Ⅰ 地理信息技术的应用
地理信息技术
地理信息技术包括——地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和数字地球技术。
地理信息系统
地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。
通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念:
1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统,它又由若干个相互关联的子系统构成,如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等,这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。
2、GIS的操作对象是空间数据,即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码,实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志,也是其技术难点之所在。
3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力,可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息,实现地理空间过程演化的模拟和预测。
4、GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数;电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用,可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富和更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言,“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙,那么,信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门,必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。
遥感
遥感是以航空摄影技术为基础,在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。
遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。
遥感技术主要特点:
1、可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。
2、获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。
3、获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
4、获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
全球定位系统
全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年代开始研制,历时20 余年,耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分—GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座,其中21颗是工作卫星,3颗是备份卫星);地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS 信号接收机。
1、空间部分
GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。
2、地面控制部分
地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。对于导航定位来说,GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历,是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间,求出钟差。然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
3、用户设备部分
用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
全球定位系统具有六大特点:第一,全天候,不受任何天气的影响;第二,全球覆盖(高达98%);第三,七维定点定速定时高精度;第四,快速、省时、高效率;第五,应用广泛、多功能;第六,可移动定位。
数字地球
数字地球是对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题,最大限度地利用资源,并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息,其特点是嵌入海量地理数据,实现多分辨率、三维对地球的描述,即"虚拟地球"。通俗地讲,就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。
严格地讲,数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。
地理信息技术是个比较有专业针对性的科目类别。
近几年来在地球物理信息技术的应用已经扩展至:高分辨地震勘探、岩石圈地球物理测量和数据处理、油气藏描述与油气藏表征、复杂油气田物探、地震波场模拟、基于模型的深度域地震成像、地球物理井间电磁测井及层析成像、水资源与工程环境勘查以及非地震探测、海洋地球物理勘察、复杂油气田物探石油和地球探测信息分析。
总之前途无量哦。
Ⅱ 跨尺度地形数据库在联动更新前,需要做什么处理
记日志,重要数据备份,必要业务有效性,尽量避免物理删除,如果要必要,进行并发情况处理。
数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的建立在计算机存储设备上的仓库。
系统介绍了基础地理信息跨尺度联动更新关键技术相关的规则体系,通过图层映射、几何对应、图面综合、要素取舍、关系协调等多套规则的有机结合,实现了变化更新信息的准确提取;同时开展了基于增量的要素编辑与自动化标注的约束性规则研究,并以1∶1万DLG数据联动更新1∶5万DLG数据为例,进行了跨尺度基础地理信息联动更新试验。
Ⅲ 基础地理数据入库接口
1.地理底图类数据管理接口
对于地形图等地理底图类矢量数据系统支持本地地图库、网络地图库、工程文件等方式的组织管理。一般情况下,用户先要按照MAPGIS地图库建库的要求对矢量数据纵向分图层、横向分幅建立本地地图库,若需要网络化存储还需要图库管理里的上传功能将建好的本地地图库上传到到Oracle等大型数据库中,之后再依据图库文件进行管理。
系统支持的地图库文件导入接口如下:
首先用户需要装入自己已经准备好的地图库文件,在系统底图类数据树节点上点击右键加入图库连接(系统没有地图库编辑功能,用户必须事先建立好地图库文件),如图4—63所示。接下来在弹出的对话框中选择要连接的文件即可,如图4—64所示。添加到系统中的地理底图类数据将由MAPGIS平台提供的本地数据管理模块或空间数据管理引擎SDE实现管理功能,包括打开(显示)、查询、修改、删除等。
图4—63 设置地图库连接
图4—64 选择地图库文件
2.DEM数据入库接口
系统提供对较大地理范围内的地形等高线数据,在顾及地形特征(地形特征线、特征点)的条件下,进行DEM快速建模的功能,可对DEM进行单独的可视化或在DEM约束下进行三维地质建模。此外,系统提供对多幅DEM数据的拼接入库管理功能,可实现DEM数据多尺度地形数据的集成管理(图4—65)。
3.遥感影像数据入库
系统支持本地影像库和网络影像库两种影像数据管理模式。一般情况下,用户先要将JPG、TIFF等格式的遥感影像数据转换为MAPGIS MSI格式的影像数据,并进行配准,然后利用系统提供的影像库建库工具建立基于本地或网络化存储的影像库,网络影像库是通过MAPGIS SDE中的影像管理功能将影像数据存入Oracle等大型数据库中进行管理(图4—66)。
图4—65 DEM数据建库
图4—66 网络影像库建库
4.图件类数据管理接口
系统支持按照MAPGIS工程方式组织的剖面图、构造地质图等图件数据的管理。用户需要首先建立工程文件并将图件中点、线、面要素添加到工程中,需要网络化存储的图件数据还需要将工程文件中的项目文件通过MAPGIS SDE逐一添加Oracle等大型数据库中进行,之后可由MAPGIS平台提供的本地数据管理模块或SDE实现图件的打开(显示)、查询、修改、删除等。本系统提供的图件类数据管理接口如下:
(1)创建图件工程节点。用户首先要在系统“图件类数据”父节点上创建所要管理的图件工程子节点,然后输入工程名称并设置工程的地图参数,如图4—67、4—68、4—69所示。
图4—67 新建图件工程节点
图4—68 输入图件工程名称
图4—69 设置工程地图参数
图4—70 选择添加项目的方式
(2)添加项目文件。由用户在新建的图件工程节点上点击右键,选择添加的项目文件(*.wt,*.wl,*.wp)或选择从其他工程中导入项目,如图4—70、4—71所示。
图4—71 选择欲添加的项目文件
Ⅳ 对地理数据进行建模分析之前,为什么要进行数据标准化处理
因为数据的格式有许多种,有的数据还是一些提供方的加密数据,格式比较特殊,不能被常用建模软件识别,造成建模分析无法进行或发生错误,所以在建模分析前要进行数据标准化的操作.
