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地理信息系統論文:多媒體技術與地理信息系統論文
摘要將多媒體技術應用于地理信息系統中的關鍵問題是：如何有效地管理多媒體數據和空間數據；其次，在區域分析過程中，怎樣實現多媒體播放功能.指出用擴充的關系數據模型作為多媒體數據模型較適宜；多媒體功能的實現則取決于多媒體數據的格式是否為RIFF格式以及對多媒體數據的應用要求.展示了多媒體技術在地理信息系統中的應用前景.
關鍵詞多媒體技術，地理信息系統，空間數據，屬性數據，區域分析，數據模型
現今由于多媒體技術的迅速崛起和高速發展，越來越多的應用軟件都大量使用了多媒體技術.如果將多媒體技術應用于地理信息系統(geographicinformationsystem，簡稱GIS)軟件中，勢必大大增強GIS信息的表現能力，擴大GIS的應用領域.那么怎樣將多媒體技術應用于GIS軟件中呢我們認為應從兩方面來設計其一是怎樣將多媒體數據溶于GIS數據庫中，并保障提供GIS軟件的雙向檢索及各種分析功能；其二是在應用過程中，怎樣實現多媒體的播放功能.以下就這兩個內容及其應用前景談談我們的看法.
1多媒體數據的有效管理
通常，應用軟件中的多媒體數據有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數字化到數據庫當中，播放時從數據庫中取數據；另一種是播放時，邊生成邊播放.而GIS軟件中的數據庫又分為空間數據庫和屬性數據庫，即我們可根據媒體數據的特性或應用軟件的要求將多媒體數據分別溶于空間數據庫和屬性數據庫中.
1.1GIS數據庫中多媒體數據的管理
1.1.1GIS空間數據庫中多媒體數據的管理目前，多數GIS應用軟件所能描述的空間目標都是靜態的，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研究者已廣泛關注能對時空過程和時空目標進行描述和分析的時態GIS(temporalGIS).時態GIS的組織核心是時空數據庫，即設計一個合理的時空數據模型是建立時態GIS的關鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態GIS產品的時空數據模型，一但時空數據模型的研究有所突破，不僅能解決時態GIS的應用問題，還將解決空間數據庫中動畫數據的管理問題，即可通過使用動畫技術來實現在屏幕上動態播放時空過程.如動態顯示衛星云圖的變化情況、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.
有關時空數據模型，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域中每個狀態的全部信息，而只存貯某個時間的數據狀態(稱為基態)以及相對于基態或鄰近狀態的變化量.在此基礎上，建立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數據.
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；另一個是如何設計用來描述兩個狀態變化量的差文件.
關于建索引的問題，筆者認為：基態，亦a,b,c,d分別表示時態GIS的4個時期；T.時間軸；t0,t1,…,tn分別表示時態在GIS某個時期的n+1個時態，其中tn為基態，即“現在”時態一次數據狀態——“現在”時態總是變化的，每產生一個新的現在時態，就應生成一個現在時態與前一次時態的差文件，同時根據現在時態所處的時間位置來決定是否產生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當n為2i(i=2,3,…)的整數倍時，就需產生tn-2i～tn的索引差文件.相應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正好比新建的索引差文件個數少一個.
關于差文件，筆者認為在設計中應考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態的目標信息進行異或而產生的，這意味著差文件包含有兩類目標信息：一類是前一時態有而后一時態無的目標信息；另一類是前一時態無而后一時態有的目標信息.為了能根據差文件快速、連續地由一個狀態到過去另一狀態或最近另一狀態進行檢索，應在差文件中將這兩類目標信息予以標識區分.(2)兩個狀態之間目標變化應是有對應關系的，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，在差文件中應將兩類各目標之間的對應關系予以標明，當然，這會增加差文件生成過程的復雜性.(3)和所有地圖數據庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關系信息組成，差文件中應將每個目標這3種信息之間的關系予以標明.
1.1.2GIS屬性數據庫中多媒體數據的管理有些GIS的應用中，認為多媒體數據是一種特殊的專題屬性數據.怎樣選擇多媒體數據的數據模型，使得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數據的聯系，是多媒體技術在GIS應用中的關鍵所在.
目前，多數GIS屬性數據庫使用的是關系模型.為能將關系模型應用于多媒體數據管理系統中，就必須對現有的關系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數據，也能處理非格式化數據.楊學良［2］就這個問題提出了3種技術策略：將多媒體數據文件名作為關系中元組某列(或屬性)；將每個元組作為一個完整文件保存；元組中存貯格式化數據以及非格式化數據的引用項，而非格式化數據單獨存貯.
對比這3種技術策略，及時種技術策略方法簡單、容易實現，適宜于對多媒體數據進行播放.第二、三種技術策略雖然能夠實現并發控制和恢復，以及實現對多媒體數據進行編輯和拮取的應用，但由于此兩種技術策略將每個元組所對應的空間目標的專業屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應用程序設計的復雜性，又不利于那些只需使用空間目標的專業屬性的一些應用的實現.為此，我們認為，在及時種技術策略的基礎上，增加一個或多個屬性項，用于存放多媒體數據的文件信息和數據流信息，當我們需要對多媒體數據文件進行特殊應用時，可根據文件信息和數據流信息對多媒體數據文件進行操作.
1.2GIS區域分析中多媒體數據的生成
多媒體數據生成的另一種方式是在GIS應用中，邊統計、分析運算，邊生成結果數據——多媒體數據.
1.2.1空間分析中多媒體數據的生成空間分析是一組分析結果依賴于所分析對象的位置信息技術［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、緩沖區分析和網絡分析等.
為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結果，我們可用虛擬現實技術來實現.所謂虛擬現實［4］是一種由計算機生成的高級人機交互系統，即構成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環境，使用者通過專門的設備可在這個環境中實現觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術來觀察地形分析或網絡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旋轉.此時以動畫形式顯示的媒體數據隨使用者的操作產生并顯示.
1.2.2統計分析中多媒體數據的生成統計分析就是用數理統計方法開展區域分析.數理統計方法主要有：統計特征值、研究兩種或多種地理現象之間的相關分析，通過一組實際觀測數據分析系統變量之間因果關系的回歸分析，以及主成分分析等.
為了更加形象化，我們可以將數理統計結果以直方圖、曲線、曲面或區劃圖表示，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，以增加系統的感染力，而表現這些現象的媒體數據是在統計分析之后由系統自動生成并播放的.
2GIS應用系統中多媒體功能的實現
在GIS應用軟件中進行多媒體功能實現，首先是受GIS應用軟件自身開發平臺的限制.多數情況下，GIS應用軟件的多媒體開發平臺宜選擇編程語言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS應用軟件相結合.一旦多媒體開發環境確定下來，那么怎樣實現區域分析中多媒體功能
2.1空間數據庫中多媒體數據的播放
由前所述，空間數據庫中存貯的多是各期間的時空數據，這些數據的結構與MCI所能接受的多媒體文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以應用程序不能直接調用MCI函數和API函數，必須根據時態GIS的空間數據庫結構，設計一個相應的動畫播放程序來實現動態顯示功能.
下面簡述動態顯示時態GIS中ti～tj狀態的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現在時態).(1)由基態開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態信息.(2)顯示ti狀態信息.(3)根據ti差文件，擦除ti狀態有而ti+1狀態無的信息，顯示ti狀態無而ti+1狀態有的信息.(4)i+1i.(5)當i＜j時，轉(3)；否則結束.
如果用上述算法來實現動態顯示時空過程，還有很多細節需要設計.首先，在(1)步驟，從基態開始，逐級逐步檢索，每檢索到一個狀態差文件，就需根據差文件來生成該狀態信息，直到ti狀態處；其次，在(3)中，需要用到動畫技術，擦除前一狀態信息實質為恢復該處顯示內容，而顯示后一狀態信息之前，需保存后一處信息內容，再予以顯示新狀態信息.
2.2屬性數據庫中多媒體數據的應用
一般來說，多媒體數據主要應用于兩個方面：一個是簡單播放；另一個是對多媒體數據進行編輯和拮取.對于前者，只要使用MCI函數或API函數按屬性數據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據文件格式RIFF，根據多媒體數據的文件信息和數據流信息，通過調用多媒體文件輸入/輸出函數來實現多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.
3多媒體技術在GIS中的應用前景
(1)實現資源信息的科學管理，提供信息服務.GIS一改為用戶管理提供單一的圖表、數據信息形式，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、娛樂軟件的內容及表現手段.比如有關地理、歷史等課程的教學軟件和娛樂軟件的設計.(3)銷售和演示信息系統.GIS和多媒體技術合為一體的這類系統會比以往的信息系統更具有表現力.比如房地產公司的銷售系統，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環境及內部結構，而且可以動態地刪去當天已售出的房子，給出不同價格等；旅游導游系統，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生身臨其境的感覺.
