Ⅰ 地理信息技術的應用
地理信息技術
地理信息技術包括——地理信息系統（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統（GPS）和數字地球技術。
地理信息系統
地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念：
1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統，它又由若干個相互關聯的子系統構成，如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等，這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。
2、GIS的操作對象是空間數據，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼，實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息系統的根本標志，也是其技術難點之所在。
3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息，實現地理空間過程演化的模擬和預測。
4、GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數；電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。有的學者斷言，「地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙，那麼，信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門，必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地」。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。
遙感
遙感是以航空攝影技術為基礎，在本世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感，自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後，標志著航天遙感時代的開始。經過幾十年的發展，目前遙感技術已廣泛應用於資源環境、水文、氣象，地質地理等領域，成為一門實用的，先進的空間探測技術。
遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的，它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理，識別地面上各類地物，具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料，並從中獲取信息，經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。
遙感技術主要特點：
1、可獲取大范圍數據資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右，從而，可及時獲取大范圍的信息。
2、獲取信息的速度快，周期短。由於衛星圍繞地球運轉，從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料，以便更新原有資料，或根據新舊資料變化進行動態監測，這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。
3、獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方，自然條件極為惡劣，人類難以到達，如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。採用不受地面條件限制的遙感技術，特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
4、獲取信息的手段多，信息量大。根據不同的任務，遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可採用可見光探測物體，也可採用紫外線，紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內部信息。例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。
全球定位系統
全球衛星定位系統(Globle Positioning System) 是一種結合衛星及通訊發展的技術，利用導航衛星進行測時和測距。全球衛星定位系統(簡稱GPS) 是美國從本世紀70 年代開始研製，歷時20 余年，耗資200 億美元,於1994 年全面建成。具有海陸空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過近十年我國測繪等部門的使用表明，全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等特點,成功地應用於大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、地殼運動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學等多種學科，取得了好的經濟效益和社會效益。
GPS全球衛星定位系統由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛星組成的星座，其中21顆是工作衛星，3顆是備份衛星);地面控制部分—地面監控系統；用戶設備部分—GPS 信號接收機。
1、空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衛星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為採取措施而刻意降低精度後,主要開放給民間使用。
2、地面控制部分