形象的来说,开一场国际学术大会,大家来自不同的国家,有的语言大家能听懂,有的语言很生僻,大部分人都听不懂,这时候,就会普遍采用英语,来方便沟通.把各自的语言翻译为英语就类似数据标准化的过程.
进行地理数据标准化,要从这几个方面考虑:1)统一的名词术语内涵;2)统一的数据采集原则;3)统一的空间定位框架;4)统一的数据分类标准;5)统一的数据编码系统;6)统一的数据组织结构;7)统一的数据记录格式;8)统一的数据质量含义
Ⅳ 地理信息系统研究热点,包括哪些关键理论,技术
1 空间数据库的准确性研究
地理信息数据中误差处理和不确定性错误处理的方法和技术 ,包括 :
不确定性误差模型 ;
误差跟踪并对误差进行编码的方法 ;
计算和表达在 GIS应用中的误差 ;
数据精度的评估 ;
数据质量、元数据、数据标准等问题研究。
2 空间关系语言研究
以地理空间概念的规范化形式为基础 ,利用自然语言和数学方法 , 形成空间关系表达的理论 ;
关于定位表达的计算模型 ;
空间概念的获取和表达 ;
拓扑关系的定义 ;
空间信息的可视化 ;
GIS的用户接口。
3 空间数据的多种表达方式研究
为高效数据提取而组织的不同版本的数据及相应的拓扑关系 ,以及空间数据的多种表达方式 ;
满足数据一致性和精度要求的地图制图规则 ;
数据模型、链接、多机构、多尺度等对数据的需求。
4 地理信息的使用和价值研究
对 GIS获取、实现和使用起关键作用的因素和过程的理解 ;
GIS传播模型建立方法 ;
确定 GIS的经济价值。
5 海量空间数据库的结构体系研究
海量数据库中数据模型、结构、算法、用户接口等问题的实现方法 ;
空间代数学 ;
基于逻辑的计算机查询语言 ;
元数据的具体内容和组织 ;
数据压缩和加密方法。
6 空间决策支持系统
GIS及其相关学科在决策形成中的作用 ;
区域灾害问题解决的空间决策支持方法 ;
空间决策支持系统的模型和数据 ;
空间决策支持系统技术和实现 ;
用户需求和组织等问题研究。
7 空间信息的可视化研究
数据质量的管理和可视化表达构成研究 ;
误差模型和数据质量指标 ;
数据库中数据的质量管理 ;
使内在表达和地图显示更容易的可视化工具 ;
对数据质量信息的用户需求评估。
8 地图制图的规范化研究
研究相应的方法和准则 ,以提高空间数据的一致性 , 以及空间数据在表达方式和空间分析方面的效率和准确性 ;
地图制图语言规范化研究 ;
规范化设计评估体系 ;
将知识推理嵌入数据模型。
9 地理信息数据共享的研究
由地理信息和技术共享到空间数据共享 ;
空间数据共享的理论研究 ;
空间数据共享的场所 ;
空间数据共享的处理方法。
10 GIS中时空关系的研究
地理空间中空间、时间以及和变化相关联的对象研究 ;
不同时间概念的划分 ,如 :离散的、连续的、单调的等 ;
具体应用中 ,笛卡儿坐标和欧几里得坐标的选择 ;
将人类对时间和空间的认知过程具体化、形式化 ;
空间现象的模拟计算模式。
11 遥感和 GIS的集成研究
解决遥感和 GIS集成方面的关键问题 ,主要包括 :
数据结构和存取问题 ;
数据处理流程 ;
误差分析 ;
机构问题。
12 GIS的用户接口研究
人机交互的用户接口设计和实现 ;
在 GIS环境中 ,人和计算机相互作用的研究 ;
不同背景、语言、文化对人机交互的影响
GIS软件用户接口设计的准则和方法。
13 GIS和空间分析研究
空间统计学地理数据的空间统计分析 ;
地理边界和地图比例尺在空间数据体系中的作用 ;
空间数据的采样和内插 ;
GIS数据结构和空间统计计算之间的关系。
14 GIS在全球变化中的作用研究
全面、定量地理解 GIS应用对全球变化所起的作用 ;
从小尺度的研究出发 ,建立理论基础和计算结构 ;
全球数据质量的评估。
15 法律、信息政策和空间数据库关系研究
GIS数据适用范围 ;
科学地理解空间数据库环境中的法律和政策 ;
如何完善 GIS方面法律的内容和质量 ;
空间数据库在公众政策和法律建设方面的作用
GIS在公众政策和法律方面的有用性尝试。
16 通过协作形成空间决策系统的研究
提供开发和评估工具 ,以解决复杂空间问题 ;
建立知识获取方法 ;
建立评估方案 ;
确定协作方的相互联系方式 ;
在相互作用的环境中解决冲突的方法。
17 在社会背景中 ,如何在 GIS中表达人、空间与环境的研究
人口的管理和控制 ;
确定冲突影响的人口范围 ;
政治经济关心的自然资源的开采和使用。
18 地理信息系统的互操作研究
开放的、分布式存储的 GIS结构 ;
地理数据语义特性获取方法 ;
数据抽象和处理模型研究 ;
地理空间数据的粒度 (Granularity)。
19 地理世界的规范化模式研究
地理世界的规范化表达 ;
用空间数据结构表达现实世界时 ,基本的描述元素 ;
GIS用户对地理世界的直觉看法。
Ⅵ 地理要素的多尺度表达有哪些方法
地理要素的多尺度表达主要还是有
如下阐述的一些方法:
①文书表达法,就是用地理白皮书的方法向全世界叙述岀来以公示;
②电子邮件表达法,向世界地理组织成员国发送电子邮件告知之;
③图片说明表达法,用航空拍照,然后附上说明。
Ⅶ 数据规整的目的是什么,如何实现地理空间数据的规整
什么是GIS
物质世界中的任何事物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统( Geographic Information System, 简称 GIS )作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以运用于现阶段任何行业。