總之，將多媒體技術和GIS技術相結合，是計算機應用領域的一個發展方向，它會改變人們的工作、生活、思維方式，推動信息社會的前進.
地理信息系統論文:關于開發鄭州市天然氣輸配管網地理信息系統的探討
一、必要性及可行性
必要性：
鄭州市燃氣管網地下設施從1985年開始敷設至今，已有十六年的時間。據近期資料統計，截止2001年初，已敷設長輸管線76KM，市區中壓管道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，工業用戶38戶。以往對這些信息的保存、調用，均以圖紙檔案的方式。隨著管網建設規模的不斷擴大及時間的流逝，新老資料越積越多，許多已鋪設的管線需要維修、維護，同一管線由于改造會．出現多份資料，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濟損失。隨著計算機應用技術的不斷發展，對地下管網設施信息的保存、調用，目前已發展到“智能”化的程度。基于計算機地理信息系統技術，可高效、快速、的調出所需要的管網信息，并具有一定的分析功能，為搶險、維修、規劃燃氣管網提供了方便、快捷的手段。地理信息系統的開發，是行業發展、邁向高效管理的必由之路。國外發達國家的發展證實了這一點。結合公司已建和在建的CAD設計系統，計算機調度系統，用戶服務系統以及內部網辦公自動化系統，開發天然氣輸配管網地理信息系統是十分必要的。
可行性：
目前，國內流行的地理信息開發軟件有Maplnfo，ArcView，MAPGIS，GeoStar等。比較這些軟件開發平臺，ArcView適用于較大的地理信息系統，它是由美國ESRI公司研制的ARC/INFO平臺系列產品，是GIS技術的先驅，適用于各種尺度應用系統的開發，尤其是較大的系統多采用該穩定的開發平臺。其它系統則用于開發較小型的地理信息系統、桌面制圖及管理系統。
經考察，分析如下：
1．地理信息系統的開發，屬于計算機領域的應用開發，能否成功，取決于開發人員對應用軟件的熟悉程度。基于平臺的開發工作，是一種高級語言的開發，系統提供了大量的基本工具庫，經過短期學習和培訓，能夠較快的掌握平臺，具備基本的應用能力。
2. 地理信息系統的開發，需要有燃氣行業地下管網的知識、資料，公司有這方面的優勢。綜上所述，開發鄭州市天然氣輸配管網地理信息系統是可行的。
二、系統設計原則
為使地理信息系統的實施滿足公司現階段的需要，并使之成為鄭州市綜合地理信息的一部分，另外考慮在系統內容及功能方面進一步拓展的需要，系統設計應遵循，以下原則：
1．標準化原則：系統數據的分類編碼應嚴格遵循現有的國家標準、行業標準，除此之外，還應制定適合鄭州市特點的具有區域推廣應用價值的地方標準。
2．完備性原則：數據庫中存儲的圖形及屬性等信息，應能滿足系統的正常運行和用戶日常工作的需求。系統具有的功能應當完成系統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：一是數據性，圖形信息和屬性數據，并可及時補充、更新和備份已變動的數據。二是系統的性，系統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，系統還考慮到數據的兼容性及技術先進性等原則。
三、系統開發硬件環境
系統開發硬件環境建設原則是：依托公司現有的或即將建設的網絡環境及設備基礎，增加具有適合地理信息系統開發的圖形工作站，可進行數據共享的網管地理信息服務器。
四、系統軟件
系統采用windows NT 或(windows 2000)操作系統。GIS軟件的選擇：經考察國內已建成的天然氣管網地理信息系統，大多采用國外的GIS軟件。國內自行研制的GIS軟件，雖經幾年發展有了相當的基礎，但在功能的穩定性和二次開發上與國外軟件尚存在距離。
國外典型GIS性能比較：
經調研分析，專業軟件采用美國ESRI公司的ARC／INFO系列產品。
理由如下：
1．ESRI公司于20世紀70年代開始研制GIS軟件產品，是公認的GIS軟件鼻祖，現仍是GIS軟件的領頭羊。產品系列全，穩定性。
2．ARC／工NFO系列產品不僅具有強大的空間數據管理功能，而且其分析功能是其它GIS軟件所無法比擬的。尤其是網絡分析功能十分強大，這一功能在管網故障分析中是不可或缺的，它對系統的深層次開發具有重要意義。
3．在數據兼容方面具有優勢。由于系統采用數據開放功能，可直接讀取關系數據庫文件，可無須轉換直接讀取AUTOCAD圖形文件。目前，設計室采用的AUTOCAD設計圖紙，本系統可直接引用。
4．鄭州市規劃局及鄭州市房地產局所建的市區1：10000和1：500電子地圖均采用ARC／INFO系統，為以后使用大比例尺圖提供可能。
五、系統前期的預研
天然氣管網地理信息系統是一個較為復雜的圖形和數據庫相結合的系統。系統基礎信息資料的規范化采集輸入以及日后的系統維護是本項目的難點所在。應該本著“統一規劃，分步實施”，邊建設邊應用，有投入有效益的原則，既要為公司節約項目開發資金，又要建立起穩定，切實可用的天然氣管網地理信息系統。任何急功近利，急于求成，幻想一步到位的開發思想，都是不切實際的。這樣做的結果，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，充分利用當地的技術優勢和力量，可避免走彎路，減少系統開發后續服務的費用。地理信息系統的較大特點之一是：基礎地理信息采集數據量大，信息的現勢性強。應充分利用眾多相關的鄭州市地理信
息基礎數據，并考慮逐年更新、充利用這些資源的便利性，有利于開發后的信息數據維護、城市管網規劃。避免因到非專業部門獲取數據由于格式不統一而造成的大量問題。預研步驟：
利用ArcView系統在鄭州市1：10000的電子地圖上進行項目預研。預研的內容有：
1．將鄭州市天然氣主干管網1：1000的地理信息輸入系統。
2．建立系統的信息采集、資料管理、輔助設計、信息分析等功能。
3．通過預研，系統應基本具備的功能有：
(1) 查詢(包括：按地段、按型號、按類型等)
(2) 分析(包括：管網故障影響地域等)
(3) 統計(基于地圖數據的統計,如：管段長度、閥門總數等)
(4) 編輯(包括：基本圖形要素)的增、刪、改的編輯。并能記錄權限，若無權，則禁止修改。
(5) 屬性數據的修改
(6) 圖形表格輸出
另外；還應熟悉圖層勘口、測量、視窗變換、數據維護更新、備份，圖例顯示、修改、編輯、立體圖形顯示等功能。
六、系統數據體系
圖形數據層次的設計應兼顧通用性和方便實用的原則，分為基礎地理信息數據、專業應用數據。基礎地理信息數據：含道路層(街區層：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。專業數據層：含主干管層、支管層、專用結點(水井、閥門等)層、用戶層、注記層等。
1． 圖形數據
基于1：1000電子地圖上的內容：高中低壓管線、閥門及單體圖、主要管件、調壓站、儲配站、輔助信息圖等。
2． 屬性數據
(1) 管線屬性數據：管徑、材質、埋深、管線性質(中、低壓橋管、隧道)、管線等級(出廠站管、環線、干管)；
(2) 設施屬性數據：閥門銘牌、類型、轉向和圈數；調壓器類型、大小、進出管口徑、出口壓力、有無壓力監測等；
(3) 歷史性數據：埋設日期、維修記錄、接口形式等。
(4)輔助型數據：
a．統計型數據：可按口徑、壓力級別、影響范圍、故障類型、調壓器類型、管齡和材質等進行統計分析；
b．說明型數據：用戶調壓氣的壓力要求、與之相關聯的有關信息。在具有1：1000鄭州市地圖基礎數據的基礎上，對1：1000市區圖的管網分布進行布丁式方法錄入。
七、系統主要功能
根據系統要實現的功能及圖形分類原則，進行計算機編程模塊設計。主要分為：
(一)數據錄入模塊設計：其中包括干管錄入模塊；支管及入戶管錄入模塊；管網屬性資料錄入模塊。
(二)查詢模塊設計：其中包括管網圖形信息查詢模塊；管網屬性信息查詢模塊；
查詢功能：
1．實現圖數及數圖查詢。即可在圖形目標上進行查詢并將查詢結果以新圖表示，同時檢索出相應屬性庫；也可以根據屬性進行任意復雜程度的邏輯查詢，并將查詢結果以圖形方式表示。具體可分為：管線線狀信息查詢；檢修管網、閥門等特殊結點查詢；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(指定區域內點數、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、調壓器類型、維修日期、管齡和材質等進行查詢；
3．閥門資料查詢：可按閥門編號、維修日期等進行查詢；
4．調壓器資料查詢：可按調壓器編號、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、調壓器等資料；
6．規劃資料信息查詢：如規劃新的煤氣管網等。
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：相關自來水、污水、電纜、電訊設施查詢；管網輸配實時信息查詢。
(三)日常工作管理模塊：其中包括文件資料管理模塊；系統維護管理模塊；
(四)分析模塊
管網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：根據爆管點確定管位，氣體泄露量，確定關閘方案等。
3．閥門開關影響范圍分析。
4．管網跟蹤：當某一段泄露時能快速找到應關閉的閥門，找到應隔離的用戶，有助于隔離決策。