地面控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鍾和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衛星的軌道和時鍾參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS 衛星每天一次,並在衛星離開注入站作用范圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那麼在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。對於導航定位來說，GPS衛星是一動態已知點。星的位置是依據衛星發射的星歷—描述衛星運動及其軌道的 的參數算得的。每顆GPS衛星所播發的星歷，是由地面監控系統提供的。衛星上的各種設備是否正常 工作，以及衛星是否一直沿著預定軌道運行，都要由地面設備進行監測和控制。地面監控系統 另一重要作用是保持各顆衛星處於同一時間標准—GPS時間系統。這就需要地面站監測各顆衛星的時間，求出鍾差。然後由地面注入站發給衛星，衛星再由導航電文發給用戶設備。 GPS工作衛星的地面監控系統包括一個主控站、三個注入站和五個監測站。
3、用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後,即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM存儲器供電,以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。
全球定位系統具有六大特點：第一，全天候，不受任何天氣的影響；第二，全球覆蓋（高達98%）；第三，七維定點定速定時高精度；第四，快速、省時、高效率；第五，應用廣泛、多功能；第六，可移動定位。
數字地球
數字地球是對真實地球及其相關現象統一的數字化重現和認識。其核心思想是用數字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源，並使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關地球的信息，其特點是嵌入海量地理數據，實現多解析度、三維對地球的描述，即"虛擬地球"。通俗地講，就是用數字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環境的時空變化裝入電腦中，實現在網路上的流通，並使之最大限度地為人類的生存、可持續發展和日常的工作、學習、生活、娛樂服務。
嚴格地講，數字地球是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎，以寬頻網路為紐帶運用海量地球信息對地球進行多解析度、多尺度、多時空和多種類的三維描述，並利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質量。
地理信息技術是個比較有專業針對性的科目類別。
近幾年來在地球物理信息技術的應用已經擴展至：高分辨地震勘探、岩石圈地球物理測量和數據處理、油氣藏描述與油氣藏表徵、復雜油氣田物探、地震波場模擬、基於模型的深度域地震成像、地球物理井間電磁測井及層析成像、水資源與工程環境勘查以及非地震探測、海洋地球物理勘察、復雜油氣田物探石油和地球探測信息分析。
總之前途無量哦。
Ⅱ 跨尺度地形資料庫在聯動更新前,需要做什麼處理
記日誌，重要數據備份，必要業務有效性，盡量避免物理刪除，如果要必要，進行並發情況處理。
資料庫(Database)是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的建立在計算機存儲設備上的倉庫。
系統介紹了基礎地理信息跨尺度聯動更新關鍵技術相關的規則體系,通過圖層映射、幾何對應、圖面綜合、要素取捨、關系協調等多套規則的有機結合,實現了變化更新信息的准確提取;同時開展了基於增量的要素編輯與自動化標注的約束性規則研究,並以1∶1萬DLG數據聯動更新1∶5萬DLG數據為例,進行了跨尺度基礎地理信息聯動更新試驗。
Ⅲ 基礎地理數據入庫介面
1.地理底圖類數據管理介面
對於地形圖等地理底圖類矢量數據系統支持本地地圖庫、網路地圖庫、工程文件等方式的組織管理。一般情況下，用戶先要按照MAPGIS地圖庫建庫的要求對矢量數據縱向分圖層、橫向分幅建立本地地圖庫，若需要網路化存儲還需要圖庫管理里的上傳功能將建好的本地地圖庫上傳到到Oracle等大型資料庫中，之後再依據圖庫文件進行管理。
系統支持的地圖庫文件導入介面如下：
首先用戶需要裝入自己已經准備好的地圖庫文件，在系統底圖類數據樹節點上點擊右鍵加入圖庫連接（系統沒有地圖庫編輯功能，用戶必須事先建立好地圖庫文件），如圖4—63所示。接下來在彈出的對話框中選擇要連接的文件即可，如圖4—64所示。添加到系統中的地理底圖類數據將由MAPGIS平台提供的本地數據管理模塊或空間數據管理引擎SDE實現管理功能，包括打開（顯示）、查詢、修改、刪除等。
圖4—63 設置地圖庫連接
圖4—64 選擇地圖庫文件
2.DEM數據入庫介面
系統提供對較大地理范圍內的地形等高線數據，在顧及地形特徵（地形特徵線、特徵點）的條件下，進行DEM快速建模的功能，可對DEM進行單獨的可視化或在DEM約束下進行三維地質建模。此外，系統提供對多幅DEM數據的拼接入庫管理功能，可實現DEM數據多尺度地形數據的集成管理（圖4—65）。
3.遙感影像數據入庫
系統支持本地影像庫和網路影像庫兩種影像數據管理模式。一般情況下，用戶先要將JPG、TIFF等格式的遙感影像數據轉換為MAPGIS MSI格式的影像數據，並進行配准，然後利用系統提供的影像庫建庫工具建立基於本地或網路化存儲的影像庫，網路影像庫是通過MAPGIS SDE中的影像管理功能將影像數據存入Oracle等大型資料庫中進行管理（圖4—66）。
圖4—65 DEM數據建庫
圖4—66 網路影像庫建庫
4.圖件類數據管理介面
系統支持按照MAPGIS工程方式組織的剖面圖、構造地質圖等圖件數據的管理。用戶需要首先建立工程文件並將圖件中點、線、面要素添加到工程中，需要網路化存儲的圖件數據還需要將工程文件中的項目文件通過MAPGIS SDE逐一添加Oracle等大型資料庫中進行，之後可由MAPGIS平台提供的本地數據管理模塊或SDE實現圖件的打開（顯示）、查詢、修改、刪除等。本系統提供的圖件類數據管理介面如下：
（1）創建圖件工程節點。用戶首先要在系統「圖件類數據」父節點上創建所要管理的圖件工程子節點，然後輸入工程名稱並設置工程的地圖參數，如圖4—67、4—68、4—69所示。
圖4—67 新建圖件工程節點
圖4—68 輸入圖件工程名稱
圖4—69 設置工程地圖參數
圖4—70 選擇添加項目的方式
（2）添加項目文件。由用戶在新建的圖件工程節點上點擊右鍵，選擇添加的項目文件（*.wt，*.wl，*.wp）或選擇從其他工程中導入項目，如圖4—70、4—71所示。
圖4—71 選擇欲添加的項目文件
Ⅳ 對地理數據進行建模分析之前,為什麼要進行數據標准化處理