从技术和应用的角度, GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术;
从学科的角度, GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科,具有独立的学科体系;
从功能上, GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能;
从系统学的角度, GIS 具有一定结构和功能,是一个完整的系统。
简而言之, GIS 是一个基于数据库管理系统( DBMS )的分析和管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。
GIS即地理信息系统(Geographic Information System),经过了40年的发展,到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年,GIS更以其强大的地理信息空间分析功能,在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
[编辑本段]GIS 的组成部分
从应用的角度,地理信息系统由硬件、、数据、人员和方法五部分组成。硬件和为地理信息系统建设提供环境;数据是GIS的重要内容;方法为GIS建设提供解决方案;人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分。
硬件主要包括计算机和网络设备,存储设备,数据输入,显示和输出的外围设备等等。
主要包括以下几类:操作系统 、数据库管理 、系统开发 、GIS ,等等。 GIS的选型,直接影响其它的选择,影响系统解决方案,也影响着系统建设周期和效益。
数据是GIS的重要内容,也是GIS系统的灵魂和生命。数据组织和处理是GIS应用系统建设中的关键环节,涉及许多问题:
——应该选择何种(或哪些)比例尺的数据?
——已有数据现势性如何?
——数据精度是否能满足要求?
——数据格式是否能被已有的GIS集成?
——应采用何种方法进行处理和集成?
——采用何种方法进行数据的更新和维护,等等。
方法指系统需要采用何种技术路线,采用何种解决方案来实现系统目标。方法的采用会直接影响系统性能,影响系统的可用性和可维护性。
人是GIS系统的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。系统人员按不同分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。各个部分齐心协力、分工协作是GIS系统成功建设的重要保证。
GIS应用系统建设需要从以上五个方面着手。
[编辑本段]GIS 的应用领域
地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。
以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用
◆ 资源管理 (Resource Management)
主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
◆ 资源配置 (Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。
◆ 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域,城市规划和管理是其中的主要内容。例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
◆ 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容,借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
◆ 生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
◆ 应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时,如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
◆ 地学研究与应用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。
◆ 商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。
◆ 基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。
◆ 选址分析 (Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点,综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素,在区域范围内选择最佳位置,是GIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的空间分析功能。
