庫互操作平臺的選定、地理空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研發(fā)、產(chǎn)品的模式和開發(fā)、基于Web GIS的地理空間信息網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)等。

在存儲容量上，全區(qū)1：25萬地理數(shù)據(jù)超過2GB，1：5萬數(shù)據(jù)將超過70GB，1：1萬數(shù)據(jù)將超過1TB，大地數(shù)據(jù)庫及地名數(shù)據(jù)庫將達到100MB。考慮到將來數(shù)據(jù)更新歷史數(shù)據(jù)的存放以及其它不可預見因素，廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)共需要1.5至2TB的存儲空間。

圖一：廣西省級基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的組成

3、廣西省級基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫的組成（如圖一所示）

（1） 1：100萬地理空間數(shù)據(jù)庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為30m的航天遙感數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫（DOM）、地面格網(wǎng)間距為200m的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫（DEM）、由原有地圖掃描數(shù)字化處理形成的1：100萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫（DRG）、含有大地測量控制信息、地形、交通、水文、境界、居民地和地表覆蓋信息等的1：100萬數(shù)字線劃地圖數(shù)據(jù)庫（DLG）。

（2） 1：25萬地理空間數(shù)據(jù)庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為15m的航天遙感數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫、地面格網(wǎng)間距為100m的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、1:25萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據(jù)庫。

（3） 1：5萬地理空間數(shù)據(jù)庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為5m的航天遙感數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫、地面格網(wǎng)間距為25m的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、1：5萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據(jù)庫。

（4） 1：1萬地理空間數(shù)據(jù)庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為1m的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫、地面格網(wǎng)間距為5m的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、1：1萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據(jù)庫。

（5） 重點地區(qū)1：2000地理空間數(shù)據(jù)庫：覆蓋重點地區(qū)地面分辨率為0.2～0.3m的數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫、地面格網(wǎng)間距為2.5m的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫、1：2000數(shù)字柵格地圖數(shù)據(jù)庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據(jù)庫。

（6） 地名數(shù)據(jù)庫：包括廣西各種地名的正式名稱、所在地圖圖幅、地理坐標等信息。

（7） 空間定位成果數(shù)據(jù)庫：包括覆蓋廣西的大地測量控制網(wǎng)、控制點、坐標系等數(shù)據(jù)。

（8） 元數(shù)據(jù)庫：包括各種地理空間數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化定義和說明信息，以便跟蹤數(shù)據(jù)的動態(tài)變化和支持信息查詢。

（9） 專題數(shù)據(jù)庫：如土地覆蓋數(shù)據(jù)庫、人口分布數(shù)據(jù)庫等。

4、關(guān)鍵技術(shù)研究：

廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)作為一個系統(tǒng)工程，在建設(shè)過程中，要緊跟國內(nèi)外科技發(fā)展近期動態(tài)，采用當前先進的技術(shù)手段和方法。目前，廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)采用美國ESRI公司的ARCGIS系列產(chǎn)品和ORACLE作為建設(shè)的主要工具，開發(fā)工具主要選用。如圖二所示：

圖二：廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的三層架構(gòu)

在實施廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用中，還會遇到一系列技術(shù)難點，有待研究攻克。為此，要進行一系列關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)。主要包括：

①遙感及航空影像快速獲取、處理和解譯的關(guān)鍵技術(shù)。

②多分辨率、多數(shù)據(jù)源4D空間數(shù)據(jù)一體化集成

③產(chǎn)品的模式與開發(fā)，地理空間可視化虛擬現(xiàn)實技術(shù)。

④地理空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化分發(fā)服務(wù)。

⑤海量數(shù)據(jù)的安全管理、存儲、備份、災難恢復的研究。

⑥空間數(shù)據(jù)庫更新與版本管理

⑦ “3S ”（GPS、GIS、RS）集成技術(shù)的研究

⑧基于數(shù)據(jù)庫的在線制圖技術(shù)。

⑨基于省級基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)的示范應(yīng)用工程研究。

三、廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)在我區(qū)國土資源信息化中的作用

1、 國土資源信息的特點

國土資源信息有一系列特點。首先，國土資源行業(yè)是一個信息密集的行業(yè)，國土資源工作過程主要是一個生產(chǎn)信息的過程。因此，國土資源行業(yè)擁有比其它任何行業(yè)更多的信息資源。其次，國土資源信息具有地理空間性。這可以說是國土資源信息的最重要特征，幾乎所有的國土資源信息都是空間地理信息，如地形信息、土地信息、地質(zhì)信息、礦產(chǎn)資源信息、水資源信息、海洋資源信息、地質(zhì)災害信息等，這些信息僅用屬性數(shù)據(jù)庫是無法管理的。第三，國土資源信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十分復雜，往往一個對象需要數(shù)百個數(shù)據(jù)項才能表達清楚，這些數(shù)據(jù)間常又呈復雜的層網(wǎng)關(guān)系，再加上三維空間位置，更加大了對國土資源信息描述和管理的復雜性。第四，國土資源信息不同于一般經(jīng)濟、金融和商業(yè)信息，它具有長期保存，甚至長期保存的價值。因此，信息增長迅速，而消逝率低，其結(jié)果是信息總量極為龐大。這些特點表明，國土資源信息化離不開基礎(chǔ)地理信息和3S技術(shù)，“數(shù)據(jù)是血液”，地理信息及其他各類國土資源信息是保障國土資源信息系統(tǒng)正常運行和取得實效的關(guān)鍵。

2、 廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)在國土資源信息化的作用

廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)可真實再現(xiàn)全區(qū)的地形地貌，為我們了解廣西的自然地理環(huán)

境提供了一個理想的空間支撐，并為可視化地掌握生態(tài)資源、模擬和仿真生態(tài)重建過程中重大決策實施提供基礎(chǔ)支撐，確保我們能夠科學地開發(fā)自然界，動態(tài)監(jiān)測和合理地配置資源，有效把握發(fā)展經(jīng)濟和保護環(huán)境的平衡，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)和國土資源合理配置提供科學依據(jù)。具體說來，至少有以下幾方面作用：

（1）數(shù)據(jù)共享，標準統(tǒng)一。共建共享是避免重復建設(shè)、維護國家利益的必要措施，是廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)中必須堅持的原則。這方面的教訓是屢見不鮮的，如廣西各地國土資源部門有獨立的一套地籍圖，規(guī)劃部門有地形圖，房產(chǎn)部門有房產(chǎn)圖，每個部門都是各自為政，投入巨資重復測繪、數(shù)字化，標準不統(tǒng)一。實際上只要政府牽頭協(xié)調(diào)，各地測繪一套基礎(chǔ)地形圖，其他部門在其基礎(chǔ)上再采集各行業(yè)關(guān)注的要素。這樣的結(jié)果是大大節(jié)約了經(jīng)費，卻實現(xiàn)了各取所需，同時由于統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，各行業(yè)能共享、交換成果。這種做法國內(nèi)已有先例，據(jù)《中國測繪報》報道：“2002年，在浙江省余姚市政府辦公室的協(xié)調(diào)下，市規(guī)劃、國土、建設(shè)、水利、交通五部門聯(lián)手，共同籌措資金，統(tǒng)一技術(shù)標準，開展全市1：500數(shù)字化測圖，為建立基礎(chǔ)測繪信息共建共享機制邁出了實質(zhì)性的一步……”

（2）目前，我區(qū)國土部門在信息化過程中對基礎(chǔ)地理信息的應(yīng)用主要還是局限于數(shù)字線劃圖，對數(shù)字正射影像圖的應(yīng)用據(jù)了解也只有南寧、柳州等地為數(shù)不多的國土部門，對數(shù)字高程模型的使用更是寥寥無幾。廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)可以為國土資源部門提供多種的、符合國標規(guī)范的基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品服務(wù)，包括基本產(chǎn)品、復合產(chǎn)品等。基本產(chǎn)品包括國家基本比例尺地形圖系列的數(shù)字柵格地圖（DRG）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字線劃地圖（DLG），可根據(jù)需要以數(shù)字和模擬兩種形式提供；通過不同基本產(chǎn)品或不同要素的疊加，可生成各種復合產(chǎn)品，如土地覆蓋圖、數(shù)字影像地圖（如數(shù)字影像交通圖、數(shù)字影像區(qū)劃圖、數(shù)字影像地形圖等）、數(shù)字影像專題圖（如數(shù)字影像土地利用圖、數(shù)字影像土地規(guī)劃圖）、三維立體地形圖、立體景觀透視圖等復合產(chǎn)品。

（3）利用GIS的空間分析功能，進行數(shù)據(jù)增值服務(wù)。例如：通過以不同時期的地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和正射影像圖為數(shù)據(jù)核心，結(jié)合土地利用詳查圖，可進行國土資源動態(tài)監(jiān)測，為科學規(guī)劃和管理提供決策依據(jù)；通過數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖為數(shù)據(jù)核心，結(jié)合人口經(jīng)濟、土地利用等專題數(shù)據(jù)，運用生態(tài)學理論和方法以及3S技術(shù)，可更好地分析耕地分布現(xiàn)狀，提出社會經(jīng)濟與生態(tài)合理退耕還林規(guī)劃方案，增強退耕還林規(guī)劃的可操作性。

四、結(jié)束語

總之，廣西省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建成將使我區(qū)徹底完成從傳統(tǒng)測繪產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，測繪生產(chǎn)、技術(shù)、管理以及測繪產(chǎn)品種類將發(fā)生全新的變化。其建成將為我國實施“數(shù)字中國”空間技術(shù)戰(zhàn)略，我區(qū)實施“數(shù)字廣西”、國土資源信息化提供省級基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，成為其重要的組成部分。能有效提高我區(qū)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，縮短數(shù)據(jù)生產(chǎn)和信息提供服務(wù)周期。有效地拓寬地理信息的應(yīng)用面，為政府決策和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。

地理信息系統(tǒng)論文:基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)思

〖摘要〗測繪工作是為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的一項基礎(chǔ)性、前期性和公益性的工作。測繪技術(shù)的發(fā)展，給測繪管理工作提出了新的課題。傳統(tǒng)的測繪管理方法（包括行業(yè)管理、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、測繪資料管理及對外提供服務(wù)等）已不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。本文就利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)及GIS技術(shù)建設(shè)省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的有關(guān)問題提出作者的初步見解。

關(guān)鍵詞 基礎(chǔ) 地理信息系統(tǒng)

1 引言

隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)及現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)給傳統(tǒng)的大地測量技術(shù)帶來了革命性的變化。數(shù)字攝影測量技術(shù)使傳統(tǒng)的航測技術(shù)產(chǎn)生了根本的變革。以GIS、GPS、RS為代表的3S的技術(shù)給測繪業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。國家測繪局以發(fā)展數(shù)字化測繪技術(shù)為起點，以推廣3S技術(shù)應(yīng)用為龍頭，先后在四川、北京、黑龍江、陜西、湖北、廣東、海南等地建立七個數(shù)字化測繪技術(shù)生產(chǎn)示范基地，并將發(fā)展地理信息產(chǎn)業(yè)確定為測繪行業(yè)的發(fā)展方向和歸宿，1995年底，國家基礎(chǔ)地理信息中心正式成立，同時在原來技術(shù)工作的基礎(chǔ)上，開始籌建國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。

廣西地區(qū)的GIS技術(shù)應(yīng)用屬全國較早的省份之一，北海市規(guī)劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規(guī)劃局等均已建立或正在建設(shè)自己的地理信息系統(tǒng)。在測繪系統(tǒng)，3S技術(shù)應(yīng)用起步雖然較晚，但經(jīng)過各方面的共同努力，進步很快。以廣西測繪局為代表的數(shù)字化測繪生產(chǎn)技術(shù)已基本形成生產(chǎn)規(guī)模，GPS應(yīng)用技術(shù)已比較成熟，廣西綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)建設(shè)工作進展順利，其它專題GIS技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用正在起步，數(shù)字攝影測量技術(shù)將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應(yīng)用。

測繪技術(shù)的發(fā)展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業(yè)管理、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、測繪產(chǎn)品（成果、資料）管理及對外提供服務(wù)等，無論從哪方面來說，傳統(tǒng)的管理方法均不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。形勢的發(fā)展對基礎(chǔ)地理信息提出了迫切要求[liu1][1] 。利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)及GIS技術(shù)，建設(shè)廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，必須提到議事日程。本文就有關(guān)問題提出作者的初步見解，以期拋磚引玉，引起討論，推動此項工作的健康而又快速地發(fā)展。

2 廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

一個省級的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)不是簡單的計算機軟硬件系統(tǒng)，而是基礎(chǔ)測繪管理工作的重要內(nèi)容，必須有相應(yīng)的行政管理體系與技術(shù)標準體系與之配套。因此，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)主要由計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境、技術(shù)標準體系、管理體系、數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成。

2.1 計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)將以廣西基礎(chǔ)地理信息中心作為網(wǎng)絡(luò)中心，其它各測繪院、機關(guān)、測繪管理處、質(zhì)量檢查站等為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，構(gòu)成一個C/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硬件以微機為主，網(wǎng)絡(luò)中心使用部分服務(wù)器及工作站，外圍設(shè)備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數(shù)字化儀等。