因為數據的格式有許多種,有的數據還是一些提供方的加密數據,格式比較特殊,不能被常用建模軟體識別,造成建模分析無法進行或發生錯誤,所以在建模分析前要進行數據標准化的操作.
形象的來說,開一場國際學術大會,大家來自不同的國家,有的語言大家能聽懂,有的語言很生僻,大部分人都聽不懂,這時候,就會普遍採用英語,來方便溝通.把各自的語言翻譯為英語就類似數據標准化的過程.
進行地理數據標准化,要從這幾個方面考慮：1）統一的名詞術語內涵；2）統一的數據採集原則；3）統一的空間定位框架；4）統一的數據分類標准；5）統一的數據編碼系統；6）統一的數據組織結構；7）統一的數據記錄格式；8）統一的數據質量含義
Ⅳ 地理信息系統研究熱點，包括哪些關鍵理論，技術
1 空間資料庫的准確性研究
地理信息數據中誤差處理和不確定性錯誤處理的方法和技術 ,包括 :
不確定性誤差模型 ;
誤差跟蹤並對誤差進行編碼的方法 ;
計算和表達在 GIS應用中的誤差 ;
數據精度的評估 ;
數據質量、元數據、數據標准等問題研究。
2 空間關系語言研究
以地理空間概念的規范化形式為基礎 ,利用自然語言和數學方法 , 形成空間關系表達的理論 ;
關於定位表達的計算模型 ;
空間概念的獲取和表達 ;
拓撲關系的定義 ;
空間信息的可視化 ;
GIS的用戶介面。
3 空間數據的多種表達方式研究
為高效數據提取而組織的不同版本的數據及相應的拓撲關系 ,以及空間數據的多種表達方式 ;
滿足數據一致性和精度要求的地圖制圖規則 ;
數據模型、鏈接、多機構、多尺度等對數據的需求。
4 地理信息的使用和價值研究
對 GIS獲取、實現和使用起關鍵作用的因素和過程的理解 ;
GIS傳播模型建立方法 ;
確定 GIS的經濟價值。
5 海量空間資料庫的結構體系研究
海量資料庫中數據模型、結構、演算法、用戶介面等問題的實現方法 ;
空間代數學 ;
基於邏輯的計算機查詢語言 ;
元數據的具體內容和組織 ;
數據壓縮和加密方法。
6 空間決策支持系統
GIS及其相關學科在決策形成中的作用 ;
區域災害問題解決的空間決策支持方法 ;
空間決策支持系統的模型和數據 ;
空間決策支持系統技術和實現 ;
用戶需求和組織等問題研究。
7 空間信息的可視化研究
數據質量的管理和可視化表達構成研究 ;
誤差模型和數據質量指標 ;
資料庫中數據的質量管理 ;
使內在表達和地圖顯示更容易的可視化工具 ;
對數據質量信息的用戶需求評估。
8 地圖制圖的規范化研究
研究相應的方法和准則 ,以提高空間數據的一致性 , 以及空間數據在表達方式和空間分析方面的效率和准確性 ;
地圖制圖語言規范化研究 ;
規范化設計評估體系 ;
將知識推理嵌入數據模型。
9 地理信息數據共享的研究
由地理信息和技術共享到空間數據共享 ;
空間數據共享的理論研究 ;
空間數據共享的場所 ;
空間數據共享的處理方法。
10 GIS中時空關系的研究
地理空間中空間、時間以及和變化相關聯的對象研究 ;
不同時間概念的劃分 ,如 :離散的、連續的、單調的等 ;
具體應用中 ,笛卡兒坐標和歐幾里得坐標的選擇 ;
將人類對時間和空間的認知過程具體化、形式化 ;
空間現象的模擬計算模式。
11 遙感和 GIS的集成研究
解決遙感和 GIS集成方面的關鍵問題 ,主要包括 :
數據結構和存取問題 ;
數據處理流程 ;
誤差分析 ;
機構問題。
12 GIS的用戶介面研究
人機交互的用戶介面設計和實現 ;
在 GIS環境中 ,人和計算機相互作用的研究 ;
不同背景、語言、文化對人機交互的影響
GIS軟體用戶介面設計的准則和方法。
13 GIS和空間分析研究
空間統計學地理數據的空間統計分析 ;
地理邊界和地圖比例尺在空間數據體系中的作用 ;
空間數據的采樣和內插 ;
GIS數據結構和空間統計計算之間的關系。
14 GIS在全球變化中的作用研究
全面、定量地理解 GIS應用對全球變化所起的作用 ;
從小尺度的研究出發 ,建立理論基礎和計算結構 ;
全球數據質量的評估。
15 法律、信息政策和空間資料庫關系研究
GIS數據適用范圍 ;
科學地理解空間資料庫環境中的法律和政策 ;
如何完善 GIS方面法律的內容和質量 ;
空間資料庫在公眾政策和法律建設方面的作用
GIS在公眾政策和法律方面的有用性嘗試。
16 通過協作形成空間決策系統的研究
提供開發和評估工具 ,以解決復雜空間問題 ;
建立知識獲取方法 ;
建立評估方案 ;
確定協作方的相互聯系方式 ;
在相互作用的環境中解決沖突的方法。
17 在社會背景中 ,如何在 GIS中表達人、空間與環境的研究
人口的管理和控制 ;
確定沖突影響的人口范圍 ;
政治經濟關心的自然資源的開采和使用。
18 地理信息系統的互操作研究
開放的、分布式存儲的 GIS結構 ;
地理數據語義特性獲取方法 ;
數據抽象和處理模型研究 ;
地理空間數據的粒度 (Granularity)。
19 地理世界的規范化模式研究
地理世界的規范化表達 ;
用空間數據結構表達現實世界時 ,基本的描述元素 ;
GIS用戶對地理世界的直覺看法。
Ⅵ 地理要素的多尺度表達有哪些方法
地理要素的多尺度表達主要還是有
如下闡述的一些方法：
①文書表達法，就是用地理白皮書的方法向全世界敘述岀來以公示；
②電子郵件表達法，向世界地理組織成員國發送電子郵件告知之；
③圖片說明表達法，用航空拍照，然後附上說明。
Ⅶ 數據規整的目的是什麼，如何實現地理空間數據的規整
什麼是GIS
物質世界中的任何事物都被牢牢地打上了時空的烙印。人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。地理信息系統（ Geographic Information System, 簡稱 GIS ）作為獲取、整理、分析和管理地理空間數據的重要工具、技術和學科，近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由於信息技術的發展，數字時代的來臨，理論上來說，GIS可以運用於現階段任何行業。
從技術和應用的角度， GIS 是解決空間問題的工具、方法和技術；
從學科的角度， GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科，具有獨立的學科體系；
從功能上， GIS 具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能；
從系統學的角度， GIS 具有一定結構和功能，是一個完整的系統。
簡而言之， GIS 是一個基於資料庫管理系統（ DBMS ）的分析和管理空間對象的信息系統，以地理空間數據為操作對象是地理信息系統與其它信息系統的根本區別。