5．具有對現有圖形數據歸納分析的功能，為應急處理和調度起輔助決策作用。
6．地圖測量
(五)輔助設計模塊：
該功能能通過AUTOCAD實現，開發輔助設計子系統技術具有管網的平面設計；管網縱斷面設計；常規設計工具；設計圖紙輸出；修改原設計及設計變更資料管理等功能；同時設計數據接口轉換程序，將CAD數據轉入ArcView系統。
(六)文字資料及表格管理功能：
系統實現對文字資料、表格數據、圖紙檔案的電子化管理。
(七)統計模塊：
管網屬性信息統計模塊提供以下功能：基于地圖數據的統計。提供用戶日常工作中常用的統計功能。如：統計管網公里數、管段長度、閥門總數等。
基本圖形要素的增、刪、改的編輯。并能記錄權限，若無權，則禁止修改。
屬性數據的修改
不同圖層數據復制
圖形表格輸出
視窗變換
數據維護與更新
數據備份
(九)輸出模塊：
其中包括圖形輸出模塊；屬性信息統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所為基礎，在1：1000的鄭州市電子地圖上的做出天然氣管網地理信息圖，并輸入相關屬性數據。本步驟完成后，可提供調度中心，搶險部門試用，提出修改完善意見，以建立完善的系統框架。
由于管網信息需每年維護，所以，應在年度管網普查、拆遷、規劃、維護中對計算機地理信息系統資料進行維護，以保障本系統建立后，切實發揮．出它的作用。
以上為我們對開發鄭州市天然氣輸配管網地理信息系統的粗淺認識，不當之處請指正。
地理信息系統論文:地理信息系統在配電網自動化中的應用
[摘要]:地理信息系統(GIS)是在計算機軟件技術支持下采集、儲存、管理、檢索和綜合分析各種地理空間信息,以多種形式輸出數據與圖形產品的計算機系統。介紹了GIS的數據組織及其在配網自動化中的主要應用,包括離線和在線兩個方面,提出了基于組件的系統開發模式及建立WEBGIS的必要性和性。
[關鍵詞]:地理信息系統 配電網自動化 應用
以實際地理位置為背景的電力設備分布圖,不僅能在設備管理上為用戶增加設備空間位置的信息,而且通過實時信息能地反映配電網的實時工作狀況。因此,GIS已成為配電網自動化不可缺少的組成部分。
1數據組織
地理空間數據是指以空間位置為參考的數據,地圖是空間數據的一種表達方式,空間位置通常是用空間實體與某中參數坐標系統的關系來表達。
各種地理空間實體,如居民區、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。
這種空間數據的組織能滿足配電網自動化的要求,根據實際地理位置布置設備、線路,展示配電網的實際分布,采用層的概念組織圖形和管理基礎數據,自由分層,層次之間又可以靈活的自由組合。
與空間圖形數據對應的還有屬性數據,既對圖形相關要素的描述信息,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。
這些屬性數據的用途為結合圖形進行檔案資料的查詢提供具體信息。對已經在管理信息系統(MIS)中錄入和使用的部分屬性數據,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。
屬性數據可存于任何關系型數據庫中,如:SQLSERVER,SYBASE,ORACLE 等傳統的關系型數據庫不能管理具有地理屬性的空間數據,所以大多以文件形式存儲。從數據的多用戶、訪問安全性以及數據操作的高效性來講,這種儲存形式力不從心。各大GIS 公司相繼推出這類產品。如:ESRI公司的SDE(空間數據庫引擎),通過SDE把地理空間數據加到商業關系型數據庫:MAPINFO公司的SPATIALWARE上,可以將地理數據存儲到RDBMS中,ORACLE81 SPATIAL使得ORACLE81數據庫具有空間數據的管理能力。
2 配電網GIS的建立
目前開發配電網GIS有兩種趨勢,一種是把GIS作為整個配電網自動化的基礎平臺,另一種是把GIS作為其中的組成部分,與SCADA等其他系統共同完成整個配電網自動化的功能。筆者認為第二種方案比較可行。原因是目前大部分地區SCADA系統的功能已經完成,并且投入運行,作為新增加的GIS只要通過數據庫的關聯,就能實現信息的共享,而且又能保障各個子系統的獨立性,使整個系統的可維護性增強。同時減少了開發GIS子系統的工作量,免去了資金的重復投入。
3 配電網自動化中GIS實現的功能及其特點
GIS在配電網自動化中的應用可以分為離線和在線兩個方面。
3.1離線應用方面主要包括:
A.圖形的操作:在以地理圖為背景的配電網分布圖上,可以分層顯示變電站、線路、變壓器、開關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定。
B:空間數據測量:測量兩點、多點之間的距離和任意定義區域的面積。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,也可以統計供電區域的面積。
C:設備檔案管理:管理所有的配電系統設備檔案和用戶檔案,根據要求進行各種查詢統計。主要根據屬性數據與空間數據關系,進行雙項查詢。條件查詢(從數據庫查詢圖形,按設備的屬性數據庫查找設備地理位置,對典型設備可以進行查詢、顯示、列表、統計)和空間查詢(從圖形查詢屬性數據,在圖形上對任意設備進行定點查詢和多邊形小區查詢,并且顯示、列表和統計)
D:設備檢修管理:根據檢修管理指標,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備檢修工作,并提出設備檢修計劃。
E:用戶報裝輔助決策:通過直接在地圖上部設報裝用戶位置,系統根據報裝容量,電流強度等自動的搜索設定范圍內(范圍值可以在界面上靈活設置)滿足要求的變壓器,選擇不同的變壓器系統自動在圖上畫出的架設路徑,并給出具體的長度。
F:開操作票:把開操作票的任務放在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填入相應的操作票表單中,再在標準動作庫及術語庫中選擇操作目標結果,就能方便、地開操作票。
G:模擬操作:可以做計劃內停電檢修前的預演。分為拉開關、停線段、停饋線等不同方式,根據不同的操作自動搜尋停電范圍,預演操作結果,確認后打印停電通知單。
3.2在線應用
在線方面應用主要包括:
A:反映配電網的運行狀況:讀取SCADA系統實時狀態量,通過網絡拓撲著色,反映配電網實時運行狀況。對于模擬量,通過動態圖層進行數據的動態更新,確保數據的實時性。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進行遙控,對設備進行各種掛牌和解牌操作。
C:負荷管理:根據地圖上負荷控制點的位置,結合獨立運行的負荷監控實時系統,以用戶的負荷控制終端的基本數據為數據,實現各種查詢和分析功能,用圖表方式顯示結果。根據負荷點的地理分布及其各種實測數據,進行區域負荷密度分析,制定負荷專題圖,通過不同時期的對比,輔助電網規劃。
D:停電管理:他是配網
自動化中管理系統的重要組成部分,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,根據用戶停電投訴電話中故障地點的數量和位置,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。根據維修隊伍的當前位置,給出到達故障地點的調度路徑,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接口:遠方抄表與自動記費系統向GIS傳送用戶地址、用戶的名稱以及用電負荷等信息,GIS可以顯示抄表區域和區域的負荷情況,使數據更加直觀。
4系統的開發
應根據GIS在配網自動化中的應用功能進行模塊劃分,由于GIS數據量大,維護工作比一般管理系統復雜,需要一定的專業知識,另一面,根據供電企業部門的職能劃分,對GIS也提出了不同的要求。因此對建立整個配網GIS來說,根據功能大致可分為3個自系統。
A:系統編輯,系統自維護,主要完成配電網圖形的編輯和數據庫的維護。
B:實時運行子系統,能夠對配電設備進行各種操作,并實時反映操作結果。
C:瀏覽,查詢子系統,查看當前電網狀況,完成各種查詢、統計和分析。
隨著平臺及應用技術的不斷發展,GIS的應用越來越來深入,廣泛。
地理信息系統論文:地理信息系統在物流配送中的應用
摘要：
高效、快捷的物流配送系統對企業，尤其對電子商務的發展至關重要[1]。本文在對兩者的融合進行了探討，并提出了基于GIS的物流配送系統解決方案，以實現對物流配送過程的全程管理。
關鍵詞：地理信息系統，物流，電子商務
1 引言
物流是指計劃、執行與控制原材料或最終產品從產地到使用地點的實際流程，物流服務具體包括定單管理、運輸、倉儲、裝卸、送遞、報關、退貨處理、信息服務及增殖業務。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據與屬性數據而縮短物流時間，降低成本的問題，而地理信息系統（以下簡稱GIS）不僅具有對空間和屬性數據采集、輸入、編輯、存儲、管理、空間分析、查詢、輸出和顯示功能，而且可為系統用戶進行預測、監測、規劃管理和決策提供科學依據。可見，將其應用于物流配送系統中，可大大加強對物流過程的控制和管理，實現高效、高質的物流配送服務，本文分以下幾部分對GIS在物流配送中的應用進行探討。