2.2 軟件環(huán)境

系統(tǒng)軟件采用技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的軟件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWS NT及數(shù)據(jù)庫管理軟件。基礎(chǔ)軟件平臺應(yīng)選擇國產(chǎn)軟件，這對于將來的應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)安全及促進我國地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均具有重要意義；在目前國產(chǎn)軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業(yè)軟件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保障數(shù)據(jù)將來能移植到國產(chǎn)軟件平臺。應(yīng)用軟件（數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產(chǎn)化軟件，如武漢測繪科技大學的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)、國產(chǎn)矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分應(yīng)用軟件自己開發(fā)，但要避免低水平的重復開發(fā)現(xiàn)象。

2.3 技術(shù)標準體系

系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)一完整的技術(shù)體系，如數(shù)據(jù)采集標準、數(shù)據(jù)交換標準、數(shù)據(jù)建庫標準、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與控制標準、數(shù)據(jù)更新標準、數(shù)據(jù)使用標準等。技術(shù)標準應(yīng)采用相應(yīng)的國家標準和行業(yè)標準，當沒有國標和行標時，可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外，還應(yīng)有一批訓練有素的技術(shù)干部作為系統(tǒng)的支撐。

2.4 管理體系

嚴格地說，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)是為滿足現(xiàn)代基礎(chǔ)測繪管理需要而建立的一套現(xiàn)代化的測繪管理系統(tǒng)，因此必須根據(jù)現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業(yè)管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理、成果管理、數(shù)據(jù)安全管理、數(shù)據(jù)版權(quán)管理等。

2.5 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心。廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫部分包括：

管理數(shù)據(jù)庫：行政辦公、人事檔案管理、財務(wù)管理、測繪行業(yè)管理、質(zhì)量監(jiān)督管理、測繪生產(chǎn)管理、技術(shù)管理等數(shù)據(jù)。

技術(shù)數(shù)據(jù)庫：所有的技術(shù)標準、設(shè)計書、技術(shù)文檔說明等。

1/25萬數(shù)據(jù)庫：是全國1/25萬數(shù)據(jù)庫的分庫，包括地形、地名、數(shù)字高程模型、景觀影象四個部分。

1/5萬數(shù)據(jù)庫。

1/1萬數(shù)據(jù)庫及基礎(chǔ)數(shù)字地面高程模型。

1/5千數(shù)據(jù)庫（重點地區(qū)）。

數(shù)字正射影像庫。

大地測量成果數(shù)據(jù)庫。

地名數(shù)據(jù)庫。

境界數(shù)據(jù)庫：包括國界、省界、地區(qū)界、市界、縣界、鄉(xiāng)界、村界、屯界等。

其它專題數(shù)據(jù)庫：如綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)(9202)專題等。

3 廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)方針

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)擬本著“總體設(shè)計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)、辦公信息系統(tǒng)（OIS）技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及多媒體技術(shù)等技術(shù)手段，進行系統(tǒng)建設(shè)。同時，系統(tǒng)的建設(shè)要高起點并切合實際，以保障系統(tǒng)有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統(tǒng)建設(shè)強調(diào)以下三個原則：

3.1 實用性

確立以滿足現(xiàn)代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發(fā)，以解決實際應(yīng)用問題為主，這樣容易見效益，也使得系統(tǒng)自身能獲得滾動發(fā)展和不斷完善、擴充、更新的能力。

3.2 先進性

當前，國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用已取得了一定的經(jīng)驗，因此，本系統(tǒng)的建設(shè)在技術(shù)方案、系統(tǒng)設(shè)計、運行管理等方面應(yīng)具有一定的先進性，系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)應(yīng)采用軟件工程學所倡導的開發(fā)模式及近期的理論、技術(shù)和方法，系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)采用可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)流與控制流集成化、軟件功能部件化等近期分析設(shè)計方法，同時，考慮到系統(tǒng)的發(fā)展完善，系統(tǒng)的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統(tǒng)的運行管理要有較高的要求，以保障系統(tǒng)具有一定的先進性和較長的生命周期。

3.3 可擴展性

根據(jù)客觀情況，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)將是一個不斷完善、逐步提高的長期發(fā)展過程，這樣就要求系統(tǒng)具有較強的可擴展性。

事實上，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)：廣西測繪局全局的數(shù)字化測繪生產(chǎn)已基本形成規(guī)模，計算機的使用已比較普遍，局屬各單位基本上都建立了自己的局域網(wǎng)，各級領(lǐng)導對此已有一定的認識，1996年成立的廣西基礎(chǔ)地理信息中心已經(jīng)從整體上考慮這方面的有關(guān)問題。只要領(lǐng)導重視，各方面共同努力，此項工作會取得較快的進展。

4 須重點考慮的幾個問題

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，在技術(shù)方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設(shè)計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的建設(shè)方針，系統(tǒng)建設(shè)工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：

4.1 經(jīng)費投入問題

系統(tǒng)建設(shè)需要大量的經(jīng)費投入。一方面，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)測繪項目，部分經(jīng)費可從基礎(chǔ)測繪經(jīng)費中投入。另一方面，系統(tǒng)建設(shè)工作屬科研項目，應(yīng)投入部分科研經(jīng)費。部分專題數(shù)據(jù)庫建庫經(jīng)費可從專題經(jīng)費中解決（如9202工程）。類似如地名數(shù)據(jù)庫、境界數(shù)據(jù)庫這樣的專題建設(shè)費用可聯(lián)合其它有關(guān)部門共同解決。

4.2 管理問題

現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展給測繪管理工作提出的挑戰(zhàn)是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，必定給測繪局乃至測繪系統(tǒng)的行政管理、生產(chǎn)、質(zhì)量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現(xiàn)在的模擬產(chǎn)品方式向數(shù)字化產(chǎn)品方式過渡，再如數(shù)字攝影測量技術(shù)將使現(xiàn)在航測生產(chǎn)方法徹底改變，在相當長的一段時期內(nèi)，模擬測繪產(chǎn)品與數(shù)字化測繪產(chǎn)品并存等等，其中有一系列問題需要研究和探討。

4.3 人才問題

技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用離不開高素質(zhì)的技術(shù)人才。測繪行業(yè)過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用一方面可鍛煉和培養(yǎng)人才，另一方面可吸引人才，給技術(shù)人才以用武之地。

4.4 數(shù)據(jù)版權(quán)問題

模擬的測繪產(chǎn)品版權(quán)問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響，數(shù)字化測繪產(chǎn)品的版權(quán)問題亟待解決，因為數(shù)字化產(chǎn)品一經(jīng)提供，可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題，除了法律外，還需要制定一系列的管理規(guī)章制度，如“數(shù)據(jù)審查制度”，當項目設(shè)計者提交設(shè)計成果時，同時應(yīng)提交所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來源證明，以限制數(shù)據(jù)的非法使用。

4.5 數(shù)據(jù)更新與數(shù)據(jù)版本管理問題

為滿足國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，必須定期更新數(shù)據(jù)，保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。數(shù)據(jù)更新后，歷史數(shù)據(jù)仍須保存。因此必須建立一套有效的數(shù)據(jù)版本管理機制，確保有效數(shù)據(jù)能長期保存，又避免不必要的數(shù)據(jù)冗余。

地理信息系統(tǒng)論文:讓地理信息系統(tǒng)輕松走進中學地理課堂

當前的中學地理課堂教學,特別是新課標下的地理教學,非常重視學生地理思維方式和解決問題能力的培養(yǎng),而這些能力的核心就是搜集、分析、處理地理信息和綜合應(yīng)用地理信息解決問題。地理信息系統(tǒng)為更加方便、快速、地分析、處理地理信息提供了重要的工具。但是,一般的地理信息系統(tǒng)軟件對于大多數(shù)地理教師來講,專業(yè)性過強,難以應(yīng)用于課堂教學。由人民教育音像出版社和北京超圖公司共同開發(fā)的《超級地圖》備課系統(tǒng),很好地解決了這個矛盾。下面就是我在課堂教學中,實際應(yīng)用的幾個案例。

一、利用地圖的放大、縮小,使地理信息更為清晰

在課堂教學中,應(yīng)用教學掛圖時經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況,由于教學掛圖的比例尺是固定的,所以,照顧了全局就照顧不到局部。例如,在講中國的疆域時,我們通常會選擇中國政區(qū)圖,使學生對中國的海陸疆界有一個整體的認識。但是,當分析中國的鄰國,特別是我國的西部邊疆與吉爾吉斯斯坦、阿富汗、巴基斯坦相鄰的部分時,學生就無法觀察清楚了,這時,如果應(yīng)用《超級地圖》的自由放大功能,就可以對地圖的任何一個局部進行無級放大,使學生一目了然。再比如,講到中國的地形分布,利用中國地形圖可以了解中國地形的總體分布狀況。但是,分析到四川盆地、黃土高原、華北平原等具體的地形區(qū)時,學生就無法從掛圖中獲取更多的地理信息了,這時,同樣需要《超級地圖》的放大功能,就使局部地區(qū)的地形清晰地展現(xiàn)在學生面前。

二、利用長度和面積壓算,對地理事物進行定量描述

在教學掛圖上,利用比例尺計算長度和面積是非常困難的,在課堂教學中幾乎無法操作,就是在一些電子版的地理圖像上也難以完成這一功能。然而,在地理課堂教學中,很多地方都會用到長度和面積的量算。例如,在《國際海洋法公約》中規(guī)定一個國家的領(lǐng)海寬度為12海里,專屬經(jīng)濟區(qū)為200海里,學生對這些距離沒有實際的概念。由于《超級地圖》中的地理圖像都是矢量方式的,所以,能夠計算任意兩點的距離,并實時顯示在輸出窗口中,甚至可以以釣魚島為中心畫一個200海里為半徑的圓,并計算出面積,以此說明海洋國土的重要性。再如,世界地理中兩條重要的運河——蘇伊士運河和巴拿馬運河,這兩條運河的修通對于海洋航運起著非常重要的作用,利用《超級地圖》的長度量其功能就能夠設(shè)計出具體的航線,并計算出所節(jié)省的距離。還有,在國土面積大小的對比、鐵路線的長度等教學環(huán)節(jié)中,這一功能都會起到重要的作用。

三、利用三堆場景演示,說明等高線的基本原理

等高線原理的教學是初中地理中一個重點、難點問題,由于初中學生年齡尚小,缺乏空間想象能力,難以理解等高線的含義。《超級地圖》為了解決初中地理教學中的這一難題,利用GIS中目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù),通過等高線數(shù)據(jù)為學生創(chuàng)造了一組立體地形。在課堂教學中,老師可以通過拖動鼠標帶領(lǐng)學生從不同的角度觀察這組立體地形,再利用“淹沒”功能觀察不同高度等高線的形狀,從而理解等高線的含義。還可以根據(jù)山體不同高度的顏色講解,分層設(shè)包地形圖的含義,并帶領(lǐng)學生觀察不同種類的地形在分層設(shè)色地形圖上的特點。這就使原來一節(jié)枯燥、難懂的地理課變得生動活潑了起來。在我的教學實驗中,利用《超級地圖》通過兩節(jié)課的有關(guān)等高線的學習,學生的掌握率達到了95%以上,對課堂教學的滿意率為。

四、利用圖層的隱藏,創(chuàng)設(shè)課堂提問情景

在地理課堂教學中,教師總是希望地理圖像能夠隨著學生的思維不斷地變化,并引領(lǐng)著學生思維逐步深入。紙質(zhì)的教學掛圖是將所有地理要素一次呈現(xiàn)在學生面前,經(jīng)常會干擾學生的思維。而在《超級地圖》中提供了圖層的隱藏和顯示功能,可以使地圖中不同要素在教師的控制下逐步地呈現(xiàn)給學生。例如,在“長江”一節(jié)的教學中,我首先把長江流域圖中省界、水電站、支流名稱、主要港口等都隱藏掉,呈現(xiàn)在學生面前的就是長江的干支流,這時,可以帶領(lǐng)學生觀察長江干流的形狀、流向等,在學習長江流經(jīng)的省區(qū)時顯示省區(qū)圖層,在學習主要支流時顯示支流名稱圖層,在學習豐富的水能資源時顯示主要水電站的圖層……。這樣做,去掉了地理圖像中的其他干擾因素,大大提高了課堂效率。在這一功能的操作上,《超級地圖》設(shè)計得非常人性化,只需要在圖例窗口中相應(yīng)的圈層前點一下鼠標,去掉或添上圖層名稱前的“√”就可以了。利用這一功能,再配合地理圖像的輸出,教師還可以自己編制各種填充圖,并方便地輸出到word文檔中作為練習題的一部分,解決了地理試卷中圖像質(zhì)量差的問題。

五、利用不同圖層的疊加,表現(xiàn)地理要素之間的聯(lián)系

多種要素的疊加是利用地圖進行地理分析時常用的一種方法。在傳統(tǒng)教學中,只能采用復合投影片的方式,不但制作過程繁瑣,顯示效果也不理想。《超級地圖》利用GIS技術(shù),給教師留出較大的發(fā)展空間——自己制作地圖。我這里僅舉一個例子——分析影響我國商品糧基地分布的自然條件,教科書上并沒有提供相應(yīng)的地理圖像,教師可以利用《超級地圖》的圖層疊加功能,在地圖素材庫中選取不同的圖層:中國政區(qū)界、中國商品糧基地分布、降水量線、中國地形三級階梯示意圖等,將它們組合在一起,形成一幅新的專題地圖。在課堂教學中,通過對這幅地圖的分析,總結(jié)影響我國商品糧基地分布的自然條件。

以上只是我在使用《超級地圖》地理輔助教學軟件過程中的一點體會,相信老師們在使用的過程中還會創(chuàng)造出更多的、更好的案例。讓我們一起為地理課堂教學信息化而努力吧!