GIS即地理信息系統（Geographic Information System），經過了40年的發展，到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術，並且得到了極廣泛的應用。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統是以地理空間資料庫為基礎，在計算機軟硬體的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說，地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。
[編輯本段]GIS 的組成部分
從應用的角度，地理信息系統由硬體、、數據、人員和方法五部分組成。硬體和為地理信息系統建設提供環境；數據是GIS的重要內容；方法為GIS建設提供解決方案；人員是系統建設中的關鍵和能動性因素，直接影響和協調其它幾個組成部分。
硬體主要包括計算機和網路設備，存儲設備，數據輸入，顯示和輸出的外圍設備等等。
主要包括以下幾類：操作系統 、資料庫管理 、系統開發 、GIS ，等等。 GIS的選型，直接影響其它的選擇，影響系統解決方案，也影響著系統建設周期和效益。
數據是GIS的重要內容，也是GIS系統的靈魂和生命。數據組織和處理是GIS應用系統建設中的關鍵環節，涉及許多問題：
——應該選擇何種（或哪些）比例尺的數據？
——已有數據現勢性如何？
——數據精度是否能滿足要求？
——數據格式是否能被已有的GIS集成？
——應採用何種方法進行處理和集成？
——採用何種方法進行數據的更新和維護，等等。
方法指系統需要採用何種技術路線，採用何種解決方案來實現系統目標。方法的採用會直接影響系統性能，影響系統的可用性和可維護性。
人是GIS系統的能動部分。人員的技術水平和組織管理能力是決定系統建設成敗的重要因素。系統人員按不同分工有項目經理、項目開發人員、項目數據人員、系統文檔撰寫和系統測試人員等。各個部分齊心協力、分工協作是GIS系統成功建設的重要保證。
GIS應用系統建設需要從以上五個方面著手。
[編輯本段]GIS 的應用領域
地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用於資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。
以下地理信息系統的應用領域分別回答了在各自領域內的作用
◆ 資源管理 (Resource Management)
主要應用於農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答「定位」和「模式」兩類問題。
◆ 資源配置 (Resource Configuration)
在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
◆ 城市規劃和管理 (Urban Planning and Management)
空間規劃是GIS的一個重要應用領域，城市規劃和管理是其中的主要內容。例如，在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
◆ 土地信息系統和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，藉助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
◆ 生態、環境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling)
區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
◆ 應急響應 (Emergency Response)
解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員撤離路線、並配備相應的運輸和保障設施的問題。
◆ 地學研究與應用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計分析、制圖等都可以藉助地理信息系統工具完成。
◆ 商業與市場 (Business and Marketing)
商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數，建成之後就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年 齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和資料庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。
◆ 基礎設施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、 電力設施等)廣泛分布於城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特徵的。它們的管理、統計、匯總都可以藉助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
◆ 選址分析 (Site Selecting Analysis)
根據區域地理環境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特徵、環境影響等因素，在區域范圍內選擇最佳位置，是GIS的一個典型應用領域，充分體現了GIS的空間分析功能。
◆ 網路分析 (Newwork System Analysis)
建立交通網路、地下管線網路等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規則、處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。 警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網路分析應用的實例。
◆ 可視化應用 (Visualization Application)
以數字地形模型為基礎，建立城市、區域、或大型建築工程、著名風景名勝區的三維可視化模型，實現多角度瀏覽，可廣泛應用於宣傳、城市和區域規劃、大型工程管理和模擬、旅遊等領域。
◆ 分布式地理信息應用 (Distributed Geographic Information Application)
隨著網路和Internet技術的發展，運行於Intranet或Internet環境下的地理信息系統應用類型，其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠程空間導航等。