2 現代物流與GIS融合
1）地理信息系統的發展
地理信息系統是集計算機科學、地理學、信息科學等學科為一體的新興邊緣科學，可作為應用于各領域的基礎平臺。這種集成是對信息的各種加工、處理過程的應用、融合和交叉滲透，并且實現各種信息的數字化的過程。
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系，使GIS能夠支持一般管理信息系統所不能支持的空間查詢和空間分析，以便于制定規劃和決策。現在網絡地理信息系統（WebGIS）的興起更使其被越來越多的商業領域用來作為一種信息查詢和信息分析工具[3]，GIS技術本身也融入了這些商業領域的通用模型（如ARC/INFO的網絡分析模塊），因而GIS技術在各個商業領域的應用在深度上和廣度上不斷發展。事實上，凡是涉及到地理分布的領域都可以應用GIS技術。
2）物流的發展
隨著經濟全球化的發展，物流也向著現代化方向迅速發展。物流現代化不僅指物流手段 (物流設施、設備等 )和物流技術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、經濟指標的確定，等等)的科學化[4]。
現代物流作為一種先進的組織方式和管理技術，已經被認為是企業在降低物資消耗、提高勞動生產率以外重要的"第三利潤源"[5]，它通過降低流通費用，縮短流通時間，可以整合企業價值鏈、延伸企業的控制能力，加快企業資金周轉為企業創造新的利潤。
尤其在電子商務環境下，供應商必須、、動態地掌握散布在全國各個中轉倉庫、經銷商、零售商以及各種運輸環節之中的產品流動狀況，并以此制定生產和銷售計劃，及時調整市場策略。因此電子商務的發展更加推動了現代物流業迅速興起。
那么，把GIS技術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、送遞等各個環節（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、倉庫的容量設置、合理裝卸策略、運輸車輛的調度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現代物流的要求，才有助于物流配送企業有效地利用現有資源，降低消耗，提高效率。實際上，隨著電子商務、物流和GIS本身的發展，GIS技術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的物流配送系統設計
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、地圖表現的輔助決策，實現對車輛路線的合理編輯（如創建、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境以發現潛在客戶；
6)、通過業務系統調用GIS，以圖形的方式顯示業務系統的各種相關操作結果的數值信息；
7)、基于綜合評估模型和GIS的查詢，實現對配送區域的拆分、合并；
3.2 系統總體結構
設計基于GIS的物流配送系統，采用面向對象的空間數據模型和基于關系數據庫的空間數據庫來實現數據的無縫集成，空間數據索引采用基于改進R-Tree的空間數據索引結構，屬性數據索引采用B+樹數據結構；網絡數據傳輸采用三層結構模型，并采用Java Applet進行開發，這樣與平臺無關又具有較好的安全性，使海量空間數據的存儲、分析和共享成為可能。系統網絡結構圖如下：
圖2 系統網絡結構圖
3.3 系統模型設計
由上述分析，基于GIS的物流配送系統應集成以下主要模型：設施定位模型、車輛路線模塊、配送區域劃分模型、分配集合模型、客戶配送排序模型 。
1）設施定位模型。用于確定一個或多個設施的位置。在物流系統中，倉庫和運輸路線共同組成了物流網絡，倉庫處于網絡的節點上，節點決定著線路，如何根據供求的實際需要并結合經濟效益等原則，在既定區域內設立多少個倉庫，每個倉庫的位置，每個倉庫的規模，以及倉庫之間的物流關系等，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，如何降低物流作業費用，并保障服務質量的問題。
3）網絡物流模型。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) 配送區域劃分模型。根據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，用以解決確定服務范圍和銷售市場范圍等問題。如某一公司要設立X個分銷點，要求這些分銷點要覆蓋某一地區，而且要使每個分銷點的顧客數目大致相等。
5）空間查詢模型。如可以查詢以某一商業網點為圓心某半徑內配送點的數目，以此判斷哪一個配送中心距離最近，為安排配送做準備。
4 系統功能實現
那么，基于GIS的物流配送系統可實現如下主要功能：
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，以便進行合理調度和管理。
2）提供運輸路線規劃和導航
規劃出運輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，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、訂單和地理數據等建立模型來進行物流網絡的布局模擬，并以此來建立決策支持系統，以提供更有效而直觀的決策依據。
5結束語
當今，隨著電子商務的再次興起和經濟全球化的發展，物流業愈來愈成為熱點[6]。利用GIS能高效地處理空間和屬性數據的優勢來建立基于GIS的物流配送系統雖處于初始階段，但無疑是有益的嘗試，它必將是以后的發展趨勢。
地理信息系統論文:地理信息系統的基本技術與發展動態
摘 要 從結構功能上分析了地理信息系統的概念及主要研究內容，并且對當前地理信息系統研究中的幾個熱點研究領域，如面向對象技術、三維技術、圖象處理和人工智能技術等作了簡要介紹.
關鍵詞 地理信息系統，計算機系統，空間數據庫.
以計算機為核心的信息處理系統技術是二次世界大戰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，如何利用計算機處理空間相關信息是地理信息系統(geographic information system，簡稱GIS)產生和發展的原動力.GIS技術在國防、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護等與國民經濟乃至國家命脈相關的重要領域的成功應用，極大地推動了社會生產力的發展，同時，也極大地刺激了GIS技術的迅速發展，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項目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批國產GIS軟件已經開始在許多領域得到廣泛應用，成為國內GIS市場一支不可忽視的力量.
本文將側重從GIS技術的角度討論GIS的定義、研究內容及研究動態. 1.GIS的定義和研究內容 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.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、分析和顯示地理數據的系統.(2)面向應用的定義.這種方式根據GIS應用領域的不同，將GIS分為各類應用系統，例如土地信息系統、城市信息系統、規劃信息系統、空間決策支持系統等.(3)工具箱定義方式.GIS是一組用來采集、存儲、查詢、變換和顯示空間數據的工具的集合.這種定義強調GIS提供的用于處理地理數據的工具.(4)基于數據庫的定義.GIS是這樣一類數據庫系統，它的數據有空間次序，并且提供一個對數據進行操作的操作集合，用來回答對數據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，基本技術是數據庫、地圖可視化及空間分析(見圖1)；因此，可以這樣定義：GIS是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統.
雖然GIS使用了地圖、可視化、數據庫等技術，但與CAD系統、計算機地圖系統、數據庫系統等均有很大的區別.
CAD系統提供交互式的圖形處理功能，以輔助象建筑、VLSI等人造對象的設計，其主要特點是設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，而GIS處理的數據大多來自現實世界，較之CAD的人造對象更為復雜，數據量更大.另外，CAD中的拓撲關系較為簡單.更重要的是，GIS強調對空間數據的分析，CAD這方面的功能要弱得多.
計算機地圖系統側重于數據查詢、分類及自動符號化，具有輔助設計地圖和產生高質量矢量形式的輸出機制.它強調數據顯示而不是數據分析，地理數據往往缺少拓撲關系；另外，它與數據庫的聯系通常是一些簡單的查詢.
數據庫系統是各種類型信息系統的核心.通用數據庫側重非圖形數據的優化存儲與查詢，其圖形查詢與顯示功能極為有限，其數據分析功能也很有限.然而，數據庫的一些基本技術，如數據模型、數據存儲、數據檢索等，都在GIS中廣泛采用，成為GIS的核心技術.