地理信息系統(tǒng)論文:地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

【摘 要】 從GIS基本功能、構(gòu)成特點出發(fā)歸納、總結(jié)GIS應(yīng)用的幾個方面,并詳細舉例說明GIS在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】 地理信息系統(tǒng) 空間測繪數(shù)據(jù) 數(shù)學模型

1 地理信息系統(tǒng)概念及國內(nèi)外常用的地理信息系統(tǒng)軟件

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System 簡稱GIS)是一項以計算機為基礎(chǔ)的新興技術(shù),圍繞著這項技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉性、邊緣性的學科,是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng),在計算機軟硬件支持下,它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實體及相互關(guān)系。通過對多因素的綜合分析,它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用需要的信息,并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。

目前世界上常用的GIS軟件已達400多種。它們大小不一,風格各異。國外較著名的有ARC/INFO,GENAMAP,MGE等;國內(nèi)較著名的有MAP/GIS,Geostar和CITYSTAR等。雖然GIS起步晚,但它發(fā)展快,目前已成功地應(yīng)用到一百多個領(lǐng)域。

2 地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外研究應(yīng)用

盡管現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)軟件很多,但對于它的研究應(yīng)用,歸納概括起來有二種情況。一是利用GIS系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù);二是在GIS的基礎(chǔ)上,利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件。目前已成功地應(yīng)用到了包括資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個領(lǐng)域。在美國及發(fā)達國家,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用遍及環(huán)境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來,隨我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展,加速了地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的進程,在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。下面先從GIS理論上提煉和歸納,然后給出應(yīng)用的例子。

1.地理信息系統(tǒng)在地理空間數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用,即以多種方式錄入的地理數(shù)據(jù),以有效的數(shù)據(jù)組織形式進行數(shù)據(jù)庫管理、更新、維護、進行快速查詢檢索,以多種方式輸出決策所需的地理空間信息。目前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),與GIS中數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在對地理空間數(shù)據(jù)的管理上,存在兩個明顯的不足;一是缺乏空間實體定義能力;二是缺乏空間關(guān)系查尋能力,這使得GIS 在對空間數(shù)據(jù)管理上的應(yīng)用日趨活躍。如ARC/INFO在公路管理中的應(yīng)用;ARC/INFO在對市政設(shè)施管理中的應(yīng)用。后者如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上綜合疊加地下及地面的八大類管線(包括上水、污水、電力、通訊、燃氣、工程管線)以及測量控制網(wǎng),規(guī)劃路等基礎(chǔ)測繪信息,形成一個測繪數(shù)據(jù)的城市地下管線信息系統(tǒng)。從而實現(xiàn)了對地下管線信息的的現(xiàn)代化管理。為城市規(guī)劃設(shè)計與管理部門、市政工程設(shè)計與管理部門、城市交通部門與道路建設(shè)部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務(wù)。

2.GIS在綜合分析評價與模擬預測中的應(yīng)用。GIS不僅可以對地理空間數(shù)據(jù)進行編碼、存儲和提取,而且還是現(xiàn)實世界模型,可以將對現(xiàn)實世界各個側(cè)面的思維評價結(jié)果作用其上,得到綜合分析評價結(jié)果;也可以將自然過程、決策和傾向的發(fā)展結(jié)果以命令、函數(shù)和分析模擬程序作用上這些數(shù)據(jù)上,摸擬這些過程的發(fā)生發(fā)展,對未來的結(jié)果作出定量的和趨勢預測,從而預知自然過程的結(jié)果,對比不同決策方案的效果以及特殊傾向可能產(chǎn)生的后果,以作出決策,避免和預防不良后果的發(fā)生。如GIS在焦作東部礦區(qū)煤礦底板突水預報中的應(yīng)用 ;GIS在土地信息和土壤保護中的應(yīng)用。后者如美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地GIS。該系統(tǒng)通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節(jié)性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等信息,建立了潛在威斯康星地區(qū)的土壤侵蝕模型A=R*K*L*S*C*P,其中A為潛在的土壤侵蝕(面積/年),R為降雨量,K為侵蝕土壤參數(shù),L為坡長,S為坡度參數(shù),C為耕地面積,P為管理參數(shù)。探討了土壤惡化的機理,提出了合理的方案,達到土壤保護的目的,還可以利用它對土地進行長期的動態(tài)研究,避免土質(zhì)的重心惡化。這里把土壤侵蝕模型A=R*K*L*S*C*P作用到與之有關(guān)數(shù)據(jù),達到綜合分析評價及模擬預測結(jié)果。

3.G IS的空間查詢和空間分析功能的應(yīng)用。為了便于管理和開發(fā)地理信息(空間信息和屬性信息),在建庫時是分層處理的。也就是說,根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)分類,性質(zhì)相同或相近的歸并一起,形成一個數(shù)據(jù)層。這樣GIS對單副或多副圖件及其屬性數(shù)據(jù)進行分析和指標量算。這種應(yīng)用以原始圖為輸入,而查詢和分析結(jié)果則是以原始圖經(jīng)過空間操作后生成的新圖件來表示,在空間定位上仍與原始圖一致。因此,也可將其稱為空間函數(shù)變換。這種空間變換包括疊置分析、緩沖區(qū)分析、拓撲空間查詢、空集合分析(邏輯交運算、邏輯并運算、邏輯差運算)。這方面應(yīng)用例子有很多,例如在城市規(guī)劃過程中,對城市中救護車、救火車的分布位置以及行車路線和控制的規(guī)劃;如何安排多路警車交通路線,以保障在緊急時刻,在任意地方應(yīng)至少能有一輛警車在事發(fā)后最短時間內(nèi)趕到出事地點;在環(huán)境保護方面,對水土流失導致土地資源的破壞進行評價;在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價過程中,對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行客觀地、地評價,以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài);在地學方面,MAPGIS在油氣勘探中和在成礦預測中的應(yīng)用,解決了肉眼所不能看見的深部構(gòu)造問題和指明礦產(chǎn)的遠景區(qū)。在大都市防震減災系統(tǒng)中的應(yīng)用,1994年的美國洛杉機大地震,就是利用RAC/INFO進行災后應(yīng)急響應(yīng)決策支持,成為大都市利用GIS技術(shù)建立防震減災系統(tǒng)的成功范例。日本橫濱大地震后,日本政府決定利用GIS技術(shù)建立更好的能快速響應(yīng)的防震減災系統(tǒng)。日本建筑署建設(shè)研究所、NASDA等政府機構(gòu)在聯(lián)合國區(qū)域發(fā)展支持下,建立了防震減災應(yīng)急系統(tǒng),選用ARC/INFO對橫濱大地震的震后影響作出評估,建立各類數(shù)字地圖庫,如地質(zhì)、斷層、倒塌建筑等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應(yīng)急有價值的信息,該系統(tǒng)的建成使有關(guān)機構(gòu)可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應(yīng),較大程度地減少傷亡和損失。在野生動植物保護中的應(yīng)用,世界野生動物基金會(WWF)采用GIS軟件ARC/INFO作為“老虎與人類”保護項目的主要技術(shù)工具。利用ARC/INFO空間分析功能,WWF已找到新的方法來幫助世界較大的貓科動物改變它目前瀕于滅種的境地。

4.GIS的輸出功能在地圖制圖中的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)的發(fā)展是從地圖制圖開始的,因而GIS的主要功能之一用于地圖制圖,建立地圖數(shù)據(jù)庫。與傳統(tǒng)的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比,利用GIS建立起地圖數(shù)據(jù)庫,可以達到一次投入、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖,而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題,如行政區(qū)劃圖、土地利用圖、道路交通圖等等。更重要的是由于GIS是一種空間信息系統(tǒng)。它所制作的圖也能夠反映一種空間關(guān)系,可以制作多種立體圖形,而制作立體圖形的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)就是數(shù)字高程模型。在地圖的輸出中,MAPGIS達到世界先進水平。

5.運用GIS系統(tǒng),建立起專題信息系統(tǒng)和區(qū)域信息系統(tǒng)。專題信息系統(tǒng)如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)、草場資源信息系統(tǒng)、水土流失信息系統(tǒng)和目前上海正在建立長途電信局GIS系統(tǒng)等等。這類信息系統(tǒng)具有有限目標和專業(yè)特點,系統(tǒng)數(shù)據(jù)項的選擇和操作功能是為特定的專門目的服務(wù)。區(qū)域信息系統(tǒng)如加拿大國家信息系統(tǒng)、美國Oakridge地區(qū)模式信息系統(tǒng)等等。這類信息系統(tǒng)主要以區(qū)域綜合研究和的信息服務(wù)為目標,可以有不同的規(guī)模,其特點是數(shù)據(jù)項多,功能齊全,通常具有較強的開放性。這兩種信息系統(tǒng)與上述四種GIS應(yīng)用或多或少有重疊處,但這里強調(diào)的是完整性、系統(tǒng)性、故與它們分開討論。

6.地理信息系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結(jié)合的應(yīng)用。遙感數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)重要信息源。其實目前大多數(shù)GIS系統(tǒng)已揉進圖像處理功能,并把它作為其一個子模塊。這種應(yīng)用如海灣戰(zhàn)爭期間,美國國防制圖局GIS實時服務(wù),為戰(zhàn)爭需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng),它能用自動影像匹配和自動目標識別技術(shù)處理,處理衛(wèi)星和高低偵察機實時獲得戰(zhàn)場數(shù)字影像,及時地將反映戰(zhàn)場現(xiàn)狀的正射影影像疊加到數(shù)字地圖上,數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓,為軍事決策提供24小時的實時服務(wù)。

7.應(yīng)用GIS一些二次開發(fā)函數(shù)庫開發(fā)出具有特定功能軟件系統(tǒng)。如國家九五攻關(guān)項目“緊缺金屬資源快速勘察評價系統(tǒng)”,這個系統(tǒng)中,分為地質(zhì)變量信息提取模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、物探數(shù)據(jù)處理模塊、圖像處理模塊、綜合預測模塊等,其中地質(zhì)變量信息提取模塊使用了MAPGIS中基本輸入函數(shù)、空間功能分析函數(shù),目前這個系統(tǒng)已初具皺形。

8.GIS中屬性數(shù)據(jù)的綜合及融合。在現(xiàn)有的GIS中,屬性數(shù)據(jù)只是用于檢索和查詢,或進行簡單的統(tǒng)計,難以深入的分析,難以發(fā)掘隱含在其中的模式和規(guī)律。在眾多項的屬性數(shù)據(jù)中,有時將幾個屬性項的屬性數(shù)值加以綜合,構(gòu)成一個具有某領(lǐng)域特定意義的新屬性項新屬性值,這種綜合不是綜合前屬性數(shù)據(jù)值的簡單反映,也不是它們的孤立集合,而是經(jīng)過某領(lǐng)域研究人員深思熟慮的綜合分析,用數(shù)量表示某領(lǐng)域問題的綜合概念和結(jié)果特征。國家科委九五攻關(guān)項目“緊缺礦產(chǎn)資源開發(fā)評價系統(tǒng)”中,我們對研究區(qū)進行合理網(wǎng)格大小劃分后,利用GIS空間分析功能,求得每個網(wǎng)格單元的各地層、巖體、脈體的面積及相應(yīng)的面積百分數(shù)、各斷裂的長度、方向等眾多的屬性數(shù)值,在此基礎(chǔ)上,我們用具有特定意義數(shù)學模型計算出三個綜合屬性值,分別為相對熵、斷裂的優(yōu)益度和中心對稱度。用相對熵來考查圍巖蝕變組合特征與礦化的關(guān)系;在以構(gòu)造為主要控礦因素的內(nèi)生礦產(chǎn)中,用斷裂的優(yōu)益度來評價每個網(wǎng)格單元是否有利儲礦;用中心對稱度來研究和圈定古火山機構(gòu)、小型等軸狀隱伏侵入體等具有放射狀斷裂體系的環(huán)形構(gòu)造。

數(shù)據(jù)融合的概念始于70年代,但直接促其迅速發(fā)展的是進入90年代以后,最初以軍事應(yīng)用為目的的數(shù)據(jù)融合技術(shù)現(xiàn)今亦用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)。我們在開發(fā)國家科委九五攻關(guān)項目“緊缺礦產(chǎn)資源開發(fā)評價系統(tǒng)”中,引進數(shù)據(jù)融合技術(shù),融合GIS的屬性數(shù)據(jù),進行地質(zhì)異常單元的圈定與評價。利用GIS對空間數(shù)據(jù)強大的顯示功能,顯示其結(jié)果。我們在開發(fā)國家科委九五攻關(guān)項目“緊缺礦產(chǎn)資源開發(fā)評價系統(tǒng)”中,如前面所述,求出各網(wǎng)格單元的各屬性項的屬性數(shù)據(jù)值(即各變量值),我們知道,地學數(shù)據(jù)是典型的多源空間數(shù)據(jù),它們的量剛不一、形式多樣;既有定量數(shù)據(jù)、又有定性文字描述數(shù)據(jù),因此在數(shù)據(jù)融合前,必須統(tǒng)一量剛、把定性數(shù)據(jù)定量化,然后篩選出獨立、有用的變量(包括綜合變量),選擇相應(yīng)的數(shù)學模型(包括定量模型、定性模型和定量定性混合模型)和模型單元,確定地質(zhì)異常臨界值大小,根據(jù)它對未知單元進行異常圈定和異常評價,利用GIS其顯示結(jié)果。通過GIS空間疊加分析,對其屬性數(shù)據(jù)值的預處理、篩選、數(shù)據(jù)融合,利用GIS管理、顯示,使其結(jié)果的應(yīng)用范圍與利用價值大大提高。