[編輯本段]GIS常用
國外的：
AutoCAD Map3d
ArcGIS（包括ArcGIS, MapObjects, ArcIMS、ArcSDE、ArcEngine、ArcServer等）
MapInfo
GeoMedia
MGE
SmallWorld
國內的：
Supermap
MapGIS
GeoStar
TopMap
GeoBean
VRMap
MapEngine
[編輯本段]電力工業中的GIS
在電力工業中，GIS是指六氟化硫封閉式組合電器，國際上稱為「氣體絕緣開關設備」（Gas Insulated Switchgear)簡稱GIS，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進出線套管等，經優化設計有機地組合成一個整體。
GIS全稱氣體絕緣組合電器設備（Gas Insulated Switchgear），主要把母線、斷路器、CT、PT、隔離開關、避雷器都組合在一起。就是我們經常可以看到的開關站，也叫高壓配電裝置。
高壓配電裝置的型式有三種：第一種是空氣絕緣的常規配電裝置，簡稱AIS。其母線裸露直接與空氣接觸，斷路器可用瓷柱式或罐式。葛洲壩電廠採用的即是這種型式。 第二種是混合式配電裝置，簡稱H－GIS。母線採用開敞式，其它均為六氟化硫氣體絕緣開關裝置。 第三種是六氟化硫氣體絕緣全封閉配電裝置。其英文全稱GAS—INSTULATED SWITCHGEAR，簡稱GIS。
GIS的優點在於佔地面積小，可靠性高，安全性強，維護工作量很小，其主要部件的維修間隔不小於20年。
Ⅷ 地理信息系統的數據模型包括那些相互聯系的方面試舉例說明
1.引言
經過幾十年的發展，今天的GIS系統已經具備了較強的數據存貯、管理和輸入輸出功能，但目前大多數的GIS仍然是以數據為中心的，在完整表達客觀地理世界、進行高層次的空間分析和直接提出決策方案的能力方面還遠遠不夠，導致這種情況的根本原因在於現有GIS的數據模型不能准確地表達客觀地理世界。為此，作者為現有GIS軟體總結了兩種典型的數據模型[1]：拓撲關系數據模型和面向實體的數據模型，並分析了它們各自的優缺點，指出應該在整體論的基礎上為地理空間建立一個能夠直接反映人們認知的整體數據模型。
2.面向對象的整體數據模型
GIS本質上是對客觀地理世界的近似模擬，其理想狀態應該是盡可能准確地反映地理世界，同時做到數據量最小，又便於人們從中獲取所需要的信息和規律。要達到這種理想狀態，我們需要做好兩步工作：1）准確理解地理空間；2）為地理空間建立面向對象的整體數據模型---一個基於地理空間整體論、完全以面向對象方式組織的GIS數據模型。
地理空間的理解可以簡單概括為[1]：地理空間是一個目標組合排列集，每個目標或說對象都具有位置、屬性和時間信息，及與其它對象的拓撲關系、語義關系等。基於這一認識，我們可以得到，表達地理空間的整體GIS數據模型有如下特徵：
■ 將地理空間按照人的思維方式理解為基於目標的空間和定義在地球表層目標集上的關系。除了要研究對象的幾何位置及拓撲關系外，還要重視研究對象間的語義關系。
■ 整體數據模型雖然要求我們將客觀世界作為整體看待，但在執行具體的數據組織時也需要對眾多的地理實體進行分層。分層是基本的和必要的，但由於為一種目的進行的分層很難滿足另外的需求，因此重要的不是提供一種通用的分層，而是對方便地加入、刪除對象等維護層的操作予以足夠的支持。復合圖層含有不按對象維數分層的含義，能夠很好地體現客觀 世界的整體特徵，為不同層中的關聯對象或用戶感興趣的不同類型對象提供了一個集中存貯與交互的獨立空間，整體數據模型尤其應該增強復合圖層的功能，使用戶能夠自由地加入、刪除、修改、查詢任意類型（點、線、面和復雜實體）的地理實體，同時能夠進行強大的空間分析；
■ 雖然傳統的GIS數據模型常將基於對象的模型用矢量結構表達，而將基於場的模型用柵格結構表達[2][3]，其實可將對象和連續場這兩種看似對立的模型統一在面向對象的整體數據模型中，因為面向對象的方法作為一種框架不僅可以描述基於對象的模型，也可以描述基於場的模型[3][4]。
■ 空間對象是處在三維空間中的，並具有多尺度特徵。
■ 整個數據模型完全以面向對象的方式組織。
由上可見，在整體數據模型中，地理空間被表達為一個具有相互關系的對象集。每個對象不僅具有自己的幾何信息、屬性信息和時間信息，而且與其它對象之間具有拓撲關系和語義關系。所有這些信息在整體數據模型中都處於同等重要的地位，其中起著連接作用的是對象本身。根據對象的形狀特點，同時為了方便計算機實現與管理，我們可以將地理空間中的對象分為5種基本對象：點、線、面、注記和復雜對象。其中，前面四種對象比較簡單，統稱為簡單對象，這里只介紹第5種對象---復雜對象。
復雜對象是由簡單對象組合派生的，可以劃分為如下兩種類型：
1）單純型復雜對象
多個同樣類型的對象合並成為一個單純型復雜對象。·復雜點：點群，由多個點狀對象構成的集合，整個集合是一個對象，如聚集在一起的多個水文站等；•復雜線：線群，由多個線狀對象構成的集合，整個集合是一個對象，如一線狀水系，一徑流網路等；·復雜面：面群，由多個面狀對象構成的集合，整個集合是一個對象，如一湖泊群，一海洋群島等。
2）混合型復雜對象
點、線、面共存的復雜對象。混合型復雜對象的混合種類包括：點與線混合，點與面混合、線與面混合及點、線、面同時存在的混合，多個不同類型對象合並成一個就構成了混合型復雜對象，因此混合型復雜對象不屬於點、線、面中的某一基本類型，在屬性上也就不具備這些基本類型對象的一些特有信息，如線對象的長度，面對象的面積和周長等，這在資料庫表結構的設計中要予以必要的考慮。
單純型復雜對象可以在相應類型的簡單對象集中存貯和在相應圖層中顯示，也可以在復合對象集中存貯和在復合圖層中顯示；混合型復雜對象只能在復合對象集中存貯和在復合圖層中顯示，它們不適合存入簡單對象集，也不宜在點、線、面簡單圖層中顯示，因為它們的加入會破壞簡單對象集和簡單圖層的專題特性，也不便於管理。
上面介紹的這5種對象在地理空間中都是以三維形態存在的，但由於三維GIS建設的成本較高，在技術實現上也有相當的難度，而目前二維GIS能夠滿足大部分實際需求，因此我們在表達三維客觀地理世界、實現整體GIS數據模型時以開發二維GIS為主，而在某些需要查看具體三維細節的地方提供機制以表現其三維結構，例如可以另開辟一個小的三維地圖窗口來表現對象的三維形狀、結構和拓撲關系等。
時間問題[5]-[8]、語義關系和拓撲關系[9]-[11]一直是GIS界長期研究的熱點，雖然它們在整體數據模型裡面佔有很重要的位置，但是本文的重點在於確定整個數據模型和系統的總體組織，對它們的具體討論將在以後逐步展開。
3 系統數據組織
3.1 對象集