由此可見，GIS已經形成了一個獨立的、具有鮮明特色的研究領域.GIS的研究內容很廣泛，下面我們從輸入、存儲、操作和分析、輸出4個方面來討論GIS的研究內容. 1.2 GIS的研究內容
(1)輸入.地理數據如何有效地輸入到GIS中是一項瑣碎、費時、代價昂貴的任務，大多數的地理數據是從低質地圖輸入GIS.常用的方法是數字化和掃描.數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，掃描得到的柵格數據如何變換成GIS數據庫通常要求的點、線、面、拓撲關系屬性等形式.就這一領域目前的研究進展而言，全自動的智能地圖識別短期內沒有實現的可能；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.遙感數據已經成為GIS的重要數據來源.與地圖數據不同的是，遙感數據輸入到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，許多成熟的GIS產品，如MAPGIS中都具有功能齊全的圖象處理子系統.
地理數據采集的另一項主要進展是GPS技術.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、環境和資源監測、管理等方面有著很大的潛力.
(2)存儲.GIS中的數據分為柵格數據和矢量數據兩大類，如何在計算機中有效存儲和管理這兩類數據是GIS的基本問題.在計算機高速發展的今天，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的數據存儲卻有其獨特之處.大多數的GIS系統中采用了分層技術，即根據地圖的某些特征，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，因而能夠對用戶的要求作出快速反應.
地理數據存儲是GIS中低層和最基本的技術，它直接影響到其他高層功能的實現效率，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GIS軟件中處于經驗豐富地位，即使與國外同類產品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數據的存儲問題密切相關.
(3)地理數據的操作和分析.GIS中對數據的操作提供了對地理數據有效管理的手段.對圖形數據(點、線、面)和屬性數據的增加、刪除、修改等基本操作大多可借鑒CAD和通用數據庫中的成熟技術；有所不同的是GIS中圖形數據與屬性數據緊密結合在一起，形成對地物的描述，對其中一類數據的操作勢必影響到與之相關的另一類數據，因而操作帶來的數據一致性和操作效率問題是GIS數據操作的主要問題.
地理數據的分析功能，即空間分析，是GIS得以廣泛應用的重要原因之一.通過GIS提供的空間分析功 能，用戶可以從已知的地理數據中得出隱含的重要結論，這對于許多應用領域是至關重要的.
GIS的空間分析分為兩大類：矢量數據空間分析和柵格數據空間分析.矢量數據空間分析通常包括：空間數據查詢和屬性分析，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，緩沖區分析，網絡分析，面運算，目標集統計分析.柵格數據空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴展領域操作、區域操作、統計分析.
(4)輸出.將用戶查詢的結果或是數據分析的結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用領域，高質量的輸出功能對GIS是必不可少的.這方面的技術主要包括：數據校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標變換、出版印刷等. 2 地理信息系統的發展動態
近年來地理信息系統技術發展迅速，其主要的原動力來自日益廣泛的應用領域對地理信息系統不斷提高的要求.另一方面，計算機科學的飛速發展為地理信息系統提供了先進的工具和手段，許多計算機領域的新技術，如面向對象技術、三維技術、圖象處理和人工智能技術都可直接應用到地理信息系統中［3］.下面我們對當前地理信息系統研究中的幾個熱點研究領域作一介紹. 2.1 GIS中面向對象(object oriented)技術研究
面向對象方法為人們在計算機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，面向對象的技術在GIS中的應用，即面向對象的GIS，已成為GIS的發展方向.這是因為空間信息較之傳統數據庫處理的一維信息更為復雜、瑣碎，面向對象的方法為描述復雜的空間信息提供了一條直觀、結構清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向對象的GIS的一般結構.
面向對象的GIS較之傳統GIS有下列優點：(1)所有的地物以對象形式封裝，而不是以復雜的關系形式存儲，使系統組織結構良好、清晰；(2)以對象為基礎，消除了分層的概念；(3)面向對象的分類結構和組裝結構使GIS可以直接定義和處理復雜的 地物類型；(4)根據面向對象late_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現有抽象數據類型和空間操作箱上定義自己所需的數據類型和空間操作方法，增強系統的開發性和可擴充性；(5)基于icon的面向對象的用戶界面，便于用戶操作和使用.
Smallworld GIS是目前面向對象GIS中最為典型的代表.一些傳統的GIS也開始部分采用面向對象的技術，如ARC/INFO 7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM 9,FACET系統等.
面向對象的GIS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)矢量和柵格數據統一的、支持動態拓撲結構和復合對象表示的面向對象的數據結構問題. 2.2 時空系統(spatio_temporal system)
傳統的地理信息系統只考慮地物的空間特性，忽略了其時間特性.在許多應用領域中，如環境監測、地震救援、天氣預報等，空間對象是隨時間變化的，而這種動態變化的規律在求解過程中起著十分重要的作用.過去GIS忽略時態主要是受器件的限制，也有技術方面的原因.近年來，對GIS中時態特性的研究變得十分活躍，即所謂“時空系統”［5］.
地物除了具有三維空間中的空間性質外，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).處理時間又稱數據庫時間或系統時間，它指在GIS中處理發生的時間.有效時間亦稱事件時間或實際時間，它指在實際應用領域事件出現的時間.
根據處理時間和有效時間的劃分，可以把時空系統分為4類：靜態時空系統(static ST system)、歷史時態系統(historical ST system)、回溯時態系統(rollback ST system)和雙時態系統(bitemporal ST system).
(1)靜態時空系統.它既不支持處理時間，也不支持有效時間，系統只保留應用領域的一種狀態，比如當前狀態.(2)歷史時態系統.它只支持有效時間，這種系統適用于事件實際發生的歷史對問題求解十分重要的應用領域.(3)回溯時態系統.它只支持處理時間，這種系統適用于信息系統的歷史對問題求解十分重要的應用領域.(4)雙時態系統.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的歷史，有效時間記錄了事件發生的歷史.
時空系統主要研究時空模型，時空數據的表示、存儲、操作、查詢和時空分析.目前比較流行的作法[！]是在現有數據模型基礎上擴充，如在關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(geographic information modelling system，簡稱GIMS)
通用GIS的空間分析功能對于大多數的應用問題是遠遠不夠的，因為這些領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的工具和環境來解決這一問題.如ARC/INFO提供的進行二次開發的宏語言AML.二次開發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成功應用于專門領域的關鍵在于支持建立該領域特有的空間分析模型.GIS應當支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗的環境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策.這種GIS系統又稱為地理信息建模系統.GIMS是目前GIS研究的熱點問題之一.
目前實現通用GIS空間分析功能與各種領域專用模型的結合主要有兩種途徑.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他軟件環境實現專用模型，其與GIS之間采用數據通訊的方式聯系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能來實現應用領域的專用分析模型.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離支持實現數據集定義、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)面向對象在GIS中的應用.面向對象技術用對象(實體屬性和操作的封裝)、對象類結構(分類和組裝結構)、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構化的途徑.這種技術本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在面向對象GIS基礎上研究面向對象的模型定義、生成和檢驗，應當比在傳統GIS上用傳統方法要容易得多.(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合.這是許多應用領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是許多應用領域對GIS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據模型及以此為基礎的三維空間數據庫，解決了三維空間操作和分析問題.主要研究的方向包括：(1)三維數據結構的研究，主要包括數據的有效存儲、數據狀態的表示和數據的可視化；(2)三維數據的生成和管理；(3)地理數據的三維顯示，主要包括三維數據的操作，表面處理，柵格圖象、全息圖象顯示，層次處理等. 3 結語
地理信息系統近年發展迅速，其內涵和外延正在不斷變化.最初的地理信息系統都是一些具體的應用系統，充其量只能稱之為一門技術.現在已發展成一個獨立的、充滿活力的新興學科，這已經為大家所公認. 地球信息科學從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛星航空遙感或全球定位系統(GPS)接受信息，變換和校正后進入空間數據庫：數據庫中的地理信息可以 方便地檢索、查詢，在此數據庫和相關知識庫的基礎上能夠定義和生成各種領域專用模型，如城市規劃模型、災害評價模型等；運用這些模型對地理數據進行有效分析，并把分析結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濟中的重要作用，地理信息系統在未來的幾十年中將保持高速發展的勢頭，成為高科技領域的核心技術.