總之,GIS為人類由客觀世界到信息世界的認識、抽象過程以及由信息世界返回客觀世界的利用改造過程的發(fā)展和轉(zhuǎn)化,創(chuàng)造了空前良好的條件和環(huán)境。

地理信息系統(tǒng)論文:淺析環(huán)境地理信息系統(tǒng)的發(fā)展思路

摘要:簡要介紹環(huán)境地理信息系統(tǒng)的概念和它的基本功能,列舉環(huán)境地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用,對國內(nèi)外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究熱點和方向進行闡述并提出發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略和建議。

關(guān)鍵詞:GIS ;環(huán)境地理信息系統(tǒng);空間數(shù)據(jù)庫

一、環(huán)境地理信息系統(tǒng)的概念

環(huán)境地理信息系統(tǒng)( Geographic Information System for Environment ,簡稱EGIS) 是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環(huán)境信息的計算機軟硬件系統(tǒng)。它是GIS 技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的延伸,是GIS 技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、環(huán)境管理技術(shù)等各種環(huán)境信息分析和處理技術(shù)的集成。環(huán)境地理信息系統(tǒng)的主要功能有:

1. 基本功能包括對空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲、編輯,以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區(qū)劃圖、環(huán)境規(guī)劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節(jié)內(nèi)容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區(qū)域的面積。

2. 空間統(tǒng)計分析(Spatial Statistics Analysis) 是指對空間數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。包括各種屬性數(shù)據(jù)的集中特征數(shù)、離散特征數(shù)及其分類分級統(tǒng)計等。

3. 疊加分析(Overlay Analysis) 功能允許兩個或多個圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統(tǒng)計疊加。合成疊加得到一個新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區(qū)域僅顯示共同特征;統(tǒng)計疊加可以統(tǒng)計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息,如利用類型疊置分析獲取新的類型。如土壤圖與植被圖疊置,以分析土壤與植被的關(guān)系,可以計算某一區(qū)域內(nèi)的植被類型的數(shù)量及面積,即通過對同一地區(qū)、相同屬性、不同時間的柵格數(shù)據(jù)的疊置,可以分析由時間引起的變化,通過與所需提取的范圍的疊加運算,快速地進行范圍內(nèi)信息的提取等。

4. 緩沖區(qū)分析(Buffer Analysis) 是GIS 的基本空間操作功能之一。例如,某地區(qū)有危險品倉庫,要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區(qū)分析,結(jié)合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數(shù)等等。

綜上所述,空間分析是地理信息系統(tǒng)軟件的核心,空間統(tǒng)計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為環(huán)境地理信息系統(tǒng)提供了強大的環(huán)境分析功能與廣闊的應(yīng)用空間。隨著其功能的不斷完善和發(fā)展,環(huán)境地理信息系統(tǒng)將為環(huán)境各部門提供一個功能強大的空間信息服務(wù)和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。

二、環(huán)境地理信息系統(tǒng)的具體應(yīng)用

由于環(huán)境地理信息系統(tǒng)具有強大的信息服務(wù)和管理功能,具有廣泛的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在兩個方面,一是它可以應(yīng)用在環(huán)境管理的各個環(huán)節(jié),如區(qū)域環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)督管理、區(qū)域環(huán)境監(jiān)測及環(huán)境評價研究等;二是它可以廣泛應(yīng)用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應(yīng)用。

1. 電子地圖使環(huán)境管理工作變得輕松直觀

由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接,改變了傳統(tǒng)的信息管理方法,地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動態(tài)的電子地圖,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使環(huán)境主管部門對各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測點位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關(guān)系等信息。可以對各種環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合的統(tǒng)計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進行展示,為環(huán)境決策提供科學快捷的支持。

2. 強大的環(huán)境規(guī)劃手段

區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是EGIS 應(yīng)用發(fā)展的重點領(lǐng)域之一,目前基于EGIS 的環(huán)境規(guī)劃模型還處于深化研究階段,將環(huán)境應(yīng)用模型與GIS 集成為一體,可以為環(huán)境規(guī)劃提供更強大的技術(shù)手段。由于應(yīng)用EGIS 能夠更好地考慮和評價建設(shè)項目對環(huán)境的影響,因此在建設(shè)項目的環(huán)境評價中得到廣泛應(yīng)用。

3. 危險物運輸管理

借助GIS 的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉(zhuǎn)移運輸線路進行優(yōu)化選擇,能避開人口集中居住區(qū)、飲用水源地等環(huán)境敏感區(qū)域制定運輸計劃。并可以通過GPS 對危險物的運輸線路進行實時監(jiān)控。

4. 環(huán)境模型模擬分析

環(huán)境模型在環(huán)境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發(fā)生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據(jù)。常用的模型主要有大氣擴散模型、1 維水污染擴散模型、2 維水污染擴散模型等等,實現(xiàn)各種模型的模擬結(jié)果的生成、2 維和3 維的顯示等功能。

5. 為數(shù)字環(huán)保提供技術(shù)平臺

數(shù)字環(huán)保是最近提出來的終極環(huán)境管理系統(tǒng),它是繼數(shù)字地球概念提出以后,環(huán)保領(lǐng)域提出的新概念,它將是未來十年環(huán)保領(lǐng)域信息化建設(shè)的終極方向,EGIS 作為數(shù)字環(huán)保的基礎(chǔ)平臺,將能夠為用戶提供實時動態(tài)環(huán)境信息服務(wù),也能夠為環(huán)境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環(huán)境狀況,提高人民生活水平。三、國外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究重點

1. 數(shù)據(jù)采集的技術(shù)比選

當前環(huán)境管理決策要求EGIS 提供的數(shù)據(jù)種類及其范圍都在不斷擴大,同時信息采集技術(shù)也有了很大的發(fā)展,包括GPS 技術(shù)、視頻技術(shù)、高清晰衛(wèi)星圖像、實時環(huán)境監(jiān)測技術(shù)等等。這些實時信息采集系統(tǒng)都有很多傳感器,包括空氣質(zhì)量、溫度、氣壓及水質(zhì)等等。如最近微軟公司正在基于Virtual Earth開發(fā)一項新技術(shù),用戶可以在地圖上搜索大量的實時信息,如道路擁堵情況、天氣狀況、空氣質(zhì)量,甚至是汽油價格等等實時信息,這需要大量的傳感器采集空間及其相關(guān)的實時信息,這無疑會推動更多的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

的開發(fā)。

2. EGIS 與環(huán)保信息化之間如何協(xié)調(diào)發(fā)展可以預計未來五年內(nèi)EGIS 將會與環(huán)境信息化越來越緊密地集成起來,發(fā)揮良好的社會經(jīng)濟效益,大大提高現(xiàn)有的環(huán)境管理與決策水平。二者的緊密集成還需要研究以下問題:

1. 制定所需空間數(shù)據(jù)及環(huán)境數(shù)據(jù)的標準,以保障系統(tǒng)的擴展性與兼容性;

2. 空間數(shù)據(jù)的獲取渠道以及更新途徑,以保障系統(tǒng)的可用性及性;

3. 研究以何種方式進行有效集成,并分析這種方式的可行性;

4. 研究環(huán)境信息與空間信息及其分析、模擬結(jié)果的綜合表現(xiàn)方式;

5. 建立示范項目以便分析和測試集成的效果。

3. 海量空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)

隨著空間信息與環(huán)境信息的積累,EGIS 的數(shù)據(jù)庫的維護會變得越來越重要,新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)可能會使數(shù)據(jù)量以幾何級數(shù)增長,海量數(shù)據(jù)的存儲與維護是要繼續(xù)研究的課題。如:采用什么技術(shù)來實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的更新與歷史數(shù)據(jù)的備份? 如何實現(xiàn)新舊空間數(shù)據(jù)的合并和統(tǒng)一? 如何利用數(shù)據(jù)挖掘與信息抽取技術(shù)來更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)的利用價值? 遙感數(shù)據(jù)如何才能得到有效的利用? 等等。

四、發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略探討和建議

隨著國外EGIS 技術(shù)的逐漸成熟和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速發(fā)展,建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發(fā)展GIS 的重點領(lǐng)域,從GIS 在我國近幾年的發(fā)展領(lǐng)域也可以看出這種趨勢。當前我國有關(guān)部門已經(jīng)開始著手進行環(huán)境地理信息系統(tǒng)的開發(fā),并進行了一些有益的嘗試,如廣東省環(huán)境信息中心開發(fā)的珠三角水環(huán)境信息管理系統(tǒng)等,但鑒于我國GIS 基礎(chǔ)工作薄弱,特別是基本的空間信息數(shù)據(jù)庫尚未建立,因此EGIS 的開發(fā)費用十分巨大;加上EGIS 的發(fā)展涉及眾多部門和多種技術(shù),因此有關(guān)部門應(yīng)當重視和開展我國EGIS的發(fā)展策略研究。

發(fā)展EGIS 應(yīng)當采用“統(tǒng)一規(guī)劃、注重基礎(chǔ)、緊密跟進、高起點開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展”的發(fā)展策略。

1. 統(tǒng)一規(guī)劃。由于EGIS 的發(fā)展不但涉及眾多環(huán)境部門,還包括與其他各級政府管理部門(如土地管理、環(huán)保、環(huán)境管理等部門) 之間的信息交流;同時又涉及多種信息技術(shù),而信息技術(shù)發(fā)展的速度十分迅速,為了降低空間數(shù)據(jù)資源采集和管理的成本,為了適應(yīng)未來發(fā)展的需要,必須在多方部門的參與下,統(tǒng)一規(guī)劃和構(gòu)建EGIS 的發(fā)展框架。

2. 注重基礎(chǔ)。由于我國GIS 發(fā)展基礎(chǔ)薄弱,數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是系統(tǒng)生命力的關(guān)鍵,失去了完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐,系統(tǒng)的功能再強大也不能發(fā)揮其作用,因此要在統(tǒng)一規(guī)劃的思路和明確的發(fā)展框架下,不斷加強基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)庫的積累與建設(shè)。

3. 緊密跟進、高起點開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展。在技術(shù)上緊密跟進國外先進的GIS 技術(shù),高起點進行系統(tǒng)開發(fā),與我國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度相協(xié)調(diào),共同發(fā)展適合我國國情的EGIS。

當前我國各地許多部門雖然已經(jīng)開展了EGIS的研究與開發(fā),但這些開發(fā)均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數(shù)據(jù)交流和共享,加上沒有全國性的EGIS 發(fā)展框架和數(shù)據(jù)標準,數(shù)據(jù)的通用性將成為

影響EGIS 開發(fā)的關(guān)鍵因素,建議有關(guān)部門及時組織開展EGIS 發(fā)展體系和框架標準的研究。

五、結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)是近二十年來迅速發(fā)展的信息技術(shù)的重要組成部分,它的應(yīng)用已經(jīng)從早期的礦產(chǎn)資源管理拓展到與空間地理相關(guān)聯(lián)的更廣泛的領(lǐng)域,特別是在環(huán)境領(lǐng)域,原有的多種環(huán)境信息處理技術(shù)(環(huán)境模型、環(huán)境規(guī)劃分析) 正在與地理信息系統(tǒng)融合,逐漸形成具有強大功能并具有環(huán)境特征的地理信息管理系統(tǒng),即環(huán)境地理信息系統(tǒng)( EGIS) 。它將成為各個環(huán)境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統(tǒng)的信息處理方式。可以說它是環(huán)境管理進入信息時代的標志。

地理信息系統(tǒng)論文:基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)思

〖摘要〗測繪工作是為國民 經(jīng)濟 建設(shè)服務(wù)的一項基礎(chǔ)性、前期性和公益性的工作。測繪技術(shù)的 發(fā)展 ，給測繪管理工作提出了新的課題。傳統(tǒng)的測繪管理 方法 （包括行業(yè)管理、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、測繪資料管理及對外提供服務(wù)等）已不能滿足 現(xiàn)代 技術(shù)發(fā)展的需要。本文就利用 計算 機技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)、辦公自動化技術(shù)及gis技術(shù)建設(shè)省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的有關(guān) 問題 提出作者的初步見解。

關(guān)鍵詞 基礎(chǔ) 地理信息系統(tǒng)

1 引言

隨著 電子 技術(shù)、計算機技術(shù)及現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，gps技術(shù)給傳統(tǒng)的大地測量技術(shù)帶來了革命性的變化。數(shù)字攝影測量技術(shù)使傳統(tǒng)的航測技術(shù)產(chǎn)生了根本的變革。以gis、gps、rs為代表的3s的技術(shù)給測繪業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。國家測繪局以發(fā)展數(shù)字化測繪技術(shù)為起點，以推廣3s技術(shù) 應(yīng)用 為龍頭，先后在四川、北京、黑龍江、陜西、湖北、廣東、海南等地建立七個數(shù)字化測繪技術(shù)生產(chǎn)示范基地，并將發(fā)展地理信息產(chǎn)業(yè)確定為測繪行業(yè)的發(fā)展方向和歸宿，1995年底，國家基礎(chǔ)地理信息中心正式成立，同時在原來技術(shù)工作的基礎(chǔ)上，開始籌建國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。