◆ 网络分析 (Newwork System Analysis)
建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型,研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
◆ 可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、着名风景名胜区的三维可视化模型,实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
◆ 分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
随着网络和Internet技术的发展,运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型,其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享,以及远程空间导航等。
[编辑本段]GIS常用
国外的:
AutoCAD Map3d
ArcGIS(包括ArcGIS, MapObjects, ArcIMS、ArcSDE、ArcEngine、ArcServer等)
MapInfo
GeoMedia
MGE
SmallWorld
国内的:
Supermap
MapGIS
GeoStar
TopMap
GeoBean
VRMap
MapEngine
[编辑本段]电力工业中的GIS
在电力工业中,GIS是指六氟化硫封闭式组合电器,国际上称为“气体绝缘开关设备”(Gas Insulated Switchgear)简称GIS,它将一座变电站中除变压器以外的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等,经优化设计有机地组合成一个整体。
GIS全称气体绝缘组合电器设备(Gas Insulated Switchgear),主要把母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器都组合在一起。就是我们经常可以看到的开关站,也叫高压配电装置。
高压配电装置的型式有三种:第一种是空气绝缘的常规配电装置,简称AIS。其母线裸露直接与空气接触,断路器可用瓷柱式或罐式。葛洲坝电厂采用的即是这种型式。 第二种是混合式配电装置,简称H-GIS。母线采用开敞式,其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。 第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。其英文全称GAS—INSTULATED SWITCHGEAR,简称GIS。
GIS的优点在于占地面积小,可靠性高,安全性强,维护工作量很小,其主要部件的维修间隔不小于20年。
Ⅷ 地理信息系统的数据模型包括那些相互联系的方面试举例说明
1.引言
经过几十年的发展,今天的GIS系统已经具备了较强的数据存贮、管理和输入输出功能,但目前大多数的GIS仍然是以数据为中心的,在完整表达客观地理世界、进行高层次的空间分析和直接提出决策方案的能力方面还远远不够,导致这种情况的根本原因在于现有GIS的数据模型不能准确地表达客观地理世界。为此,作者为现有GIS软件总结了两种典型的数据模型[1]:拓扑关系数据模型和面向实体的数据模型,并分析了它们各自的优缺点,指出应该在整体论的基础上为地理空间建立一个能够直接反映人们认知的整体数据模型。
2.面向对象的整体数据模型
GIS本质上是对客观地理世界的近似模拟,其理想状态应该是尽可能准确地反映地理世界,同时做到数据量最小,又便于人们从中获取所需要的信息和规律。要达到这种理想状态,我们需要做好两步工作:1)准确理解地理空间;2)为地理空间建立面向对象的整体数据模型---一个基于地理空间整体论、完全以面向对象方式组织的GIS数据模型。
地理空间的理解可以简单概括为[1]:地理空间是一个目标组合排列集,每个目标或说对象都具有位置、属性和时间信息,及与其它对象的拓扑关系、语义关系等。基于这一认识,我们可以得到,表达地理空间的整体GIS数据模型有如下特征:
■ 将地理空间按照人的思维方式理解为基于目标的空间和定义在地球表层目标集上的关系。除了要研究对象的几何位置及拓扑关系外,还要重视研究对象间的语义关系。
■ 整体数据模型虽然要求我们将客观世界作为整体看待,但在执行具体的数据组织时也需要对众多的地理实体进行分层。分层是基本的和必要的,但由于为一种目的进行的分层很难满足另外的需求,因此重要的不是提供一种通用的分层,而是对方便地加入、删除对象等维护层的操作予以足够的支持。复合图层含有不按对象维数分层的含义,能够很好地体现客观 世界的整体特征,为不同层中的关联对象或用户感兴趣的不同类型对象提供了一个集中存贮与交互的独立空间,整体数据模型尤其应该增强复合图层的功能,使用户能够自由地加入、删除、修改、查询任意类型(点、线、面和复杂实体)的地理实体,同时能够进行强大的空间分析;
■ 虽然传统的GIS数据模型常将基于对象的模型用矢量结构表达,而将基于场的模型用栅格结构表达[2][3],其实可将对象和连续场这两种看似对立的模型统一在面向对象的整体数据模型中,因为面向对象的方法作为一种框架不仅可以描述基于对象的模型,也可以描述基于场的模型[3][4]。