對象集是指由眾多對象構成的集合。劃分對象集的目的在於存儲和管理對象的方便，它可以是由同種幾何類型的對象構成的集合，也可以是由不同類型對象組成的集合。在整體GIS數據模型中，有如下三類對象集：
■ 簡單對象集：包括簡單點對象集、線對象集、面對象集和注記對象集四類；點對象集是由簡單點對象或單純型復雜點對象組成的集合，線對象集是由簡單線對象或單純型復雜線對象組成的集合，面對象集是由簡單面對象或單純型復雜面對象組成的集合。簡單對象集也可稱為專題對象集。
■ 復合對象集：由簡單點、線、面對象、注記對象、單純型復雜對象或混合型復雜對象等不同類型對象組成的集合。在這種對象集合中，可以包含任意類型的對象元素；
■ 場：場是由有機關聯的對象構成的集合，其中的元素在幾何上不再相互獨立，而是緊密相關，這一點與以上兩種對象集不同。如TIN、GRID、影像和網路等。場中的元素對象一般較多，場本身就是一個對象集，因此我們在概念上不再另設場對象和場對象集。
由上可見，對象類型與對象集類型並不是完全一一對應的，例如：單純型復雜線對象與簡單線對象一樣分別存貯與顯示在簡單線對象集和簡單線圖層中，不必要專門的單純型復雜線對象集和單純型復雜線圖層來存貯和顯示。
除了點、線、面三種單純型復雜對象外，其它各種對象（點、線、面簡單對象、注記對象和混合型復雜對象）與對象集類型都是一一對應的。另外，場是一種對象集，不過由於其中的元素並不是場對象（沒有場對象概念），因而場與場中的元素也不存在一一對應的關系，但在實現時開發者完全可以設計一個場類來管理各種各樣的場。
值得指出的是，整體GIS數據模型認為人們感知的客觀世界是一個由眾多類型不同的地理實體組成的整體世界，而不是人為分割的、僵化的對象層，但由於分層能夠為GIS管理和顯示地理對象提供極大的方便，因此我們在基本分層（在本文中是對象集）的基礎上，特別提出並強調復合對象集的概念，以此來表達和實現整體GIS數據模型的整體思想。復合對象集打破了GIS中傳統分層的框架，為不同對象集中的關聯對象或用戶感興趣的不同類型對象提供了一個集中存貯與交互的獨立空間，但同時也為系統開發和管理帶來了一定難度。比如，單純型對象集的顯示、修改、存貯、管理、分析和輸出都可採用統一的方法進行，而復合對象集的這些操作則必須在內部進行分別處理（按對象類型）。雖然如此，但單純型對象集與復合對象集都是為了滿足不同的用戶需求而設計的，二者在對象組織、系統實現和空間分析上各有優缺點，一個功能強大的GIS應該同時支持它們。
3.2 圖層
對象集加上自己特有的顯示屬性即是圖層，因此對象集類型與圖層類型是一一對應的。由於對象集包括點、線、面、注記對象集、復合對象集和場6種基本類型，因此圖層也有相應的點、線、面、注記圖層、復合圖層和場圖層6種基本類型。對象集用來存貯對象的空間與屬性數據，而圖層則用來設置對象集的顯示風格並控制對象集的顯示範圍、顯示比例和操作特性（如可顯示、可選擇、可編輯和可捕捉等），二者各司其職又相互聯系。在對應關繫上，一個圖層只對應一個對象集，而一個對象集卻可顯示在不同的地圖窗口中對應多個圖層，因此對象集與圖層之間的關系是一對多的關系。
表1 各種對象的存貯與顯示對比表
Tab.1 Contrast of store and display of all kinds of objects
對象類型
存貯的對象集
顯示的圖層
點與單純型復雜點
簡單點對象集表
簡單點圖層
線與單純型復雜線
簡單線對象集表
簡單線圖層
面與單純型復雜面
簡單面對象集表
簡單面圖層
混合型復雜對象
復合對象集表
復合圖層
場
多個非同類簡單對象集表
場圖層
注記對象
注記對象集表
注記圖層
3.3 資料庫
我們這里所說的資料庫是指廣義的資料庫，其定義為「存貯對象的集合」。物理上不管是以文件形式還是以商業資料庫形式存在，只要存貯有對象，我們都稱為資料庫。就綜合性能而言，一般是文件系統在小量數據方面有自己的長處，而商業資料庫則對大量數據的支持有著文件系統無法替代的優勢。
3.4 地圖或地圖窗口
對象集是用來存貯地理對象的，圖層是用來控制對象的顯示的，兩者都不等同於地圖或地圖窗口。我們的地圖或地圖窗口是一種框架，是顯示對象的實際載體，也是控制圖層並對之進行操作和分析的主體。
3.5 工作空間
工作空間是為系統管理方便而設計的，相當於一個大的倉庫，裡面存貯有數據的基本信息，如資料庫的名字與尺寸、地圖和其它資源（如點、線、面型符號）。系統運行時可調入資料庫對之進行管理控制。
4 數據存儲與訪問
4.1 存儲結構
4.1.1 簡單對象集對應的表結構
如前文所述，對象集包括點、線、面、注記對象集、復合對象集和場6種基本類型，因此在資料庫中應該設計與之對應的6種表。對於文件系統而言，表的概念可以擴展為結構，也就是說用6種結構來存貯這些對象集的各個元素。其中，結構的成員與表的欄位是一一對應的，為了操作方便，我們還可以定義一個專門的類來管理這個結構。對於商業資料庫而言，表就是關系資料庫系統中的普通表，不必進一步考慮。
不同的對象類型對應不同的表，但所有對象集都可採取形如表2的結構，當然不同類型的對象集在空間坐標串的組織及屬性欄位名字上會有不同。由於點對象與單純型復雜點對象除了空間坐標串組織方式稍有不同外（不過都是用同樣的方法打包成外部不可見的二進制塊，可視為相同），其餘欄位都相同，因此它們可以共存於一個表，也可以一起顯示在同一圖層中，在各方面的處理上幾乎沒有什麼差別。線對象與單純型復雜線對象、面對象與單純型復雜面對象的關系與此類似，也可同存於一個表和在同一圖層中顯示。當然，簡單對象與單純型復雜對象的空間坐標串的組成結構不同，單純型復雜對象應該有能夠識別多個同類型簡單子對象的格式或標記。對於混合型復雜對象，必須用單獨的混合型復雜對象表存貯，表結構中除了沒有簡單對象公有的長度、面積等欄位外，其它欄位均可根據需要進行設置，結構形式仍同於表2。
表2 簡單點、線、面對象及單純型復雜點、線、面對象表
Tab.2 Data structure of all kinds of objects
對象ID
用戶ID
空間信息
語義關系1…
屬性1…
屬性n
…
…
…
…
…
…，三維結構與時間表存在的標志
由上可見，我們並未如拓撲關系模型那樣在面對象表的空間坐標欄位里用一系列弧段標識號來表示面對象的組成，而是直接用其坐標串。雖然這樣在多邊形的公共邊上會有重復存儲現象出現，但在計算機存儲設備日益增大的今天，這已經不再是主要問題，相反這種坐標存儲方式使面對象表不再依賴線對象表，其中的元素也變成為相對獨立、完整的對象，同時也將提高系統訪問數據的速度。這種方式是面向實體的數據模型和面向對象整體數據模型在內部實現機制上的一個特色，是一種以空間換時間的存儲方式。
4.1.2 三維結構與時間屬性的表結構