廣西地區(qū)的gis技術(shù)應(yīng)用屬全國較早的省份之一，北海市規(guī)劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規(guī)劃局等均已建立或正在建設(shè)自己的地理信息系統(tǒng)。在測繪系統(tǒng)，3s技術(shù)應(yīng)用起步雖然較晚，但經(jīng)過各方面的共同努力，進步很快。以廣西測繪局為代表的數(shù)字化測繪生產(chǎn)技術(shù)已基本形成生產(chǎn)規(guī)模，gps應(yīng)用技術(shù)已比較成熟，廣西綜合區(qū)情地理信息系統(tǒng)建設(shè)工作進展順利，其它專題gis技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用正在起步，數(shù)字攝影測量技術(shù)將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應(yīng)用。

測繪技術(shù)的發(fā)展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業(yè)管理、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、測繪產(chǎn)品（成果、資料）管理及對外提供服務(wù)等，無論從哪方面來說，傳統(tǒng)的管理方法均不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。形勢的發(fā)展對基礎(chǔ)地理信息提出了迫切要求[liu1][1] 。利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)及gis技術(shù)，建設(shè)廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，必須提到議事日程。本文就有關(guān)問題提出作者的初步見解，以期拋磚引玉，引起討論，推動此項工作的健康而又快速地發(fā)展。

2 廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

一個省級的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)不是簡單的計算機軟硬件系統(tǒng)，而是基礎(chǔ)測繪管理工作的重要 內(nèi)容 ，必須有相應(yīng)的行政管理體系與技術(shù)標準體系與之配套。因此，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)主要由計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境、技術(shù)標準體系、管理體系、數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成。

2.1 計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)將以廣西基礎(chǔ)地理信息中心作為網(wǎng)絡(luò)中心，其它各測繪院、機關(guān)、測繪管理處、質(zhì)量檢查站等為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，構(gòu)成一個c/s網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硬件以微機為主，網(wǎng)絡(luò)中心使用部分服務(wù)器及工作站，外圍設(shè)備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數(shù)字化儀等。

2.2 軟件環(huán)境

系統(tǒng)軟件采用技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的軟件，如unix、windos95、windows nt及數(shù)據(jù)庫管理軟件。基礎(chǔ)軟件平臺應(yīng)選擇國產(chǎn)軟件，這對于將來的應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)安全及促進我國地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均具有重要意義；在 目前 國產(chǎn)軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業(yè)軟件（如arc/info,genamap等），但需要保障數(shù)據(jù)將來能移植到國產(chǎn)軟件平臺。應(yīng)用軟件（數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產(chǎn)化軟件，如武漢測繪 科技 大學的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)virtuozo及測量平差軟件包、

3 廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)方針

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)擬本著“總體設(shè)計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統(tǒng)（gis）技術(shù)、辦公信息系統(tǒng)（ois）技術(shù)、 計算 機 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)以及多媒體技術(shù)等技術(shù)手段，進行系統(tǒng)建設(shè)。同時，系統(tǒng)的建設(shè)要高起點并切合實際，以保障系統(tǒng)有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統(tǒng)建設(shè)強調(diào)以下三個原則：

3.1 實用性

確立以滿足 現(xiàn)代 測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發(fā)，以解決實際 應(yīng)用 問題 為主，這樣容易見效益，也使得系統(tǒng)自身能獲得滾動 發(fā)展 和不斷完善、擴充、更新的能力。

3.2 先進性

當前，國內(nèi)外地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用已取得了一定的經(jīng)驗，因此，本系統(tǒng)的建設(shè)在技術(shù)方案、系統(tǒng)設(shè)計、運行管理等方面應(yīng)具有一定的先進性，系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)應(yīng)采用軟件工程學所倡導的開發(fā)模式及近期的 理論 、技術(shù)和 方法 ，系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)采用可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)流與控制流集成化、軟件功能部件化等近期 分析 設(shè)計方法，同時，考慮到系統(tǒng)的發(fā)展完善，系統(tǒng)的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統(tǒng)的運行管理要有較高的要求，以保障系統(tǒng)具有一定的先進性和較長的生命周期。

3.3 可擴展性

根據(jù)客觀情況，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)將是一個不斷完善、逐步提高的長期發(fā)展過程，這樣就要求系統(tǒng)具有較強的可擴展性。

事實上，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)：廣西測繪局全局的數(shù)字化測繪生產(chǎn)已基本形成規(guī)模，計算機的使用已比較普遍，局屬各單位基本上都建立了自己的局域網(wǎng)，各級領(lǐng)導對此已有一定的認識，1996年成立的廣西基礎(chǔ)地理信息中心已經(jīng)從整體上考慮這方面的有關(guān)問題。只要領(lǐng)導重視，各方面共同努力，此項工作會取得較快的進展。

4 須重點考慮的幾個問題

廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，在技術(shù)方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設(shè)計、急用優(yōu)先、重點優(yōu)先、成熟優(yōu)先、分步實施”的建設(shè)方針，系統(tǒng)建設(shè)工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：

4.1 經(jīng)費投入問題

系統(tǒng)建設(shè)需要大量的經(jīng)費投入。一方面，廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)測繪項目，部分經(jīng)費可從基礎(chǔ)測繪經(jīng)費中投入。另一方面，系統(tǒng)建設(shè)工作屬科研項目，應(yīng)投入部分科研經(jīng)費。部分專題數(shù)據(jù)庫建庫經(jīng)費可從專題經(jīng)費中解決（如9202工程）。類似如地名數(shù)據(jù)庫、境界數(shù)據(jù)庫這樣的專題建設(shè)費用可聯(lián)合其它有關(guān)部門共同解決。

4.2 管理問題

現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展給測繪管理工作提出的挑戰(zhàn)是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。廣西基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，必定給測繪局乃至測繪系統(tǒng)的行政管理、生產(chǎn)、質(zhì)量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現(xiàn)在的模擬產(chǎn)品方式向數(shù)字化產(chǎn)品方式過渡，再如數(shù)字攝影測量技術(shù)將使現(xiàn)在航測生產(chǎn)方法徹底改變，在相當長的一段時期內(nèi)，模擬測繪產(chǎn)品與數(shù)字化測繪產(chǎn)品并存等等，其中有一系列問題需要 研究 和探討。

4.3 人才問題

技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用離不開高素質(zhì)的技術(shù)人才。測繪行業(yè)過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用一方面可鍛煉和培養(yǎng)人才，另一方面可吸引人才，給技術(shù)人才以用武之地。

4.4 數(shù)據(jù)版權(quán)問題

模擬的測繪產(chǎn)品版權(quán)問題較好解決。受 法律 不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的 影響 ，數(shù)字化測繪產(chǎn)品的版權(quán)問題亟待解決，因為數(shù)字化產(chǎn)品一經(jīng)提供，可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題，除了法律外，還需要制定一系列的管理規(guī)章制度，如“數(shù)據(jù)審查制度”，當項目設(shè)計者提交設(shè)計成果時，同時應(yīng)提交所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來源證明，以限制數(shù)據(jù)的非法使用。

4.5 數(shù)據(jù)更新與數(shù)據(jù)版本管理問題

為滿足國民 經(jīng)濟 建設(shè)的需要，必須定期更新數(shù)據(jù)，保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。數(shù)據(jù)更新后， 歷史 數(shù)據(jù)仍須保存。因此必須建立一套有效的數(shù)據(jù)版本管理機制，確保有效數(shù)據(jù)能長期保存，又避免不必要的數(shù)據(jù)冗余。

地理信息系統(tǒng)論文:地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

【摘　要】　從gis基本功能、構(gòu)成特點出發(fā)歸納、總結(jié)gis應(yīng)用的幾個方面，并詳細舉例說明gis在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】　地理信息系統(tǒng)

空間測繪數(shù)據(jù)

數(shù)學模型

1　地理信息系統(tǒng)概念及國內(nèi)外常用的地理信息系統(tǒng)軟件

地理信息系統(tǒng)(geographic information system 簡稱gis)是一項以計算機為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，圍繞著這項技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉性、邊緣性的學科，是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)，在計算機軟硬件支持下，它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實體及相互關(guān)系。通過對多因素的綜合分析，它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用需要的信息，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。

目前世界上常用的gis軟件已達400多種。它們大小不一，風格各異。國外較著名的有arc/info，genamap，mge等；國內(nèi)較著名的有map/gis，geostar和citystar等。雖然gis起步晚，但它發(fā)展快，目前已成功地應(yīng)用到一百多個領(lǐng)域。

2　地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外研究應(yīng)用

盡管現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)軟件很多，但對于它的研究應(yīng)用，歸納概括起來有二種情況。一是利用gis系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù)；二是在gis的基礎(chǔ)上，利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件。目前已成功地應(yīng)用到了包括資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個領(lǐng)域。在美國及發(fā)達國家，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用遍及環(huán)境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來，隨我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，加速了地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的進程，在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。下面先從gis理論上提煉和歸納，然后給出應(yīng)用的例子。

1.地理信息系統(tǒng)在地理空間數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用，即以多種方式錄入的地理數(shù)據(jù)，以有效的數(shù)據(jù)組織形式進行數(shù)據(jù)庫管理、更新、維護、進行快速查詢檢索，以多種方式輸出決策所需的地理空間信息。目前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，與gis中數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在對地理空間數(shù)據(jù)的管理上，存在兩個明顯的不足；一是缺乏空間實體定義能力；二是缺乏空間關(guān)系查尋能力，這使得gis 在對空間數(shù)據(jù)管理上的應(yīng)用日趨活躍。如arc／info在公路管理中的應(yīng)用；arc／info在對市政設(shè)施管理中的應(yīng)用。后者如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上綜合疊加地下及地面的八大類管線(包括上水、污水、電力、通訊、燃氣、工程管線)以及測量控制網(wǎng)，規(guī)劃路等基礎(chǔ)測繪信息，形成一個測繪數(shù)據(jù)的城市地下管線信息系統(tǒng)。從而實現(xiàn)了對地下管線信息的的現(xiàn)代化管理。為城市規(guī)劃設(shè)計與管理部門、市政工程設(shè)計與管理部門、城市交通部門與道路建設(shè)部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務(wù)。

2.gis在綜合分析評價與模擬預測中的應(yīng)用。gis不僅可以對地理空間數(shù)據(jù)進行編碼、存儲和提取，而且還是現(xiàn)實世界模型，可以將對現(xiàn)實世界各個側(cè)面的思維評價結(jié)果作用其上，得到綜合分析評價結(jié)果；也可以將自然過程、決策和傾向的發(fā)展結(jié)果以命令、函數(shù)和分析模擬程序作用上這些數(shù)據(jù)上，摸擬這些過程的發(fā)生發(fā)展，對未來的結(jié)果作出定量的和趨勢預測，從而預知自然過程的結(jié)果，對比不同決策方案的效果以及特殊傾向可能產(chǎn)生的后果，以作出決策，避免和預防不良后果的發(fā)生。如gis在焦作東部礦區(qū)煤礦底板突水預報中的應(yīng)用 ；gis在土地信息和土壤保護中的應(yīng)用。后者如美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地gis。該系統(tǒng)通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節(jié)性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等信息，建立了潛在威斯康星地區(qū)的土壤侵蝕模型a=r*k*l*s*c*p，其中a為潛在的土壤侵蝕(面積/年)，r為降雨量，k為侵蝕土壤參數(shù)，l為坡長，s為坡度參數(shù)，c為耕地面積，p為管理參數(shù)。探討了土壤惡化的機理，提出了合理的方案，達到土壤保護的目的，還可以利用它對土地進行長期的動態(tài)研究，避免土質(zhì)的重心惡化。這里把土壤侵蝕模型a=r*k*l*s*c*p作用到與之有關(guān)數(shù)據(jù)，達到綜合分析評價及模擬預測結(jié)果。

3.gis的空間查詢和空間分析功能的應(yīng)用。為了便于管理和開發(fā)地理信息(空間信息和屬性信息)，在建庫時是分層處理的。也就是說，根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)分類，性質(zhì)相同或相近的歸并一起，形成一個數(shù)據(jù)層。這樣gis對單副或多副圖件及其屬性數(shù)據(jù)進行分析和指標量算。這種應(yīng)用以原始圖為輸入，而查詢和分析結(jié)果則是以原始圖經(jīng)過空間操作后生成的新圖件來表示，在空間定位上仍與原始圖一致。因此，也可將其稱為空間函數(shù)變換。這種空間變換包括疊置分析、緩沖區(qū)分析、拓撲空間查詢、空集合分析(邏輯交運算、邏輯并運算、邏輯差運算)。這方面應(yīng)用例子有很多，例如在城市規(guī)劃過程中，對城市中救護車、救火車的分布位置以及行車路線和控制的規(guī)劃；如何安排多路警車

交通路線，以保障在緊急時刻，在任意地方應(yīng)至少能有一輛警車在事發(fā)后最短時間內(nèi)趕到出事地點；在環(huán)境保護方面，對水土流失導致土地資源的破壞進行評價；在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價過程中，對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行客觀地、地評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)；在地學方面，mapgis在油氣勘探中和在成礦預測中的應(yīng)用，解決了肉眼所不能看見的深部構(gòu)造問題和指明礦產(chǎn)的遠景區(qū)。在大都市防震減災系統(tǒng)中的應(yīng)用，1994年的美國洛杉機大地震，就是利用rac／info進行災后應(yīng)急響應(yīng)決策支持，成為大都市利用gis技術(shù)建立防震減災系統(tǒng)的成功范例。日本橫濱大地震后，日本政府決定利用gis技術(shù)建立更好的能快速響應(yīng)的防震減災系統(tǒng)。日本建筑署建設(shè)研究所、nasda等政府機構(gòu)在聯(lián)合國區(qū)域發(fā)展支持下，建立了防震減災應(yīng)急系統(tǒng)，選用arc／info對橫濱大地震的震后影響作出評估，建立各類數(shù)字地圖庫，如地質(zhì)、斷層、倒塌建筑等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應(yīng)急有價值的信息，該系統(tǒng)的建成使有關(guān)機構(gòu)可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應(yīng)，較大程度地減少傷亡和損失。在野生動植物保護中的應(yīng)用，世界野生動物基金會(wwf)采用gis軟件arc/info作為“老虎與人類”保護項目的主要技術(shù)工具。利用arc/info空間分析功能，wwf已找到新的方法來幫助世界較大的貓科動物改變它目前瀕于滅種的境地。