地理信息系統論文:對基礎地理信息系統建設的分析
〖摘要〗測繪工作是為國民經濟建設服務的一項基礎性、前期性和公益性的工作。測繪技術的發展,給測繪管理工作提出了新的課題。傳統的測繪管理方法(包括行業管理、技術管理、生產管理、測繪資料管理及對外提供服務等)已不能滿足現代技術發展的需要。本文就利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及GIS技術建設省級基礎地理信息系統的有關問題提出作者的初步見解。
關鍵詞 基礎 地理信息系統
1 引言
隨著電子技術、計算機技術及現代測繪技術的發展,GPS技術給傳統的大地測量技術帶來了革命性的變化。數字攝影測量技術使傳統的航測技術產生了根本的變革。以 GIS、GPS、RS為代表的3S的技術給測繪業帶來了前所未有的機遇和挑戰。國家測繪局以發展數字化測繪技術為起點,以推廣3S技術應用為龍頭,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字化測繪技術生產示范基地,并將發展地理信息產業確定為測繪行業的發展方向和歸宿,1995年底,國家基礎地理信息中心正式成立,同時在原來技術工作的基礎上,開始籌建國家基礎地理信息系統。
廣西地區的GIS技術應用屬全國較早的省份之一,北海市規劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規劃局等均已建立或正在建設自己的地理信息系統。在測繪系統,3S技術應用起步雖然較晚,但經過各方面的共同努力,進步很快。以廣西測繪局為代表的數字化測繪生產技術已基本形成生產規模,GPS應用技術已比較成熟,廣西綜合區情地理信息系統建設工作進展順利,其它專題GIS技術開發與應用正在起步,數字攝影測量技術將在今后幾年的1:5萬、1:1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應用。
測繪技術的發展,給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業管理、技術管理、生產管理、測繪產品(成果、資料)管理及對外提供服務等,無論從哪方面來說,傳統的管理方法均不能滿足現代技術發展的需要。形勢的發展對基礎地理信息提出了迫切要求[liu1][1] 。利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及GIS技術,建設廣西基礎地理信息系統,必須提到議事日程。本文就有關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展。
2 廣西基礎地理信息系統的構成
一個省級的基礎地理信息系統不是簡單的計算機軟硬件系統,而是基礎測繪管理工作的重要內容,必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此,廣西基礎地理信息系統主要由計算機硬件及網絡環境、軟件環境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
2.1 計算機硬件及網絡環境
廣西基礎地理信息系統將以廣西基礎地理信息中心作為網絡中心,其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點,構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主,網絡中心使用部分服務器及工作站,外圍設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
2.2 軟件環境
系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件,如UNIX、WINDOS95、WINDOWS NT及數據庫管理軟件。基礎軟件平臺應選擇國產軟件,這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義;在目前國產軟件暫時不能滿足要求的情況下,可先使用成熟的商業軟件(如ARC/INFO,GENAMAP等),但需要保障數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件(數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等)宜采用成熟的國產化軟件,如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分應用軟件自己開發,但要避免低水平的重復開發現象。
2.3 技術標準體系
系統應具有統一完整的技術體系,如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業標準,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,還應有一批訓練有素的技術干部作為系統的支撐。
2.4 管理體系
嚴格地說,廣西基礎地理信息系統是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統,因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點,建立一套新的管理體系,包括測繪行業管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。
2.5 數據庫
數據庫是系統的核心。廣西基礎地理信息系統的數據庫部分包括:
管理數據庫:行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業管理、質量監督管理、測繪生產管理、技術管理等數據。
技術數據庫:所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。
1/25萬數據庫:是全國1/25萬數據庫的分庫,包括地形、地名、數字高程模型、景觀影象四個部分。
1/5萬數據庫。
1/1萬數據庫及基礎數字地面高程模型。
1/5千數據庫(重點地區)。
數字正射影像庫。
大地測量成果數據庫。
地名數據庫。
境界數據庫:包括國界、省界、地區界、市界、縣界、鄉界、村界、屯界等。
其它專題數據庫:如綜合區情地理信息系統(9202)專題等。
3 廣西基礎地理信息系統的建設方針
廣西基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針,綜合利用地理信息系統(GIS)技術、辦公信息系統(OIS)技術、計算機網絡技術以及多媒體技術等技術手段,進行系統建設。同時,系統的建設要高起點并切合實際,以保障系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此,該系統建設強調以下三個原則:
3.1 實用性
確立以滿足現代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發,以解決實際應用問題為主,這樣容易見效益,也使得系統自身能獲得滾動發展和不斷完善、擴充、更新的能力。
3.2 先進性
當前,國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗,因此,本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性,系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及近期的理論、技術和方法,系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等近期分析設計方法,同時,考慮到系統的發展完善,系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性;另外對系統的運行管理要有較高的要求,以保障系統具有一定的先進性和較長的生命周期。 3.3 可擴展性
根據客觀情況,廣西基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程,這樣就要求系統具有較強的可擴展性。
事實上,廣西基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎:廣西測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模,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,各級領導對此已有一定的認識,1996年成立的廣西基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視,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
廣西基礎地理信息系統的建設,在技術方面已基本成熟,只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針,系統建設工作可順利開展。在實施過程中,須重點考慮如下幾個主要問題:
4.1 經費投入問題
系統建設需要大量的經費投入。一方面,廣西基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目,部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面,系統建設工作屬科研項目,應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決(如9202工程)。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。
4.2 管理問題
現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的,與其被動地接受,不如主動地迎接。廣西基礎地理信息系統的建設,必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡,再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變,在相當長的一段時期內,模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等,其中有一系列問題需要研究和探討。
4.3 人才問題
技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才,另一方面可吸引人才,給技術人才以用武之地。
4.4 數據版權問題
模擬的測繪產品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響,數字化測繪產品的版權問題亟待解決,因為數字化產品一經提供,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章制度,如“數據審查制度”,當項目設計者提交設計成果時,同時應提交所使用的基礎數據的來源證明,以限制數據的非法使用。
4.5 數據更新與數據版本管理問題
為滿足國民經濟建設的需要,必須定期更新數據,保持基礎數據的現勢性。數據更新后,歷史數據仍須保存。因此必須建立一套有效的數據版本管理機制,確保有效數據能長期保存,又避免不必要的數據冗余。
地理信息系統論文:廣西省級基礎地理信息系統建設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地理信息系統的必要性和建設內容，以及該系統在我區國土資源信息化中所發揮的作用。
【關鍵詞】 國家空間基礎設施（NSDI）、基礎地理信息系統、3S、國土資源信息化
一、廣西省級基礎地理信息系統建設的急迫性和必要性
1、前言
聯合國有關文件曾明確指出“地理空間信息是實現可持續發展的利器”，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”。西方發達國家出于其政治、經濟、軍事目的和全球戰略需要，在二十世紀九十年代就相繼推出“信息高速公路”，“國家空間基礎設施(NSDI)”和“數字地球”戰略。順應經濟全球化，全球信息化的發展趨勢，為使國土資源工作更好地適應我國可持續發展的需要，國土資源部將"加強信息系統建設，實現信息服務社會化"列為五大目標任務之一，并在新一輪國土資源大調查計劃中設立“數字國土”工程，旨在通過信息基礎設施建設，加速實現國土資源調查評價、規劃、管理、保護和合理利用的現代化，為全社會提供方便快捷的國土資源信息服務，充分發揮國土資源在國家社會經濟發展中的基礎性、公益性和戰略性作用。