■ 空间对象是处在三维空间中的,并具有多尺度特征。
■ 整个数据模型完全以面向对象的方式组织。
由上可见,在整体数据模型中,地理空间被表达为一个具有相互关系的对象集。每个对象不仅具有自己的几何信息、属性信息和时间信息,而且与其它对象之间具有拓扑关系和语义关系。所有这些信息在整体数据模型中都处于同等重要的地位,其中起着连接作用的是对象本身。根据对象的形状特点,同时为了方便计算机实现与管理,我们可以将地理空间中的对象分为5种基本对象:点、线、面、注记和复杂对象。其中,前面四种对象比较简单,统称为简单对象,这里只介绍第5种对象---复杂对象。
复杂对象是由简单对象组合派生的,可以划分为如下两种类型:
1)单纯型复杂对象
多个同样类型的对象合并成为一个单纯型复杂对象。·复杂点:点群,由多个点状对象构成的集合,整个集合是一个对象,如聚集在一起的多个水文站等;•复杂线:线群,由多个线状对象构成的集合,整个集合是一个对象,如一线状水系,一径流网络等;·复杂面:面群,由多个面状对象构成的集合,整个集合是一个对象,如一湖泊群,一海洋群岛等。
2)混合型复杂对象
点、线、面共存的复杂对象。混合型复杂对象的混合种类包括:点与线混合,点与面混合、线与面混合及点、线、面同时存在的混合,多个不同类型对象合并成一个就构成了混合型复杂对象,因此混合型复杂对象不属于点、线、面中的某一基本类型,在属性上也就不具备这些基本类型对象的一些特有信息,如线对象的长度,面对象的面积和周长等,这在数据库表结构的设计中要予以必要的考虑。
单纯型复杂对象可以在相应类型的简单对象集中存贮和在相应图层中显示,也可以在复合对象集中存贮和在复合图层中显示;混合型复杂对象只能在复合对象集中存贮和在复合图层中显示,它们不适合存入简单对象集,也不宜在点、线、面简单图层中显示,因为它们的加入会破坏简单对象集和简单图层的专题特性,也不便于管理。
上面介绍的这5种对象在地理空间中都是以三维形态存在的,但由于三维GIS建设的成本较高,在技术实现上也有相当的难度,而目前二维GIS能够满足大部分实际需求,因此我们在表达三维客观地理世界、实现整体GIS数据模型时以开发二维GIS为主,而在某些需要查看具体三维细节的地方提供机制以表现其三维结构,例如可以另开辟一个小的三维地图窗口来表现对象的三维形状、结构和拓扑关系等。
时间问题[5]-[8]、语义关系和拓扑关系[9]-[11]一直是GIS界长期研究的热点,虽然它们在整体数据模型里面占有很重要的位置,但是本文的重点在于确定整个数据模型和系统的总体组织,对它们的具体讨论将在以后逐步展开。
3 系统数据组织
3.1 对象集
对象集是指由众多对象构成的集合。划分对象集的目的在于存储和管理对象的方便,它可以是由同种几何类型的对象构成的集合,也可以是由不同类型对象组成的集合。在整体GIS数据模型中,有如下三类对象集:
■ 简单对象集:包括简单点对象集、线对象集、面对象集和注记对象集四类;点对象集是由简单点对象或单纯型复杂点对象组成的集合,线对象集是由简单线对象或单纯型复杂线对象组成的集合,面对象集是由简单面对象或单纯型复杂面对象组成的集合。简单对象集也可称为专题对象集。
■ 复合对象集:由简单点、线、面对象、注记对象、单纯型复杂对象或混合型复杂对象等不同类型对象组成的集合。在这种对象集合中,可以包含任意类型的对象元素;
■ 场:场是由有机关联的对象构成的集合,其中的元素在几何上不再相互独立,而是紧密相关,这一点与以上两种对象集不同。如TIN、GRID、影像和网络等。场中的元素对象一般较多,场本身就是一个对象集,因此我们在概念上不再另设场对象和场对象集。
由上可见,对象类型与对象集类型并不是完全一一对应的,例如:单纯型复杂线对象与简单线对象一样分别存贮与显示在简单线对象集和简单线图层中,不必要专门的单纯型复杂线对象集和单纯型复杂线图层来存贮和显示。
除了点、线、面三种单纯型复杂对象外,其它各种对象(点、线、面简单对象、注记对象和混合型复杂对象)与对象集类型都是一一对应的。另外,场是一种对象集,不过由于其中的元素并不是场对象(没有场对象概念),因而场与场中的元素也不存在一一对应的关系,但在实现时开发者完全可以设计一个场类来管理各种各样的场。
值得指出的是,整体GIS数据模型认为人们感知的客观世界是一个由众多类型不同的地理实体组成的整体世界,而不是人为分割的、僵化的对象层,但由于分层能够为GIS管理和显示地理对象提供极大的方便,因此我们在基本分层(在本文中是对象集)的基础上,特别提出并强调复合对象集的概念,以此来表达和实现整体GIS数据模型的整体思想。复合对象集打破了GIS中传统分层的框架,为不同对象集中的关联对象或用户感兴趣的不同类型对象提供了一个集中存贮与交互的独立空间,但同时也为系统开发和管理带来了一定难度。比如,单纯型对象集的显示、修改、存贮、管理、分析和输出都可采用统一的方法进行,而复合对象集的这些操作则必须在内部进行分别处理(按对象类型)。虽然如此,但单纯型对象集与复合对象集都是为了满足不同的用户需求而设计的,二者在对象组织、系统实现和空间分析上各有优缺点,一个功能强大的GIS应该同时支持它们。
3.2 图层