4.gis的輸出功能在地圖制圖中的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)的發(fā)展是從地圖制圖開始的，因而gis的主要功能之一用于地圖制圖，建立地圖數(shù)據(jù)庫。與傳統(tǒng)的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比，利用gis建立起地圖數(shù)據(jù)庫，可以達到一次投入、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題，如行政區(qū)劃圖、土地利用圖、道路交通圖等等。更重要的是由于gis是一種空間信息系統(tǒng)。它所制作的圖也能夠反映一種空間關(guān)系，可以制作多種立體圖形，而制作立體圖形的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)就是數(shù)字高程模型。在地圖的輸出中，mapgis達到世界先進水平。

5.運用gis系統(tǒng)，建立起專題信息系統(tǒng)和區(qū)域信息系統(tǒng)。專題信息系統(tǒng)如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)、草場資源信息系統(tǒng)、水土流失信息系統(tǒng)和目前上海正在建立長途電信局gis系統(tǒng)等等。這類信息系統(tǒng)具有有限目標和專業(yè)特點，系統(tǒng)數(shù)據(jù)項的選擇和操作功能是為特定的專門目的服務(wù)。區(qū)域信息系統(tǒng)如加拿大國家信息系統(tǒng)、美國oakridge地區(qū)模式信息系統(tǒng)等等。這類信息系統(tǒng)主要以區(qū)域綜合研究和的信息服務(wù)為目標，可以有不同的規(guī)模，其特點是數(shù)據(jù)項多，功能齊全，通常具有較強的開放性。這兩種信息系統(tǒng)與上述四種gis應(yīng)用或多或少有重疊處，但這里強調(diào)的是完整性、系統(tǒng)性、故與它們分開討論。

6.地理信息系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結(jié)合的應(yīng)用。遙感數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)重要信息源。其實目前大多數(shù)gis系統(tǒng)已揉進圖像處理功能，并把它作為其一個子模塊。這種應(yīng)用如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局gis實時服務(wù)，為戰(zhàn)爭需要在工作站上建立了gis與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動影像匹配和自動目標識別技術(shù)處理，處理衛(wèi)星和高低偵察機實時獲得戰(zhàn)場數(shù)字影像，及時地將反映戰(zhàn)場現(xiàn)狀的正射影影像疊加到數(shù)字地圖上，數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時的實時服務(wù)。

7.應(yīng)用gis一些二次開發(fā)函數(shù)庫開發(fā)出具有特定功能軟件系統(tǒng)。如國家九五攻關(guān)項目“緊缺金屬資源快速勘察評價系統(tǒng)”，這個系統(tǒng)中，分為地質(zhì)變量信息提取模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、物探數(shù)據(jù)處理模塊、圖像處理模塊、綜合預測模塊等，其中地質(zhì)變量信息提取模塊使用了mapgis中基本輸入函數(shù)、空間功能分析函數(shù)，目前這個系統(tǒng)已初具皺形。

8.gis中屬性數(shù)據(jù)的綜合及融合。在現(xiàn)有的gis中，屬性數(shù)據(jù)只是用于檢索和查詢，或進行簡單的統(tǒng)計，難以深入的分析，難以發(fā)掘隱含在其中的模式和規(guī)律。在眾多項的屬性數(shù)據(jù)中，有時將幾個屬性項的屬性數(shù)值加以綜合，構(gòu)成一個具有某領(lǐng)域特定意義的新屬性項新屬性值，這種綜合不是綜合前屬性數(shù)據(jù)值的簡單反映，也不是它們的孤立集合，而是經(jīng)過某領(lǐng)域研究人員深思熟慮的綜合分析，用數(shù)量表示某領(lǐng)域問題的綜合概念和結(jié)果特征。國家科委九五攻關(guān)項目“緊缺礦產(chǎn)資源開發(fā)評價系統(tǒng)”中，我們對研究區(qū)進行合理網(wǎng)格大小劃分后，利用gis空間分析功能，求得每個網(wǎng)格單元的各地層、巖體、脈體的面積及相應(yīng)的面積百分數(shù)、各斷裂的長度、方向等眾多的屬性數(shù)值，在此基礎(chǔ)上，我們用具有特定意義數(shù)學模型計算出三個綜合屬性值，分別為相對熵、斷裂的優(yōu)益度和中心對稱度。用相對熵來考查圍巖蝕變組合特征與礦化的關(guān)系；在以構(gòu)造為主要控礦因素的內(nèi)生礦產(chǎn)中，用斷裂的優(yōu)益度來評價每個網(wǎng)格單元是否有利儲礦；用中心對稱度來研究和圈定古火山機構(gòu)、小型等軸狀隱伏侵入體等具有放射狀斷裂體系的環(huán)形構(gòu)造。

數(shù)據(jù)融合的概念始于70年代，但直接促其迅速發(fā)展的是進入90年代以后，最初以軍事應(yīng)用為目的的數(shù)據(jù)融合技術(shù)現(xiàn)今亦用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)。我們在開發(fā)國家

科委九五攻關(guān)項目“緊缺礦產(chǎn)資源開發(fā)評價系統(tǒng)”中，引進數(shù)據(jù)融合技術(shù)，融合gis的屬性數(shù)據(jù)，進行地質(zhì)異常單元的圈定與評價。利用gis對空間數(shù)據(jù)強大的顯示功能，顯示其結(jié)果。我們在開發(fā)國家科委九五攻關(guān)項目“緊缺礦產(chǎn)資源開發(fā)評價系統(tǒng)”中，如前面所述，求出各網(wǎng)格單元的各屬性項的屬性數(shù)據(jù)值(即各變量值)，我們知道，地學數(shù)據(jù)是典型的多源空間數(shù)據(jù)，它們的量剛不一、形式多樣；既有定量數(shù)據(jù)、又有定性文字描述數(shù)據(jù)，因此在數(shù)據(jù)融合前，必須統(tǒng)一量剛、把定性數(shù)據(jù)定量化，然后篩選出獨立、有用的變量(包括綜合變量)，選擇相應(yīng)的數(shù)學模型(包括定量模型、定性模型和定量定性混合模型)和模型單元，確定地質(zhì)異常臨界值大小，根據(jù)它對未知單元進行異常圈定和異常評價，利用gis其顯示結(jié)果。通過gis空間疊加分析，對其屬性數(shù)據(jù)值的預處理、篩選、數(shù)據(jù)融合，利用gis管理、顯示，使其結(jié)果的應(yīng)用范圍與利用價值大大提高。

總之，gis為人類由客觀世界到信息世界的認識、抽象過程以及由信息世界返回客觀世界的利用改造過程的發(fā)展和轉(zhuǎn)化，創(chuàng)造了空前良好的條件和環(huán)境。

地理信息系統(tǒng)論文:多媒體技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘　要　將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題是：如何有效地管理多媒體數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)；其次，在區(qū)域分析過程中，怎樣實現(xiàn)多媒體播放功能.指出用擴充的關(guān)系數(shù)據(jù)模型作為多媒體數(shù)據(jù)模型較適宜；多媒體功能的實現(xiàn)則取決于多媒體數(shù)據(jù)的格式是否為riff格式以及對多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求.展示了多媒體技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用前景.

關(guān)鍵詞　多媒體技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)，區(qū)域分析，數(shù)據(jù)模型.

現(xiàn)今由于多媒體技術(shù)的迅速崛起和高速發(fā)展，越來越多的應(yīng)用軟件都大量使用了多媒體技術(shù).如果將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)(geographic information system，簡稱gis)軟件中，勢必大大增強gis信息的表現(xiàn)能力，擴大gis的應(yīng)用領(lǐng)域.那么怎樣將多媒體技術(shù)應(yīng)用于gis軟件中呢我們認為應(yīng)從兩方面來設(shè)計：其一是怎樣將多媒體數(shù)據(jù)溶于gis數(shù)據(jù)庫中，并保障提供gis軟件的雙向檢索及各種分析功能；其二是在應(yīng)用過程中，怎樣實現(xiàn)多媒體的播放功能.以下就這兩個內(nèi)容及其應(yīng)用前景談?wù)勎覀兊目捶?

1　多媒體數(shù)據(jù)的有效管理

通常，應(yīng)用軟件中的多媒體數(shù)據(jù)有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數(shù)字化到數(shù)據(jù)庫當中，播放時從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)；另一種是播放時，邊生成邊播放.而gis軟件中的數(shù)據(jù)庫又分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，即我們可根據(jù)媒體數(shù)據(jù)的特性或應(yīng)用軟件的要求將多媒體數(shù)據(jù)分別溶于空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫中.

1.1　gis數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理

1.1.1　gis空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理　目前，多數(shù)gis應(yīng)用軟件所能描述的空間目標都是靜態(tài)的，實際上，很多gis所要表達和研究的空間目標都不會是一成不變的，因此，gis研究者已廣泛關(guān)注能對時空過程和時空目標進行描述和分析的時態(tài)gis(temporal gis).時態(tài)gis的組織核心是時空數(shù)據(jù)庫，即設(shè)計一個合理的時空數(shù)據(jù)模型是建立時態(tài)gis的關(guān)鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態(tài)gis產(chǎn)品的時空數(shù)據(jù)模型，一但時空數(shù)據(jù)模型的研究有所突破，不僅能解決時態(tài)gis的應(yīng)用問題，還將解決空間數(shù)據(jù)庫中動畫數(shù)據(jù)的管理問題，即可通過使用動畫技術(shù)來實現(xiàn)在屏幕上動態(tài)播放時空過程.如動態(tài)顯示衛(wèi)星云圖的變化情況、地殼變動情況、森林沙化和城市化情況以及海岸或河灘的侵蝕或淤積變化情況等.

有關(guān)時空數(shù)據(jù)模型，張祖勛［1］提出使用分級索引方法來對基本修正法進行改進.這種方法就是不存貯研究區(qū)域中每個狀態(tài)的全部信息，而只存貯某個時間的數(shù)據(jù)狀態(tài)(稱為基態(tài))以及相對于基態(tài)或鄰近狀態(tài)的變化量.在此基礎(chǔ)上，建立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數(shù)據(jù).

要使用這種建索引的基本修正法，需要考慮兩個問題，一個是如何建立索引；另一個是如何設(shè)計用來描述兩個狀態(tài)變化量的差文件.

關(guān)于建索引的問題，筆者認為：基態(tài)，亦a,b,c,d分別表示時態(tài)gis的4個時期；t.時間軸；t0,t1,…,tn分別表示 時態(tài)在gis某個時期的n+1個時態(tài)，其中tn為基態(tài)，即“現(xiàn)在”時態(tài) 一次數(shù)據(jù)狀態(tài)——“現(xiàn)在”時態(tài)總是變化的，每產(chǎn)生一個新的現(xiàn)在時態(tài)，就應(yīng)生成一個現(xiàn)在時態(tài)與前一次時態(tài)的差文件，同時根據(jù)現(xiàn)在時態(tài)所處的時間位置來決定是否產(chǎn)生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當n為2i(i=2,3,…)的整數(shù)倍時，就需產(chǎn)生tn-2i～tn的索引差文件.相應(yīng)地為了減少索引差文件所占的存貯空間，而又不影響對任一時態(tài)的檢索速度，可將tn-2i+1～tn-2i的索引差文件刪掉，所刪的索引名文件個數(shù)正好比新建的索引差文件個數(shù)少一個.

關(guān)于差文件，筆者認為在設(shè)計中應(yīng)考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態(tài)的目標信息進行異或而產(chǎn)生的，這意味著差文件包含有兩類目標信息：一類是前一時態(tài)有而后一時態(tài)無的目標信息；另一類是前一時態(tài)無而后一時態(tài)有的目標信息.為了能根據(jù)差文件快速、連續(xù)地由一個狀態(tài)到過去另一狀態(tài)或最近另一狀態(tài)進行檢索，應(yīng)在差文件中將這兩類目標信息予以標識區(qū)分.(2)兩個狀態(tài)之間目標變化應(yīng)是有對應(yīng)關(guān)系的，即01(目標從無到有)；10(目標從有到無)；1n(目標從一個變成多個)；n1(目標從多個變成一個)，以及目標空間信息無變化，屬性信息有變化；目標局部空間信息有變化等.為了能進行快速檢索，在差文件中應(yīng)將兩類各目標之間的對應(yīng)關(guān)系予以標明，當然，這會增加差文件生成過程的復雜性.(3)和所有地圖數(shù)據(jù)庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關(guān)系信息組成，差文件中應(yīng)將每個目標這3種信息之間的關(guān)系予以標明.

1.1.2　gis屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理　有些gis的應(yīng)用中，認為多媒體數(shù)據(jù)是一種特殊的專題屬性數(shù)據(jù).怎樣選擇多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型，使得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數(shù)據(jù)的聯(lián)系，是多媒體技術(shù)在gis應(yīng)用中的關(guān)鍵所在.