西部大開發國家戰略的實施為廣西的發展帶來了歷史性機遇。基礎設施建設、電子政務工程、產業結構調整、生態環境建設以及國民經濟信息化等建設正在進行中。科學化決策是成功的關鍵因素之一，廣大的決策者實際上每時每刻都在使用基礎地理信息，只是手段還比較原始，還未充分發揮出信息技術的支撐作用。國土資源信息化、工業布局、農業結構優化、退耕還林(草)、基礎設施建設、社會安全和管理都離不開科學規劃、實施和動態監測，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、國內及我區空間基礎設施發展現狀及趨勢
2001年，國務院辦公廳以國辦發【2001】53號文轉發國家計委等12個部委“關于促進我國國家空間信息基礎設施建設和應用若干意見的通知”，提出要加快我國國家空間信息基礎設施建設。國家測繪局提出“十五”期間構建“數字中國”地理空間基礎框架作為國家空間信息基礎設施的重要組成部分，為國民經濟和社會信息化提供地理空間基礎平臺。為此，加大了國家基礎地理信息系統的建設力度。目前已經完成了部級1：100萬、1：25萬地理空間基礎地理信息系統建設，正在進行國家1：5萬基礎地理信息系統的建設工作，以此作為“數字中國”地理空間基礎框架的基礎信息。
除了“數字中國”地理空間基礎框架建設以外，許多省、自治區、直轄市也紛紛提出要建設省級地理空間基礎框架。繼海南省、北京市和福建省提出“數字海南”、“數字北京”與“數字福建”之后，全國又有湖南、湖北、陜西、山西等十多個省、市、自治區提出并確定了各自“數字區域”的發展計劃。必須指出的是，省級基礎地理信息系統的建設是數字省區地理空間基礎框架的核心和基礎。目前，北京、天津、上海等市，山西、廣東等省基礎地理信息中心相繼建成了省級基礎地理信息系統的示范工程。其他省區的基礎地理信息中心都在加快研究和建設本省基礎地理信息系統的步伐。
2000年，國家投資2.56億啟動“國家基礎測繪設施項目”建設，簡稱”大專項”建設。廣西測繪局在國家測繪局和區政府的支持下，于2000年8月正式立項（總投資近3000萬元），目前已完成基礎地理信息數據生產技術體系、基礎地理信息數據傳輸網絡體系的建設。基礎地理信息管理服務體系、空間定位綜合服務體系、廣西數字化基地大樓的建設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，以及光纖聯接的廣域網（黨政機關網）。裝備了企業級服務器、WWW服務器、OA服務器、海量的磁盤陣列、磁帶庫、圖形工作站、品質微機、大型彩色掃描儀、大幅面繪圖儀等硬件設備，以及數據庫軟件ORACLE，GIS軟件ArcGIS、GeoStar、MapInfo、MapGIS、AutoCAD Map，遙感軟件ERDAS，Web GIS軟件ARCIMS、GeoSurf，數字攝影測量系統Virtuozo、JX4A，掃描矢量化系統Geoway等軟件。通過大專項的建設，還鍛煉出一批精通3S（GIS－地理信息系統、GPS－全球定位系統、RS－遙感）技術、計算機與網絡技術、測繪技術的綜合型人才。
“九五”期間至今，廣西測繪局建立了全區1:50萬,1:25萬DLG數據庫，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網點466點；完成了省級毗鄰行政界線測繪3684公里, 區內地市級行政界線6270公里, 縣市級行政界線10259公里的測繪，這些數據迫切需要建立相應數據庫進行有效的管理。經過大專項建設，廣西測繪局具備的1：1萬基礎地理信息數據年生產規模如下表所示 ：
數據類型 年生產能力（幅） 數 據庫存儲（GB）1:1萬DOM （數字正射影像圖）16001600幅×45MB/幅=721:1萬DEM （數字高程模型）16001600幅×5MB/幅=81:1萬DLG （數字線劃地圖）880880幅×4.5MB/幅=41:1萬DRG （數字柵格地圖）10001000幅×5MB/幅=5遙感影像數據按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、廣西省級基礎地理信息系統建設的重要意義
廣西省級基礎地理信息系統的建設是“數字廣西”地理空間基礎框架的核心和基礎。將為“數字廣西”的建設奠定良好的地理空間基礎，為在信息社會和知識經濟時代搶占經濟、政治、科技的制高點，創造新的經濟增長點打下堅實的基礎。為建立電子政務、電子商務、社會保障等信息系統及信息化社區提供良好的條件，有力促進廣西社會、經濟的發展，推動信息化建設。以廣西基礎地理信息數據作為框架，區域內各行各業的數據才能夠在空間上得到集成，不同區域的數據才能夠無縫整合，從而保障決策依據的科學性和性。基礎地理信息與各行業的專題信息有機結合將完善各專業管理信息系統的決策支持功能。廣西省級基礎地理信息系統的建立將及時滿足政府信息化工程建設對基礎地理信息的急迫需求。
二、廣西省級基礎地理信息系統建設的主要內容
1、 廣西省級基礎地理信息系統的總體目標
2002年，廣西測繪局正式啟動廣西省級基礎地理信息系統的建設工作。主要工作由廣西基礎地理信息中心承擔，擬于“十五”期末初步完成框架建設，2010年建成。廣西省級基礎地理信息系統以1:1萬基礎地理信息數據庫建設為核心，其總體目標是依托統一的標準體系和質量保障體系，建立數據生產體系，采集基礎地理信息數據，建成數據庫管理體系，形成完整的數據庫；以GIS應用為主，兼顧地圖產品的制作，建立產品開發體系和分發服務體系，以及支持系統運行的網絡交換體系。為自治區、市、縣宏觀決策、規劃修編、災害監測，解決人口、資源、環境等面臨問題，促進經濟與社會可持續發展而提供有力的測繪保障。
2、廣西省級基礎地理信息系統研究和建設的主要內容
廣西省級基礎地理信息系統的建設包括數據生產體系的建設、數據庫互操作平臺的選定、地理空間數據庫建設、數據庫管理系統的研發、產品的模式和開發、基于Web GIS的地理空間信息網絡化服務等。
在存儲容量上，全區1：25萬地理數據超過2GB，1：5萬數據將超過70GB，1：1萬數據將超過1TB，大地數據庫及地名數據庫將達到100MB。考慮到將來數據更新歷史數據的存放以及其它不可預見因素，廣西省級基礎地理信息系統共需要1.5至2TB的存儲空間。
圖一：廣西省級基礎地理信息數據庫的組成
3、廣西省級基礎地理空間數據庫的組成（如圖一所示）
（1） 1：100萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為30m的航天遙感數字正射影像數據庫（DOM）、地面格網間距為200m的數字高程模型數據庫（DEM）、由原有地圖掃描數字化處理形成的1：100萬數字柵格地圖數據庫（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1：100萬數字線劃地圖數據庫（DLG）。
（2） 1：25萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為15m的航天遙感數字正射影像數據庫、地面格網間距為100m的數字高程模型數據庫、1:25萬數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（3） 1：5萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為5m的航天遙感數字正射影像數據庫、地面格網間距為25m的數字高程模型數據庫、1：5萬數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（4） 1：1萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為1m的數字正射影像數據庫、地面格網間距為5m的數字高程模型數據庫、1：1萬數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（5） 重點地區1：2000地理空間數據庫：覆蓋重點地區地面分辨率為0.2～0.3m的數字正射影像數據庫、地面格網間距為2.5m的數字高程模型數據庫、1：2000數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（6） 地名數據庫：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） 空間定位成果數據庫：包括覆蓋廣西的大地測量控制網、控制點、坐標系等數據。
（8） 元數據庫：包括各種地理空間數據及數據庫的規范化定義和說明信息，以便跟蹤數據的動態變化和支持信息查詢。
（9） 專題數據庫：如土地覆蓋數據庫、人口分布數據庫等。
4、關鍵技術研究：
廣西省級基礎地理信息系統作為一個系統工程，在建設過程中，要緊跟國內外科技發展近期動態，采用當前先進的技術手段和方法。目前，廣西省級基礎地理信息系統采用美國ESRI公司的ARCGIS系列產品和ORACLE作為建設的主要工具，開發工具主要選用。如圖二所示：
圖二：廣西省級基礎地理信息系統的三層架構
在實施廣西省級基礎地理信息系統的建設和應用中，還會遇到一系列技術難點，有待研究攻克。為此，要進行一系列關鍵技術的研究開發。主要包括：
①遙感及航空影像快速獲取、處理和解譯的關鍵技術。
②多分辨率、多數據源4D空間數據一體化集成
③產品的模式與開發，地理空間可視化虛擬現實技術。
④地理空間數據網絡化分發服務。
⑤海量數據的安全管理、存儲、備份、災難恢復的研究。
⑥空間數據庫更新與版本管理
⑦ “3S ”（GPS、GIS、RS）集成技術的研究
⑧基于數據庫的在線制圖技術。
⑨基于省級基礎地理信息框架數據的示范應用工程研究。
三、廣西省級基礎地理信息系統在我區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，國土資源行業是一個信息密集的行業，國土資源工作過程主要是一個生產信息的過程。因此，國土資源行業擁有比其它任何行業更多的信息資源。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、地質信息、礦產資源信息、水資源信息、海洋資源信息、地質災害信息等，這些信息僅用屬性數據庫是無法管理的。第三，國土資源信息的數據結構十分復雜，往往一個對象需要數百個數據項才能表達清楚，這些數據間常又呈復雜的層網關系，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濟、金融和商業信息，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地理信息和3S技術，“數據是血液”，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正常運行和取得實效的關鍵。
2、 廣西省級基礎地理信息系統在國土資源信息化的作用
廣西省級基礎地理信息系統可真實再現全區的地形地貌，為我們了解廣西的自然地理環
境提供了一個理想的空間支撐，并為可視化地掌握生態資源、模擬和仿真生態重建過程中重大決策實施提供基礎支撐，確保我們能夠科學地開發自然界，動態監測和合理地配置資源，有效把握發展經濟和保護環境的平衡，為生態環境建設和國土資源合理配置提供科學依據。具體說來，至少有以下幾方面作用：
（1）數據共享，標準統一。共建共享是避免重復建設、維護國家利益的必要措施，是廣西省級基礎地理信息系統建設中必須堅持的原則。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，規劃部門有地形圖，房產部門有房產圖，每個部門都是各自為政，投入巨資重復測繪、數字化，標準不統一。實際上只要政府牽頭協調，各地測繪一套基礎地形圖，其他部門在其基礎上再采集各行業關注的要素。這樣的結果是大大節約了經費，卻實現了各取所需，同時由于統一技術規范，統一數據格式，各行業能共享、交換成果。這種做法國內已有先例，據《中國測繪報》報道：“2002年，在浙江省余姚市政府辦公室的協調下，市規劃、國土、建設、水利、交通五部門聯手，共同籌措資金，統一技術標準，開展全市1：500數字化測圖，為建立基礎測繪信息共建共享機制邁出了實質性的一步……”