对象集加上自己特有的显示属性即是图层,因此对象集类型与图层类型是一一对应的。由于对象集包括点、线、面、注记对象集、复合对象集和场6种基本类型,因此图层也有相应的点、线、面、注记图层、复合图层和场图层6种基本类型。对象集用来存贮对象的空间与属性数据,而图层则用来设置对象集的显示风格并控制对象集的显示范围、显示比例和操作特性(如可显示、可选择、可编辑和可捕捉等),二者各司其职又相互联系。在对应关系上,一个图层只对应一个对象集,而一个对象集却可显示在不同的地图窗口中对应多个图层,因此对象集与图层之间的关系是一对多的关系。
表1 各种对象的存贮与显示对比表
Tab.1 Contrast of store and display of all kinds of objects
对象类型
存贮的对象集
显示的图层
点与单纯型复杂点
简单点对象集表
简单点图层
线与单纯型复杂线
简单线对象集表
简单线图层
面与单纯型复杂面
简单面对象集表
简单面图层
混合型复杂对象
复合对象集表
复合图层
场
多个非同类简单对象集表
场图层
注记对象
注记对象集表
注记图层
3.3 数据库
我们这里所说的数据库是指广义的数据库,其定义为“存贮对象的集合”。物理上不管是以文件形式还是以商业数据库形式存在,只要存贮有对象,我们都称为数据库。就综合性能而言,一般是文件系统在小量数据方面有自己的长处,而商业数据库则对大量数据的支持有着文件系统无法替代的优势。
3.4 地图或地图窗口
对象集是用来存贮地理对象的,图层是用来控制对象的显示的,两者都不等同于地图或地图窗口。我们的地图或地图窗口是一种框架,是显示对象的实际载体,也是控制图层并对之进行操作和分析的主体。
3.5 工作空间
工作空间是为系统管理方便而设计的,相当于一个大的仓库,里面存贮有数据的基本信息,如数据库的名字与尺寸、地图和其它资源(如点、线、面型符号)。系统运行时可调入数据库对之进行管理控制。
4 数据存储与访问
4.1 存储结构
4.1.1 简单对象集对应的表结构
如前文所述,对象集包括点、线、面、注记对象集、复合对象集和场6种基本类型,因此在数据库中应该设计与之对应的6种表。对于文件系统而言,表的概念可以扩展为结构,也就是说用6种结构来存贮这些对象集的各个元素。其中,结构的成员与表的字段是一一对应的,为了操作方便,我们还可以定义一个专门的类来管理这个结构。对于商业数据库而言,表就是关系数据库系统中的普通表,不必进一步考虑。
不同的对象类型对应不同的表,但所有对象集都可采取形如表2的结构,当然不同类型的对象集在空间坐标串的组织及属性字段名字上会有不同。由于点对象与单纯型复杂点对象除了空间坐标串组织方式稍有不同外(不过都是用同样的方法打包成外部不可见的二进制块,可视为相同),其余字段都相同,因此它们可以共存于一个表,也可以一起显示在同一图层中,在各方面的处理上几乎没有什么差别。线对象与单纯型复杂线对象、面对象与单纯型复杂面对象的关系与此类似,也可同存于一个表和在同一图层中显示。当然,简单对象与单纯型复杂对象的空间坐标串的组成结构不同,单纯型复杂对象应该有能够识别多个同类型简单子对象的格式或标记。对于混合型复杂对象,必须用单独的混合型复杂对象表存贮,表结构中除了没有简单对象公有的长度、面积等字段外,其它字段均可根据需要进行设置,结构形式仍同于表2。
表2 简单点、线、面对象及单纯型复杂点、线、面对象表
Tab.2 Data structure of all kinds of objects
对象ID
用户ID
空间信息
语义关系1…
属性1…
属性n
…
…
…
…
…
…,三维结构与时间表存在的标志
由上可见,我们并未如拓扑关系模型那样在面对象表的空间坐标字段里用一系列弧段标识号来表示面对象的组成,而是直接用其坐标串。虽然这样在多边形的公共边上会有重复存储现象出现,但在计算机存储设备日益增大的今天,这已经不再是主要问题,相反这种坐标存储方式使面对象表不再依赖线对象表,其中的元素也变成为相对独立、完整的对象,同时也将提高系统访问数据的速度。这种方式是面向实体的数据模型和面向对象整体数据模型在内部实现机制上的一个特色,是一种以空间换时间的存储方式。
4.1.2 三维结构与时间属性的表结构
目前的GIS仍然以二维GIS为主,但有时又需要查看少数对象的三维结构与时间特性,因此我们在整体GIS的数据库中为这部分对象单独设计了“三维结构与时间表”。为了讨论方便,我们把上面的表2称为主表,而把这个表称为副表(表3)。副表中并不存储整个对象集的全部对象,而是只存储部分具有三维结构与时间特性的对象。至于哪些对象能有三维结构与时间属性存贮在副表中,则要看它们在主表中最后一个属性字段里的标志值。如果标志值为真,则有,否则在三维结构与时间属性表中就没有这些对象。
有时候对一部分对象我们只关心其三维结构或只关心其时间属性,这部分对象的取值不能简单地设为真或假,此时要修改标志变量的值域将之设置为4值域,即V={0, 1, 2, 3},其中0表示既没有三维结构又没有时间属性,1表示有三维结构但没有时间属性,2表示没有三维结构却有时间属性,3表示两者都有。如果整个对象集中存在值为1或2的对象,那么该表就要拆分成两部分以分别存储它们的三维结构与时间属性,当然这些对象的其它信息仍然存储于主表中。
表3 三维结构与时间表
Tab.3 3D data structure and time attribute of all kinds of objects
对象ID
三维结构
时间属性1
时间属性2
时间属性n
…
…
…
…
…
4.1.3 复合对象集对应的表结构