目前，多數(shù)gis屬性數(shù)據(jù)庫使用的是關(guān)系模型.為能將關(guān)系模型應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，就必須對現(xiàn)有的關(guān)系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數(shù)據(jù)，也能處理非格式化數(shù)據(jù).楊學良［2］就這個問題提出了3種技術(shù)策略：將多媒體數(shù)據(jù)文件名作為關(guān)系中元組某列(或?qū)傩?；將每個元組作為一個完整文件保存；元組中存貯格式化數(shù)據(jù)以及非格式化數(shù)據(jù)的引用項，而非格式化數(shù)據(jù)單獨存貯.

對比這3種技術(shù)策略，及時種技術(shù)策略方法簡單、容易實現(xiàn)，適宜于對多媒體數(shù)據(jù)進行播放.第二、三種技術(shù)策略雖然能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)控制和恢復，以及實現(xiàn)對多媒體數(shù)據(jù)進行編輯和拮取的應(yīng)用，但由于此兩種技術(shù)策略將每個元組所對應(yīng)的空間目標的專業(yè)屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應(yīng)用程序設(shè)計的復雜性，又不利于那些只需使用空間目標的專業(yè)屬性的一些應(yīng)用的實現(xiàn).為此，我們認為，在及時種技術(shù)策略的基礎(chǔ)上，增加一個或多個屬性項，用于存放多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，當我們需要對多媒體數(shù)據(jù)文件進行特殊應(yīng)用時，可根據(jù)文件信息和數(shù)據(jù)流信息對多媒體數(shù)據(jù)文件進行操作.

1.2　gis區(qū)域分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成

多媒體數(shù)據(jù)生成的另一種方式是在gis應(yīng)用中，邊統(tǒng)計、分析運算，邊生成結(jié)果數(shù)據(jù)——多媒體數(shù)據(jù).

1.2.1　空間分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成　空間分析是一組分析結(jié)果依賴于所分析對象的位置信息技術(shù)［3］，因此，空間分析要求獲得目標的空間位置及其屬性描述兩方面信息.空間分析主要有：地形分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析等.

為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結(jié)果，我們可用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn).所謂虛擬現(xiàn)實［4］是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，即構(gòu)成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，使用者通過專門的設(shè)備可在這個環(huán)境中實現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術(shù)來觀察地形分析或網(wǎng)絡(luò)分析得到的空間效果，使用者可用交互操作的方式來控制自己與觀察對象的角度、距離以及光照等，使觀察對象隨使用者的操作而動態(tài)旋轉(zhuǎn).此時以動畫形式顯示的媒體數(shù)據(jù)隨使用者的操作產(chǎn)生并顯示.

1.2.2　統(tǒng)計分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成　統(tǒng)計分析就是用數(shù)理統(tǒng)計方法開展區(qū)域分析.數(shù)理統(tǒng)計方法主要有：統(tǒng)計特征值、研究兩種或多種地理現(xiàn)象之間的相關(guān)分析，通過一組實際觀測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)變量之間因果關(guān)系的回歸分析，以及主成分分析等.

為了更加形象化，我們可以將數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果以直方圖、曲線、曲面或區(qū)劃圖表示，甚至可以將重要的部分以醒目的顏色、特殊的符號或閃爍的顯示形式來告訴使用者，還可以配上解說詞，以增加系統(tǒng)的感染力，而表現(xiàn)這些現(xiàn)象的媒體數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計分析之后由系統(tǒng)自動生成并播放的.

2　gis應(yīng)用系統(tǒng)中多媒體功能的實現(xiàn)

在gis應(yīng)用軟件中進行多媒體功能實現(xiàn)，首先是受gis應(yīng)用軟件自身開發(fā)平臺的限制.多數(shù)情況下，gis應(yīng)用軟件的多媒體開發(fā)平臺宜選擇編程語言，如vc++，vb或bc++等，以利于和gis應(yīng)用軟件相結(jié)合.一旦多媒體開發(fā)環(huán)境確定下來，那么怎樣實現(xiàn)區(qū)域分析中多媒體功能

2.1　空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的播放

由前所述，空間數(shù)據(jù)庫中存貯的多是各期間的時空數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與mci所能接受的多媒體文件格式riff(resource interchange file format)不同，所以應(yīng)用程序不能直接調(diào)用mci函數(shù)和api函數(shù)，必須根據(jù)時態(tài)gis的空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，設(shè)計一個相應(yīng)的動畫播放程序來實現(xiàn)動態(tài)顯示功能.

下面簡述動態(tài)顯示時態(tài)gis中ti～tj狀態(tài)的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現(xiàn)在時態(tài)).(1)由基態(tài)開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態(tài)信息.(2)顯示ti狀態(tài)信息.(3)根據(jù)ti差文件，擦除ti狀態(tài)有而ti+1狀態(tài)無的信息，顯示ti狀態(tài)無而ti+1狀態(tài)有的信息.(4)i+1i.(5)當i＜j時，轉(zhuǎn)(3)；否則結(jié)束.

如果用上述算法來實現(xiàn)動態(tài)顯示時空過程，還有很多細節(jié)需要設(shè)計.首先，在(1)步驟，從基態(tài)開始，逐級逐步檢索，每檢索到一個狀態(tài)差文件，就需根據(jù)差文件來生成該狀態(tài)信息，直到ti狀態(tài)處；其次，在(3)中，需要用到動畫技術(shù)，擦除前一狀態(tài)信息實質(zhì)為恢復該處顯示內(nèi)容，而顯示后一狀態(tài)信息之前，需保存后一處信息內(nèi)容，再予以顯示新狀態(tài)信息.

2.2　屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用

一般來說，多媒體數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于兩個方面：一個是簡單播放；另一個是對多媒體數(shù)據(jù)進行編輯和拮取.對于前者，只要使用mci函數(shù)或api函數(shù)按屬性數(shù)據(jù)庫中其他屬性的要求進行播放；對于后者，這就要求程序員熟悉多媒體數(shù)據(jù)文件格式riff，根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，通過調(diào)用多媒體文件輸入/輸出函數(shù)來實現(xiàn)多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.

3　多媒體技術(shù)在gis中的應(yīng)用前景

(1)實現(xiàn)資源信息的科學管理，提供信息服務(wù).gis一改為用戶管理提供單一的圖表、數(shù)據(jù)信息形式，而在管理空間信息的同時，對圖形、圖象、視頻、聲音、動畫等形式的信息進行管理和播放，大大增加了信息的表現(xiàn)能力.(2)家庭教育和個人娛樂.將多媒體和gis溶于一身，會豐富教育、娛樂軟件的內(nèi)容及表現(xiàn)手段.比如有關(guān)地理、歷史等課程的教學軟件和娛樂軟件的設(shè)計.(3)銷售和演示信息系統(tǒng).gis和多媒體技術(shù)合為一體的這類系統(tǒng)會比以往的信息系統(tǒng)更具有表現(xiàn)力.比如房地產(chǎn)公司的銷售系統(tǒng)，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環(huán)境及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且可以動態(tài)地刪去當天已售出的房子，給出不同價格等；旅游導游系統(tǒng)，可以在為觀光游客制定導游路線時，就能對不同地方的景點產(chǎn)生身臨其境的感覺.

總之，將多媒體技術(shù)和gis技術(shù)相結(jié)合，是計算機應(yīng)用領(lǐng)域的一個發(fā)展方向，它會改變?nèi)藗兊墓ぷ鳌⑸睢⑺季S方式，推動信息社會的前進.

地理信息系統(tǒng)論文:淺析地理信息系統(tǒng)軟件在房產(chǎn)測繪管理中的應(yīng)用研究

論文 關(guān)鍵詞:房產(chǎn)澈繪 地理信息系統(tǒng)

論文摘要:文中通過對房產(chǎn)測繪管理模式方法的分析，結(jié)合mapg玲介紹了地理信息系統(tǒng)在房產(chǎn)側(cè)繪中的應(yīng)用。

1引言

房產(chǎn)要旗作為一個城市中變化最為活躍，最關(guān)乎人們?nèi)罕娗猩砝娴男畔ⅲ鹆巳藗兊膹V泛關(guān)波。但在目前。美六舫地產(chǎn)日常管理工作仍以傳統(tǒng)的手工模式為主。這種方式成圖周期長、陰形數(shù)據(jù)存儲方式落后，數(shù)據(jù)吏新復雜.在很大程度上造成了房地產(chǎn)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)籍管理的效率地下，20世紀90年代以來，熊內(nèi)逐步開展房產(chǎn)鉻息化建沒，餐內(nèi)很多城市開始建立自己的房產(chǎn)側(cè)繪管理信系統(tǒng)。目前，廈內(nèi)已經(jīng)有，一些房產(chǎn)測繪軟件投人使用，低是隨著房產(chǎn)信月包系統(tǒng)的建立，這些系統(tǒng)己經(jīng)越來越不魏適應(yīng)偏意系統(tǒng)管理的豢婆.gi以g氏嶸招phic她勿”熊扁班姐system，以溉被弓入粼房產(chǎn)nli繪信息系統(tǒng)的建設(shè)中，井取得了廣泛應(yīng)用。隨著房產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的逐步建立與 發(fā)展 ，房產(chǎn)信息系統(tǒng)形成了以gis空間數(shù)據(jù)為支揮豹綜合應(yīng)裘系統(tǒng)，gis空潤數(shù)據(jù)寒是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)和生命，房產(chǎn)測繪是建立和更新g份空間數(shù)據(jù)庫的重要的方法，必須承擔起為信息系統(tǒng)輸送數(shù)據(jù)的使命。因此，本文主要針時gis和房產(chǎn)澎繪管理的特點，對gls在房產(chǎn)側(cè)繪管理中豹應(yīng)用進行探討，主要涉及系統(tǒng)開發(fā)平臺和結(jié)構(gòu)模式、數(shù)據(jù)入庫等方面。

2系統(tǒng)開發(fā)乎臺與結(jié)構(gòu)棋式

2.1蓄房地產(chǎn)信息可以分為拼大類

（1）玲房地產(chǎn)本身的信j包。例如房子的位銳，周圍地理環(huán)境等，

（2)房地產(chǎn)的屬性信息，如房屋建筑建造的年代，勸能，所屬單位等。

房地產(chǎn)信息中有明海的空海分布數(shù)撰，這些空間分布信息的描述和分析，是房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)中的一個重要組成部分。由于具有明確的空間分布特性，房地產(chǎn)信息管理系統(tǒng)必須建立在地理信息系統(tǒng)平臺上。

mapg撼地理信息系統(tǒng)是一個工具型地理信息系統(tǒng)，國產(chǎn)g篇平臺。map以s具備完善的數(shù)愉采集、處理，輸出、建庫、檢索、分析等勸能。其中，數(shù)據(jù)采集手段包括了數(shù)字化、矢蠢化、gps滾人、 電子 平板測圖、開放式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)處理包括編輯、自動拓撲處理、投影、變換、誤差校正、圖框生成、蜜例符號繁飾、建像鑲嵌凳淮等方面的幾百個功能，數(shù)據(jù)轅出既能夠迸行常規(guī)的數(shù)據(jù)交換、打印，也能夠進行版面編排、掛網(wǎng)、分色、印刷出高質(zhì)最的圖件，數(shù)據(jù)瑰庫可建立海直地踢庫‘影像地撰庫、高程模型庫，實現(xiàn)三庫金一;分析功能既包括矢全空絨分析，也包括對遙感影像、dem， 網(wǎng)絡(luò) 等數(shù)據(jù)的常規(guī)分析和專業(yè)分析.mgi不僅功能齊全，而且具有處理大數(shù)據(jù)黨的能力，ma可以輸出印刷越大姨面圖件，各種數(shù)是(如點數(shù)，線數(shù)、結(jié)點數(shù)、區(qū)數(shù)，地蒸庫中的敬模數(shù)等)均可超過20億個，對數(shù)據(jù)最的限制可能是磁盤的存儲容量。ma戶g冷還具有二次開發(fā)能力，提供了豐富的a執(zhí)角數(shù)、c類。組件供二次并發(fā)用戶選鋒。

3嫩據(jù)入庫

房產(chǎn)管理系統(tǒng)中不僅需要房地產(chǎn)的空間數(shù)據(jù)(房子的位置，翼灘地理環(huán)境等)，還需要基本的粼性數(shù)據(jù)，如房魔建筑建造豹年代，功能，所屬單位等。因此，數(shù)據(jù)的入庫必須從屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)兩個方面來考慮。

3.1飛交潤數(shù)據(jù)入庫

空娜數(shù)據(jù)人庫，可級根據(jù)實際鑄緩選擇不同的建庫方案，但是最終的目的都要轉(zhuǎn)換成m人pg 15可以接收的數(shù)據(jù)格式，如對于空間數(shù)據(jù)入庫，可以根據(jù)不同情況選擇下面合適的方法:掃描矢呈化，格式轉(zhuǎn)換扶，直換成毅法二。

3.2之樣性數(shù)據(jù)入庫

屬性數(shù)據(jù)的錄人同空間數(shù)據(jù)的錄入一樣，可以根據(jù)不同的情況選擇不同的方式。如在空間數(shù)據(jù)錄人的方式中已經(jīng)介紹了支接成圖頭，最可以直接存鍺其空澎數(shù)據(jù)和撰性數(shù)據(jù)的，另外，也可以采用格式轉(zhuǎn)換的方法，對已有屬性數(shù)據(jù)的 電子 格式在ma似性庫管理摸塊中導入到數(shù)據(jù)庫中，在空間數(shù)據(jù)入庫的時候也可在mapg扮編輯摸塊或裘性庫管理鎮(zhèn)塊中直接錄人屬性數(shù)據(jù)。