目前的GIS仍然以二維GIS為主，但有時又需要查看少數對象的三維結構與時間特性，因此我們在整體GIS的資料庫中為這部分對象單獨設計了「三維結構與時間表」。為了討論方便，我們把上面的表2稱為主表，而把這個表稱為副表（表3）。副表中並不存儲整個對象集的全部對象，而是只存儲部分具有三維結構與時間特性的對象。至於哪些對象能有三維結構與時間屬性存貯在副表中，則要看它們在主表中最後一個屬性欄位里的標志值。如果標志值為真，則有，否則在三維結構與時間屬性表中就沒有這些對象。
有時候對一部分對象我們只關心其三維結構或只關心其時間屬性，這部分對象的取值不能簡單地設為真或假，此時要修改標志變數的值域將之設置為4值域，即V={0, 1, 2, 3}，其中0表示既沒有三維結構又沒有時間屬性，1表示有三維結構但沒有時間屬性，2表示沒有三維結構卻有時間屬性，3表示兩者都有。如果整個對象集中存在值為1或2的對象，那麼該表就要拆分成兩部分以分別存儲它們的三維結構與時間屬性，當然這些對象的其它信息仍然存儲於主表中。
表3 三維結構與時間表
Tab.3 3D data structure and time attribute of all kinds of objects
對象ID
三維結構
時間屬性1
時間屬性2
時間屬性n
…
…
…
…
…
4.1.3 復合對象集對應的表結構
復合對象集是整體GIS數據模型中一個很重要的概念，對於復合對象集，我們可以用兩種方式存貯它。1）物理方式，即在物理上將對象的所有信息都集中存放於一個表中。由於不同類型對象的欄位不盡相同，因而必然會造成一些欄位的空間浪費，例如點對象的長度和面積欄位在現實世界中沒有實際意義，所佔空間自然就是浪費。顯然，復合對象集中對象的類型越多，造成的空間浪費就越大。不過，如果復合對象集中包含的對象類型只是簡單點與單純型復雜點，或簡單線與單純型復雜線，或簡單面與單純型復雜面，那麼就不會存在欄位不一致導致的空間浪費問題。2）邏輯方式，即復合對象集中只存貯對象的系統ID號，而實際的信息仍存在於簡單點、線、面對象和單純型點、線、面復雜對象表---主表中。只是當讀取復合對象集中對象的信息時，要打開並訪問相應類型的主表，需要耗費一定的系統時間。到底採用何種方式合適，要視具體情況而定。作者的建議是，當復合對象集中對象類型較少時，採用物理方式較為合適。反之，採用邏輯方式則更為合理。作為一個好的GIS系統，應該對這兩種存貯方式都進行強有力的支持。
4.1.4 場對應的表結構
面向對象的整體GIS數據模型不僅在概念上將地理對象作為一個個獨立的實體看待，而且在內部存儲上也是將它們獨立存儲，各對象表之間並不存在拓撲依賴關系，這一點與基於拓撲關系的數據模型有很大的不同。那麼，面向對象的整體GIS數據模型如何處理對象間的拓撲關系呢？我們知道，拓撲模型存貯對象間拓撲關系的一個很重要的目的是為了實現數據共享（同時也降低了訪問速度），整體GIS放棄了這一點，它在對象的單個表中為每個對象都存貯了完整的坐標信息。拓撲關系在GIS中並不是最基本的信息，當在特殊情況下需要時我們可以將它們臨時構建出來，生成的拓撲關系存放於新的對象集中，形成專門的具有拓撲關系的對象集，這種對象集就是場（這里特指矢量場）。場表的欄位設置基本上採用了拓撲關系數據模型的表結構，面與線之間的坐標存儲具有依賴關系。
其實，拓撲關系數據模型中預先存儲的拓撲關系和整體GIS數據模型中臨時構建的拓撲關系都是最基本的點、線、面鄰接關系，並未涉及到相交、相離、覆蓋等更多的拓撲關系，鄰接關系也是拓撲關系中最常用的一種，因此我們只討論點、線、面間的鄰接拓撲關系，其它關系可根據空間查詢和分析運算得到。
1）網路場
網路場是包含並強調點、線拓撲關系的最典型代表，網路場對應的對象表有兩個：以弧段為主的弧段---結點表（表中含坐標串欄位）與以結點為主的結點---弧段表（表中可含結點坐標欄位，也可不含）。其中結點---弧段表中可存貯弧段標識號，也可不存（如果不存，可在弧段---結點表中查得結點的弧段），但結點表一定要存在，因為結點有屬性要保存。網路場的兩個表包含了點與線之間的鄰接拓撲關系，我們可以通過它們查得任意結點的鄰接弧段和結點，可以查得任意弧段的起止結點。弧段的位置信息一般存於弧段---結點表的空間坐標串欄位中，端點的坐標可存於該欄位中，也可在結點---弧段表中設一坐標欄位存貯。
2）TIN場
TIN場由兩類表即可存貯：三角形表和點表。三角形的坐標存於點表的坐標欄位中，三角形表本身不存儲坐標信息，而只存三角形頂點序號，這些序號的排列有嚴格的順序，不能隨意顛倒。
3）點-線-面場
有了多邊形---弧段、弧段與結點和多邊形、結點---弧段三個表，我們就可以得到任意多邊形、任意弧段和任意結點的拓撲鄰接關系[1]。其中弧段與結點和多邊形表是樞紐，為弧段默認設置了空間坐標串欄位、從結點、到結點、左多邊形和右多邊形5個欄位。含有這種點、線、面之間拓撲關系的典型場有城市街區圖、地籍管理中的宗地等。
其它場如GRID模型、影像數據是柵格數據管理的范圍，數據結構相對簡單，本文不作討論。
4.1.5 資料庫選擇
在資料庫類型選擇上，有三種模式可供參考：
■ 全文件方式，即空間數據和屬性數據都存貯在文件系統中；
■ 文件資料庫混合方式，即空間數據存貯在文件系統中，而屬性數據存貯在商業資料庫中；
■ 全資料庫方式，即空間數據與屬性數據都存貯在商業資料庫中，兩種數據可以存放於同一個表也可分別存放於兩個表中。
4.2 訪問機制
上一小節討論了地理對象的存貯方式，作為一個大的空間資料庫，僅有這些表是不夠的。6種基本對象集表只是給我們提供了裝載對象的空間，其中的商業資料庫表雖然也給我們提供了訪問介面（文件系統中表的介面則需要我們自己開發），但究竟如何進行有效的調度訪問則還需要進一步設計和組織。
4.2.1 空間索引
我們知道，由於每個表具有相對固定的欄位結構，因此一個表只適合存貯類型相同的對象，在整體GIS數據模型里，一個表通常對應一個對象集。一個資料庫中往往有多個表，為了管理表的方便，可以用一個統一的表---總表來管理所有對象集對應的表，總表使我們在不必訪問資料庫各表的情況下就能得到它們的基本信息（如對象集的范圍、對象集的索引表等）。一個資料庫中只存在一個總表。
在解決了統一管理對象集表的問題後，進一步，為了快速訪問各表中的地理對象，我們可以為每個表建立空間索引和屬性索引。屬性索引可以直接利用關鍵字在資料庫中建立，而空間索引則需要採用一定的演算法來實現，常用的方法有R樹索引、網格索引和四叉樹索引等。為每個對象分配的空間索引編號都存在該對象集的空間索引表中，即一個對象集表對應一個空間索引表。一個資料庫中所有對象集表和相應的空間索引表都只對應一個總表。
表4 對象集表對應的空間索引表
Tab.4 Spatial index table of all kinds of object sets
索引塊編號 索引塊內的對象ID集合
…
….