复合对象集是整体GIS数据模型中一个很重要的概念,对于复合对象集,我们可以用两种方式存贮它。1)物理方式,即在物理上将对象的所有信息都集中存放于一个表中。由于不同类型对象的字段不尽相同,因而必然会造成一些字段的空间浪费,例如点对象的长度和面积字段在现实世界中没有实际意义,所占空间自然就是浪费。显然,复合对象集中对象的类型越多,造成的空间浪费就越大。不过,如果复合对象集中包含的对象类型只是简单点与单纯型复杂点,或简单线与单纯型复杂线,或简单面与单纯型复杂面,那么就不会存在字段不一致导致的空间浪费问题。2)逻辑方式,即复合对象集中只存贮对象的系统ID号,而实际的信息仍存在于简单点、线、面对象和单纯型点、线、面复杂对象表---主表中。只是当读取复合对象集中对象的信息时,要打开并访问相应类型的主表,需要耗费一定的系统时间。到底采用何种方式合适,要视具体情况而定。作者的建议是,当复合对象集中对象类型较少时,采用物理方式较为合适。反之,采用逻辑方式则更为合理。作为一个好的GIS系统,应该对这两种存贮方式都进行强有力的支持。
4.1.4 场对应的表结构
面向对象的整体GIS数据模型不仅在概念上将地理对象作为一个个独立的实体看待,而且在内部存储上也是将它们独立存储,各对象表之间并不存在拓扑依赖关系,这一点与基于拓扑关系的数据模型有很大的不同。那么,面向对象的整体GIS数据模型如何处理对象间的拓扑关系呢?我们知道,拓扑模型存贮对象间拓扑关系的一个很重要的目的是为了实现数据共享(同时也降低了访问速度),整体GIS放弃了这一点,它在对象的单个表中为每个对象都存贮了完整的坐标信息。拓扑关系在GIS中并不是最基本的信息,当在特殊情况下需要时我们可以将它们临时构建出来,生成的拓扑关系存放于新的对象集中,形成专门的具有拓扑关系的对象集,这种对象集就是场(这里特指矢量场)。场表的字段设置基本上采用了拓扑关系数据模型的表结构,面与线之间的坐标存储具有依赖关系。
其实,拓扑关系数据模型中预先存储的拓扑关系和整体GIS数据模型中临时构建的拓扑关系都是最基本的点、线、面邻接关系,并未涉及到相交、相离、覆盖等更多的拓扑关系,邻接关系也是拓扑关系中最常用的一种,因此我们只讨论点、线、面间的邻接拓扑关系,其它关系可根据空间查询和分析运算得到。
1)网络场
网络场是包含并强调点、线拓扑关系的最典型代表,网络场对应的对象表有两个:以弧段为主的弧段---结点表(表中含坐标串字段)与以结点为主的结点---弧段表(表中可含结点坐标字段,也可不含)。其中结点---弧段表中可存贮弧段标识号,也可不存(如果不存,可在弧段---结点表中查得结点的弧段),但结点表一定要存在,因为结点有属性要保存。网络场的两个表包含了点与线之间的邻接拓扑关系,我们可以通过它们查得任意结点的邻接弧段和结点,可以查得任意弧段的起止结点。弧段的位置信息一般存于弧段---结点表的空间坐标串字段中,端点的坐标可存于该字段中,也可在结点---弧段表中设一坐标字段存贮。
2)TIN场
TIN场由两类表即可存贮:三角形表和点表。三角形的坐标存于点表的坐标字段中,三角形表本身不存储坐标信息,而只存三角形顶点序号,这些序号的排列有严格的顺序,不能随意颠倒。
3)点-线-面场
有了多边形---弧段、弧段与结点和多边形、结点---弧段三个表,我们就可以得到任意多边形、任意弧段和任意结点的拓扑邻接关系[1]。其中弧段与结点和多边形表是枢纽,为弧段默认设置了空间坐标串字段、从结点、到结点、左多边形和右多边形5个字段。含有这种点、线、面之间拓扑关系的典型场有城市街区图、地籍管理中的宗地等。
其它场如GRID模型、影像数据是栅格数据管理的范围,数据结构相对简单,本文不作讨论。
4.1.5 数据库选择
在数据库类型选择上,有三种模式可供参考:
■ 全文件方式,即空间数据和属性数据都存贮在文件系统中;
■ 文件数据库混合方式,即空间数据存贮在文件系统中,而属性数据存贮在商业数据库中;
■ 全数据库方式,即空间数据与属性数据都存贮在商业数据库中,两种数据可以存放于同一个表也可分别存放于两个表中。
4.2 访问机制
上一小节讨论了地理对象的存贮方式,作为一个大的空间数据库,仅有这些表是不够的。6种基本对象集表只是给我们提供了装载对象的空间,其中的商业数据库表虽然也给我们提供了访问接口(文件系统中表的接口则需要我们自己开发),但究竟如何进行有效的调度访问则还需要进一步设计和组织。
4.2.1 空间索引
我们知道,由于每个表具有相对固定的字段结构,因此一个表只适合存贮类型相同的对象,在整体GIS数据模型里,一个表通常对应一个对象集。一个数据库中往往有多个表,为了管理表的方便,可以用一个统一的表---总表来管理所有对象集对应的表,总表使我们在不必访问数据库各表的情况下就能得到它们的基本信息(如对象集的范围、对象集的索引表等)。一个数据库中只存在一个总表。
在解决了统一管理对象集表的问题后,进一步,为了快速访问各表中的地理对象,我们可以为每个表建立空间索引和属性索引。属性索引可以直接利用关键字在数据库中建立,而空间索引则需要采用一定的算法来实现,常用的方法有R树索引、网格索引和四叉树索引等。为每个对象分配的空间索引编号都存在该对象集的空间索引表中,即一个对象集表对应一个空间索引表。一个数据库中所有对象集表和相应的空间索引表都只对应一个总表。
表4 对象集表对应的空间索引表
Tab.4 Spatial index table of all kinds of object sets
索引块编号 索引块内的对象ID集合
…
….