4結(jié)語

房產(chǎn)淵繪管理系統(tǒng)隨著g份應(yīng)用領(lǐng)域的加深而迅速 發(fā)展 起來，月盆g在房產(chǎn)瀚繪管理系統(tǒng)中的r應(yīng)用越來越深入.文中主要結(jié)合mapgis軟件對gls軟件在房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用進行了相關(guān)操討，文中指出了gl軟件平臺在房產(chǎn)測繪管理中豹優(yōu)勢，井對ma羚冷的結(jié)構(gòu)模式和數(shù)據(jù)入庫方式進行了簡要介紹。mapg軟件在房產(chǎn)測繪管理中發(fā)揮著很大作用，但g洛軟件的功能在不斷完善，傳統(tǒng)的乎臺,將向ebg塔發(fā)展，引起房產(chǎn)群繪管理更長延豹進步。

地理信息系統(tǒng)論文:地理信息系統(tǒng)集成平臺框架結(jié)構(gòu)研究

【摘　要】 提出了基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng)集成平臺總體結(jié)構(gòu)，探討了基于元數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成平臺以建立物理上分布而邏輯上集中的分布式地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，提出了應(yīng)用符合3nf范式的關(guān)系數(shù)據(jù)庫進行模型管理的模式，在此基礎(chǔ)上探討了地理信息系統(tǒng)可視化建模工具。

【關(guān)鍵詞】 地理信息系統(tǒng) 集成平臺框架結(jié)構(gòu) gis數(shù)據(jù)集成平臺 gis模型集成平臺 可視化建模工具

1 引 言

近年來，隨著gis應(yīng)用的廣泛和深入建立了一大批地理信息系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和實際的需要，這些分散的系統(tǒng)要求集成運行，以實現(xiàn)信息共享，提高運行效率。在國家“八五”攻關(guān)中就開展了這方面的研究[1，2]，在“九五”攻關(guān)中對系統(tǒng)實用化和運行業(yè)務(wù)化提出了更高的要求。地理信息系統(tǒng)集成的重要性得到普遍的認識[3，4]。

地理信息系統(tǒng)集成可以分為兩個層次，一個是地理信息之間相互關(guān)系的概念層次集成，側(cè)重于地理信息的空間分析；另一個是不同數(shù)據(jù)和模型之間組織和管理的技術(shù)層次集成。本文所指的地理信息系統(tǒng)集成主要指后者意義上的集成。

在計算機集成制造（computer integrated manufacture system， cims）領(lǐng)域，集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或集成平臺的概念得到廣泛的應(yīng)用，集成平臺被認為是實現(xiàn)企業(yè)信息集成、功能集成所需的基本信息處理和通信公共服務(wù)的集合[5]。ibm公司基于系統(tǒng)使能器（enabler）的集成平臺在企業(yè)應(yīng)用中獲得極大成功[6]，中國在cims應(yīng)用中也廣泛使用集成平臺技術(shù)[7]，收到巨大的經(jīng)濟和社會效益。

文獻[8]中作者論述了地理信息系統(tǒng)集成的概念、內(nèi)涵和必要性，地理信息系統(tǒng)集成平臺的功能和特點。本文借鑒cims的經(jīng)驗，結(jié)合信息技術(shù)的新發(fā)展，提出了基于客戶/服務(wù)器的地理信息系統(tǒng)集成總體結(jié)構(gòu)，基于元數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成平臺和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的地理信息系統(tǒng)模型集成平臺和可視化構(gòu)模工具方法。

2 地理信息系統(tǒng)集成分析

回顧地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程，可以看出地理信息系統(tǒng)的集成在技術(shù)上可以分為如下幾種形式：

（1） 同一gis軟件系統(tǒng)不同模塊之間或不同系統(tǒng)之間采用import/export的文本文件交換形式。這是最簡單也是效率低的一種方式，它適用于任意系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和模型集成。

（2） 大型商業(yè)gis軟件如arc/info具有一致的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供二次開發(fā)語言，構(gòu)成軟件開發(fā)平臺。不同模塊之間可以采用二進制進行數(shù)據(jù)交換（如arcedit和arcplot），具有密切關(guān)系的不同gis軟件系統(tǒng)之間也可以采用這種方式（如arc/info和erdas）。在這種模式下用戶除了在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用模型被宿主系統(tǒng)調(diào)用外，其它所有的操作只能建立在這個商業(yè)軟件平臺基礎(chǔ)上，不同的商業(yè)軟件平臺一般無法直接進行數(shù)據(jù)共享和功能互補。

（3） 采用應(yīng)用程序接口（api）的形式進行集成。如arc/info提供rpc接口實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端的通訊，提供arc/info與arcview的集成。同時用戶可以遵循rpc規(guī)范開發(fā)應(yīng)用模塊以實現(xiàn)系統(tǒng)集成。esri提出的分布式計算環(huán)境（distributed computation environment）也是基于api的思想。

（4） 對象連接與嵌入（ole）的自動化功能（automation）提供了對象之間的互操作功能，一些最近開發(fā)的商業(yè)gis軟件如mapinfo公司的maplnfoprofessional和golden soft公司開發(fā)的surfer，都提供ole automation，用戶可以將該軟件作為一個對象嵌入自己的系統(tǒng)。

（5） 最近發(fā)展起來的對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)（ordbms）將空間數(shù)據(jù)作為一種數(shù)據(jù)類型直接集成進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用戶可以在這種平臺上直接管理矢量空間數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)和普通關(guān)系數(shù)據(jù)，可以利用這種數(shù)據(jù)庫平臺的api開發(fā)gis應(yīng)用系統(tǒng)。

（6） opengis組織采用cobra標準，了其簡單特征規(guī)范（simple features specification）1.0版本作為開放地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這無疑是地理信息系統(tǒng)軟件向開放和互操作發(fā)展的重要方向之一，但這種方式需要從底層重新開發(fā)gis軟件，在短期內(nèi)很難直接應(yīng)用于工程實踐。

在以上地理信息系統(tǒng)集成的各種形式中，都存在如下的問題需要解決。

（1） 地理信息采集和應(yīng)用的分布性特點決定了地理信息系統(tǒng)的分布性，地理信息系統(tǒng)集成需要一種分布式空間數(shù)據(jù)管理和分析模型的相互通訊機制。這種機制既可以適應(yīng)在目前比較成熟的基于數(shù)據(jù)文件交換形式（如（1）和（2）），又可以為以后基于api（如（3）和（5））面向?qū)ο蟮牡乩硐到y(tǒng)集成（包括（4）—（6））提供發(fā)展余地。

（2） 地理信息涉及不同的時間、空間和屬性，需要有一種有效的地理數(shù)據(jù)管理的機制，并提供數(shù)據(jù)融合的能力。

（3） 地理分析模型與多種地理數(shù)據(jù)發(fā)生聯(lián)系，不同模型之間有復雜的串并聯(lián)關(guān)系，模型的組織與管理是需要解決的另一個重要問題。

基于以上的分析，本文提出了基于客戶/服務(wù)器機制的地理信息系統(tǒng)集成總體結(jié)構(gòu)，基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫集成平臺和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模型集成平臺，以及在系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫集成平臺、模型集成平臺的基礎(chǔ)上進行可視化建模以輔助空間決策的方法和技術(shù)。

3 基于客戶/服務(wù)器的地理信息系統(tǒng)集成總體結(jié)構(gòu)

近年來，客戶/服務(wù)器（client/sever，c/s）體系結(jié)構(gòu)在分布式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。盡管這種模式至今還沒有一個完整的性定義，但人們對這個概念的基本看法是一致的。在c/s結(jié)構(gòu)下，一個或更多個客戶機和一個或更多個服務(wù)器，以及下層的硬件網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和支撐平臺進程間通信系統(tǒng)，共同組成一個支持分布式計算、分析和表示的系統(tǒng)，在該模式下，應(yīng)用分為前端的客戶部分和后端的服務(wù)器部分。客戶方發(fā)出請求，網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)系統(tǒng)將請求的內(nèi)容傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)請求完成預定的操作，然后把結(jié)果送回客戶。

地理信息系統(tǒng)集成平臺引入客戶/服務(wù)器機制后，可以將地理信息系統(tǒng)集成定義為兩層c/s結(jié)構(gòu)（圖1）。前端用戶和數(shù)據(jù)庫集成平臺、模型庫集成平臺、應(yīng)用模型構(gòu)成第1層c/s結(jié)構(gòu)，集成平臺和應(yīng)用模型與商業(yè)軟件構(gòu)成第2層c/s結(jié)構(gòu)。客戶端負責引導用戶輸入數(shù)據(jù)源、功能要求和模型選擇，以及有關(guān)輸入輸出選擇項，將這些信息提交模型集成平臺服務(wù)器和數(shù)據(jù)集成平臺服務(wù)器。模型集成平臺服務(wù)器負責在模型庫中檢索符合用戶功能要求的模型，并支持模型的組合和建立新的模型，然后將這些模型（包括模型庫中已有的和通過宏語言或api新建的）對數(shù)據(jù)的要求提交數(shù)據(jù)集成平臺服務(wù)器，其功能請求轉(zhuǎn)化為rs服務(wù)器、gis服務(wù)器、rdbms服務(wù)器可以實現(xiàn)的基本操作并提交給這些服務(wù)器。數(shù)據(jù)集成平臺服務(wù)器、rs、gis、rdbms服務(wù)器操作結(jié)果將返回給模型集成平臺服務(wù)器，進而返回給客戶端。

當客戶端有特殊的顯示、制圖要求時，模型集成平臺服務(wù)器將負責根據(jù)用戶的要求調(diào)用其它服務(wù)器來實現(xiàn)；如果客戶端要求將模型運行的結(jié)果進入數(shù)據(jù)庫時，模型集成平臺將向數(shù)據(jù)集成平臺服務(wù)器發(fā)出請求，完成在數(shù)據(jù)庫中的注冊。數(shù)據(jù)集成平臺服務(wù)器除了接收模型集成平臺發(fā)出的請求外，還可以直接響應(yīng)按照時間、空間和屬性信息數(shù)據(jù)查詢的要求，在空間框架的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的融合，數(shù)據(jù)集成平臺的功能也是調(diào)用rs、gis、rdbms服務(wù)器的功能來實現(xiàn)的。模型與數(shù)據(jù)庫之間、模型與模型之間即可以采用import/export的文件交換形式（如arc/info的e00格式等），也為將來全部過渡到api的內(nèi)存交換形式（如dll，ole，activex，cobra等）提供可能。

這種設(shè)計使得系統(tǒng)只考慮軟件的功能而不會過分依賴于具體的軟件平臺，因此系統(tǒng)具有良好的可擴充性，無論采用商業(yè)軟件還是采用國產(chǎn)軟件，只要具有該項功能可以作為服務(wù)器，服務(wù)器軟件類型的變化都不會影響系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于將來采用國產(chǎn)軟件和系統(tǒng)的升級換代。

4 基于元數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成平臺

地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫集成平臺的目的在于形成物理上分布而邏輯上集中的整體數(shù)據(jù)視圖。實現(xiàn)方式可以采用基于元數(shù)據(jù)的方式，也可以采用基于空間開放數(shù)據(jù)庫連接（spatial open database connectivity， s-odbc）的結(jié)構(gòu)化查詢語言（structure query language， sql）和動態(tài)連接庫（dynamic link library， dll）方式，以及基于面向?qū)ο蟮姆绞剑绶植际焦矊ο竽Ｐ停╠istributed common object model， dcom）和公共對象請求結(jié)構(gòu)（common object request broker architecture）等方式[8]。由于大型業(yè)務(wù)化運行的地理信息系統(tǒng)大都建立在商業(yè)軟件的基礎(chǔ)上，很少全部從底層開發(fā)，而目前絕大部分商業(yè)軟件都不支持這些軟件協(xié)議機制。從實用角度出發(fā)，基于元數(shù)據(jù)的集成平臺是一種行之有效的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成模式。

美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（federal geographical data committee， fgdc）制訂了分布式地理信息元數(shù)據(jù)規(guī)范，在地理信息標準化和規(guī)范化方面做了大量的工作。但是，一方面該規(guī)范過于煩瑣，在實際應(yīng)用中很難對該規(guī)范的每一項都有明確的表達，另一方面該規(guī)范主要針對靜態(tài)數(shù)據(jù)集而對動態(tài)交互式應(yīng)用如多源數(shù)據(jù)融合等考慮不足。因此本文設(shè)想，針對地理信息的特點，抽取fgdc的關(guān)鍵內(nèi)容，對每一個具體空間數(shù)據(jù)庫建立一個與之相對應(yīng)的元數(shù)據(jù)記錄，將每一個分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點形成一個與具體空間數(shù)據(jù)集相對應(yīng)的元數(shù)據(jù)庫。根據(jù)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)場地自治的原則，各節(jié)點負責維護本地數(shù)據(jù)庫與元數(shù)據(jù)項的一致和統(tǒng)一。數(shù)據(jù)集成平臺服務(wù)器保存相應(yīng)元數(shù)據(jù)庫的副本，并維持與各接點元數(shù)據(jù)庫的動態(tài)連接。這種方式的概念模式如圖2。