4.2.2 對象存取
關系資料庫以結構簡單規范著稱，訪問存取操作技術也易為人們理解和掌握。當我們把地理對象存入資料庫中以後，後面對這些對象的訪問、修改也就容易了，在表中加、刪記錄也相當簡單。採用的方法都是將給定的空間、屬性條件組織成標準的SQL語句，輸入查詢運算元裡面執行即可。當然，對於空間條件的處理，需要自己寫演算法實現。總體來說，對資料庫中對象的訪問是以記錄集為媒介的，不管是讀出對象信息，還是修改、加入、刪除記錄（寫進），都要通過記錄集進行，因此必須首先進行查詢（SQL查詢和空間查詢）得到帶有所需欄位的記錄集。對於不支持這種規范化操作的文件型資料庫，可以自己開發類似的訪問引擎實現對象存取。圖3表示了在資料庫中進行對象存取的一種機制。
5 系統實現
相對於以前的GIS數據模型而言，整體模型更能真實地逼近客觀世界，我們開發的商品化軟體---SuperMap 系列軟體很好地體現了整體GIS數據模型的思想，能夠滿足整體GIS的大部分需求，目前已經在國內外市場上得到了廣泛應用。
圖4展示的是SuperMap系列軟體之一的通用桌面GIS系統---SuperMap Deskpro 3.0版本，該系統完全以面向地理實體的方式組織，不僅存貯有地理實體的位置與屬性信息，而且能夠方便地存取實體之間的拓撲關系和語義關系。在圖層的組織方面，不僅符合用戶對地理世界的直接感知模式（通過復合對象集實現），而且支持用戶根據自己的需要對地理數據進行理性地思考、組織、存貯、管理與顯示（簡單對象集不僅能滿足用戶的專題需要，同時也能避免用戶誤操作對專題數據統一性的破壞）。在數據存貯與管理方面，既支持小數據量的文件型資料庫，同時也支持市場上廣為流行的大型商用資料庫，如SQL Server和Oracle等，空間索引和查詢的速度也滿足海量數據用戶的實際需求。作為桌面GIS系統，SuperMap Deskpro 3.0為用戶提供了友好的圖形界面，在操作上也為用戶批量處理數據提供了很大的方便。SuperMap Deskpro 3.0參加國家科技部和國家遙感中心組織的2001年度國產地理信息系統軟體測評後，作為優秀的桌面GIS產品獲得了科技部的表彰推薦。
6 結語
用戶感知到的地理世界是一個整體，而不是一個個數據層，而且是動態變化和處於三維空間中的。地理世界中的各種實體之間具有拓撲關系和語義關系。為了使做出來的GIS盡可能地符合用戶對地理世界的認知，面向對向的整體GIS數據模型及其實現系統需具有如下特點：
1) 強調拓撲關系與語義關系；
2) 強調特定對象的三維結構與時間屬性；
3) 重視在復合對象集與復合圖層方面增強功能，例如增加任意類型的對象與對象集；
4) 面向對象與拓撲關系數據結構相結合、面向實體與面向場數據模型共存；
5) 客觀世界是一個整體，本質上沒有GIS的分層概念，但有時在GIS系統中也需要跨層研究對象之間的關系。對於這種跨層拓撲關系我們可以用三種方法揭示：①將各層顯示在同一地圖窗口中進行觀察；②跨圖層查詢並將結果顯示在同一地圖窗口中，結果也可保存為地圖或復合對象集；③利用整體數據模型中的網路場和點-線-面場有效地模擬跨層之間的拓撲關系。
6) 地理實體之間的語義關系可以通過對象的屬性來標識。
Ⅸ 地理數據是如何分類和編碼的
數據編碼是指把需要加工處理的資料庫信息，用特寫的數字來表示的一種技術，是根據一定數據結構和目標的定性特徵，將數據轉換為代碼或編碼字元，在數據傳輸中表示數據組成，並作為傳送、接受和處理的一組規則和約定。由於計算機要處理的數據信息十分龐雜，有些資料庫所代表的含義又使人難以記憶。為了便於使用，容易記憶，常常要對加工處理的對象進行編碼，用一個編碼符合代表一條信息或一串數據。對數據進行編碼在計算機的管理中非常重要，可以方便地進行信息分類、校核、合計、檢索等操作。因此，數據編碼就成為計算機處理的關鍵。即不同的信息記錄應當採用不同的編碼，一個碼點可以代表一條信息記錄。人們可以利用編碼來識別每一個記錄，區別處理方法，進行分類和校核，從而克服項目參差不齊的缺點，節省存儲空間，提高處理速度。
地理編碼又稱地址匹配。是為識別點、線、面的位置和屬性而設置的編碼，它將全部實體按照預先擬定的分類系統，選擇最適宜的量化方法，按實體的屬性特徵和集合坐標的數據結構記錄在計算機的儲存設備上。
望採納！！！
Ⅹ 需求分析
根據廣東省農用地分等成果匯總工作的要求和土地管理信息系統的特點，將分等成果數據信息按行政級別分為三級，即縣（市）級、地市級和省級，各層次間的數據相互兼容和聯動。縣級數據是整個系統的數據基礎，其他各級系統是在此基礎上建立起來的。因此，在開發廣東省農用地分等成果管理信息系統時就要充分考慮各種情況。
（一）空間和屬性信息的一體化管理
為實現空間信息與屬性信息的無縫鏈接，系統設計選擇關系型資料庫管理屬性信息，空間信息和屬性信息可以一體化顯示和管理。
（二）多尺度地理數據的一體化管理
農用地分等縣級成果比例尺為 1∶1 萬或 1∶5 萬，地級市匯總成果為 1∶10 萬或 1∶15 萬，省級匯總成果為 1∶50 萬。要求系統對不同比例尺的成果數據實行統一管理，在不同比例尺下顯示不同級別的數據。
（三）多尺度數據的互訪
考慮不同層次農用地分等成果的連續性和實用性，要求系統建立不同層次分等單元之間的空間關聯關系，並可實現互訪，既可以由低級別查詢相關聯的高級別數據，也可以查詢高級別數據由哪些低級別數據匯總而成。
（四）圖形數據和屬性數據的查詢功能
根據農用地分等成果的特點，設計屬性數據和空間對象的多種互查詢方式（表 6-1）。
表 6-1 屬性數據和空間對象的互查詢方式列表
（五）良好的用戶界面
根據用戶的操作，提供不同細節程度的顯示功能，方便相關管理部門查詢、管理各類成果。