4.2.2 对象存取
关系数据库以结构简单规范着称,访问存取操作技术也易为人们理解和掌握。当我们把地理对象存入数据库中以后,后面对这些对象的访问、修改也就容易了,在表中加、删记录也相当简单。采用的方法都是将给定的空间、属性条件组织成标准的SQL语句,输入查询算子里面执行即可。当然,对于空间条件的处理,需要自己写算法实现。总体来说,对数据库中对象的访问是以记录集为媒介的,不管是读出对象信息,还是修改、加入、删除记录(写进),都要通过记录集进行,因此必须首先进行查询(SQL查询和空间查询)得到带有所需字段的记录集。对于不支持这种规范化操作的文件型数据库,可以自己开发类似的访问引擎实现对象存取。图3表示了在数据库中进行对象存取的一种机制。
5 系统实现
相对于以前的GIS数据模型而言,整体模型更能真实地逼近客观世界,我们开发的商品化软件---SuperMap 系列软件很好地体现了整体GIS数据模型的思想,能够满足整体GIS的大部分需求,目前已经在国内外市场上得到了广泛应用。
图4展示的是SuperMap系列软件之一的通用桌面GIS系统---SuperMap Deskpro 3.0版本,该系统完全以面向地理实体的方式组织,不仅存贮有地理实体的位置与属性信息,而且能够方便地存取实体之间的拓扑关系和语义关系。在图层的组织方面,不仅符合用户对地理世界的直接感知模式(通过复合对象集实现),而且支持用户根据自己的需要对地理数据进行理性地思考、组织、存贮、管理与显示(简单对象集不仅能满足用户的专题需要,同时也能避免用户误操作对专题数据统一性的破坏)。在数据存贮与管理方面,既支持小数据量的文件型数据库,同时也支持市场上广为流行的大型商用数据库,如SQL Server和Oracle等,空间索引和查询的速度也满足海量数据用户的实际需求。作为桌面GIS系统,SuperMap Deskpro 3.0为用户提供了友好的图形界面,在操作上也为用户批量处理数据提供了很大的方便。SuperMap Deskpro 3.0参加国家科技部和国家遥感中心组织的2001年度国产地理信息系统软件测评后,作为优秀的桌面GIS产品获得了科技部的表彰推荐。
6 结语
用户感知到的地理世界是一个整体,而不是一个个数据层,而且是动态变化和处于三维空间中的。地理世界中的各种实体之间具有拓扑关系和语义关系。为了使做出来的GIS尽可能地符合用户对地理世界的认知,面向对向的整体GIS数据模型及其实现系统需具有如下特点:
1) 强调拓扑关系与语义关系;
2) 强调特定对象的三维结构与时间属性;
3) 重视在复合对象集与复合图层方面增强功能,例如增加任意类型的对象与对象集;
4) 面向对象与拓扑关系数据结构相结合、面向实体与面向场数据模型共存;
5) 客观世界是一个整体,本质上没有GIS的分层概念,但有时在GIS系统中也需要跨层研究对象之间的关系。对于这种跨层拓扑关系我们可以用三种方法揭示:①将各层显示在同一地图窗口中进行观察;②跨图层查询并将结果显示在同一地图窗口中,结果也可保存为地图或复合对象集;③利用整体数据模型中的网络场和点-线-面场有效地模拟跨层之间的拓扑关系。
6) 地理实体之间的语义关系可以通过对象的属性来标识。
Ⅸ 地理数据是如何分类和编码的
数据编码是指把需要加工处理的数据库信息,用特写的数字来表示的一种技术,是根据一定数据结构和目标的定性特征,将数据转换为代码或编码字符,在数据传输中表示数据组成,并作为传送、接受和处理的一组规则和约定。由于计算机要处理的数据信息十分庞杂,有些数据库所代表的含义又使人难以记忆。为了便于使用,容易记忆,常常要对加工处理的对象进行编码,用一个编码符合代表一条信息或一串数据。对数据进行编码在计算机的管理中非常重要,可以方便地进行信息分类、校核、合计、检索等操作。因此,数据编码就成为计算机处理的关键。即不同的信息记录应当采用不同的编码,一个码点可以代表一条信息记录。人们可以利用编码来识别每一个记录,区别处理方法,进行分类和校核,从而克服项目参差不齐的缺点,节省存储空间,提高处理速度。
地理编码又称地址匹配。是为识别点、线、面的位置和属性而设置的编码,它将全部实体按照预先拟定的分类系统,选择最适宜的量化方法,按实体的属性特征和集合坐标的数据结构记录在计算机的储存设备上。
望采纳!!!
Ⅹ 需求分析
根据广东省农用地分等成果汇总工作的要求和土地管理信息系统的特点,将分等成果数据信息按行政级别分为三级,即县(市)级、地市级和省级,各层次间的数据相互兼容和联动。县级数据是整个系统的数据基础,其他各级系统是在此基础上建立起来的。因此,在开发广东省农用地分等成果管理信息系统时就要充分考虑各种情况。
(一)空间和属性信息的一体化管理
为实现空间信息与属性信息的无缝链接,系统设计选择关系型数据库管理属性信息,空间信息和属性信息可以一体化显示和管理。
(二)多尺度地理数据的一体化管理
农用地分等县级成果比例尺为 1∶1 万或 1∶5 万,地级市汇总成果为 1∶10 万或 1∶15 万,省级汇总成果为 1∶50 万。要求系统对不同比例尺的成果数据实行统一管理,在不同比例尺下显示不同级别的数据。
(三)多尺度数据的互访
考虑不同层次农用地分等成果的连续性和实用性,要求系统建立不同层次分等单元之间的空间关联关系,并可实现互访,既可以由低级别查询相关联的高级别数据,也可以查询高级别数据由哪些低级别数据汇总而成。
(四)图形数据和属性数据的查询功能
根据农用地分等成果的特点,设计属性数据和空间对象的多种互查询方式(表 6-1)。
表 6-1 属性数据和空间对象的互查询方式列表
(五)良好的用户界面
根据用户的操作,提供不同细节程度的显示功能,方便相关管理部门查询、管理各类成果。