（2）目前，我區國土部門在信息化過程中對基礎地理信息的應用主要還是局限于數字線劃圖，對數字正射影像圖的應用據了解也只有南寧、柳州等地為數不多的國土部門，對數字高程模型的使用更是寥寥無幾。廣西省級基礎地理信息系統可以為國土資源部門提供多種的、符合國標規范的基礎地理信息數字產品服務，包括基本產品、復合產品等。基本產品包括國家基本比例尺地形圖系列的數字柵格地圖（DRG）、數字正射影像圖（DOM）、數字高程模型（DEM）、數字線劃地圖（DLG），可根據需要以數字和模擬兩種形式提供；通過不同基本產品或不同要素的疊加，可生成各種復合產品，如土地覆蓋圖、數字影像地圖（如數字影像交通圖、數字影像區劃圖、數字影像地形圖等）、數字影像專題圖（如數字影像土地利用圖、數字影像土地規劃圖）、三維立體地形圖、立體景觀透視圖等復合產品。
（3）利用GIS的空間分析功能，進行數據增值服務。例如：通過以不同時期的地理空間基礎數據和正射影像圖為數據核心，結合土地利用詳查圖，可進行國土資源動態監測，為科學規劃和管理提供決策依據；通過數字高程模型、數字正射影像圖、數字線劃圖為數據核心，結合人口經濟、土地利用等專題數據，運用生態學理論和方法以及3S技術，可更好地分析耕地分布現狀，提出社會經濟與生態合理退耕還林規劃方案，增強退耕還林規劃的可操作性。
四、結束語
總之，廣西省級基礎地理信息系統的建成將使我區徹底完成從傳統測繪產業向現代地理信息產業轉變，測繪生產、技術、管理以及測繪產品種類將發生全新的變化。其建成將為我國實施“數字中國”空間技術戰略，我區實施“數字廣西”、國土資源信息化提供省級基礎地理信息數據，成為其重要的組成部分。能有效提高我區基礎地理空間數據的現勢性，縮短數據生產和信息提供服務周期。有效地拓寬地理信息的應用面，為政府決策和社會經濟可持續發展提供服務。
地理信息系統論文:基礎地理信息系統建設構思
〖摘要〗測繪工作是為國民經濟建設服務的一項基礎性、前期性和公益性的工作。測繪技術的發展，給測繪管理工作提出了新的課題。傳統的測繪管理方法（包括行業管理、技術管理、生產管理、測繪資料管理及對外提供服務等）已不能滿足現代技術發展的需要。本文就利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及GIS技術建設省級基礎地理信息系統的有關問題提出作者的初步見解。
關鍵詞 基礎 地理信息系統
1 引言
隨著電子技術、計算機技術及現代測繪技術的發展，GPS技術給傳統的大地測量技術帶來了革命性的變化。數字攝影測量技術使傳統的航測技術產生了根本的變革。以GIS、GPS、RS為代表的3S的技術給測繪業帶來了前所未有的機遇和挑戰。國家測繪局以發展數字化測繪技術為起點，以推廣3S技術應用為龍頭，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字化測繪技術生產示范基地，并將發展地理信息產業確定為測繪行業的發展方向和歸宿，1995年底，國家基礎地理信息中心正式成立，同時在原來技術工作的基礎上，開始籌建國家基礎地理信息系統。
廣西地區的GIS技術應用屬全國較早的省份之一，北海市規劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規劃局等均已建立或正在建設自己的地理信息系統。在測繪系統，3S技術應用起步雖然較晚，但經過各方面的共同努力，進步很快。以廣西測繪局為代表的數字化測繪生產技術已基本形成生產規模，GPS應用技術已比較成熟，廣西綜合區情地理信息系統建設工作進展順利，其它專題GIS技術開發與應用正在起步，數字攝影測量技術將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應用。
測繪技術的發展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業管理、技術管理、生產管理、測繪產品（成果、資料）管理及對外提供服務等，無論從哪方面來說，傳統的管理方法均不能滿足現代技術發展的需要。形勢的發展對基礎地理信息提出了迫切要求[liu1][1] 。利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及GIS技術，建設廣西基礎地理信息系統，必須提到議事日程。本文就有關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展。
2 廣西基礎地理信息系統的構成
一個省級的基礎地理信息系統不是簡單的計算機軟硬件系統，而是基礎測繪管理工作的重要內容，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，廣西基礎地理信息系統主要由計算機硬件及網絡環境、軟件環境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
2.1 計算機硬件及網絡環境
廣西基礎地理信息系統將以廣西基礎地理信息中心作為網絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點，構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主，網絡中心使用部分服務器及工作站，外圍設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
2.2 軟件環境
系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWS NT及數據庫管理軟件。基礎軟件平臺應選擇國產軟件，這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義；在目前國產軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業軟件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保障數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件（數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產化軟件，如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分應用軟件自己開發，但要避免低水平的重復開發現象。
2.3 技術標準體系
系統應具有統一完整的技術體系，如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業標準，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，還應有一批訓練有素的技術干部作為系統的支撐。
2.4 管理體系
嚴格地說，廣西基礎地理信息系統是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統，因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。
2.5 數據庫
數據庫是系統的核心。廣西基礎地理信息系統的數據庫部分包括：
管理數據庫：行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業管理、質量監督管理、測繪生產管理、技術管理等數據。
技術數據庫：所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。
1/25萬數據庫：是全國1/25萬數據庫的分庫，包括地形、地名、數字高程模型、景觀影象四個部分。
1/5萬數據庫。
1/1萬數據庫及基礎數字地面高程模型。
1/5千數據庫（重點地區）。
數字正射影像庫。
大地測量成果數據庫。
地名數據庫。
境界數據庫：包括國界、省界、地區界、市界、縣界、鄉界、村界、屯界等。
其它專題數據庫：如綜合區情地理信息系統(9202)專題等。
3 廣西基礎地理信息系統的建設方針
廣西基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統（GIS）技術、辦公信息系統（OIS）技術、計算機網絡技術以及多媒體技術等技術手段，進行系統建設。同時，系統的建設要高起點并切合實際，以保障系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統建設強調以下三個原則：
3.1 實用性
確立以滿足現代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發，以解決實際應用問題為主，這樣容易見效益，也使得系統自身能獲得滾動發展和不斷完善、擴充、更新的能力。
3.2 先進性
當前，國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗，因此，本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性，系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及近期的理論、技術和方法，系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等近期分析設計方法，同時，考慮到系統的發展完善，系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統的運行管理要有較高的要求，以保障系統具有一定的先進性和較長的生命周期。
3.3 可擴展性
根據客觀情況，廣西基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程，這樣就要求系統具有較強的可擴展性。
事實上，廣西基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎：廣西測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模，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，各級領導對此已有一定的認識，1996年成立的廣西基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視，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
廣西基礎地理信息系統的建設，在技術方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針，系統建設工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：
4.1 經費投入問題
系統建設需要大量的經費投入。一方面，廣西基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目，部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面，系統建設工作屬科研項目，應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決（如9202工程）。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。
4.2 管理問題
現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。廣西基礎地理信息系統的建設，必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡，再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變，在相當長的一段時期內，模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等，其中有一系列問題需要研究和探討。
4.3 人才問題
技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才，另一方面可吸引人才，給技術人才以用武之地。
4.4 數據版權問題
模擬的測繪產品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響，數字化測繪產品的版權問題亟待解決，因為數字化產品一經提供，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章制度，如“數據審查制度”，當項目設計者提交設計成果時，同時應提交所使用的基礎數據的來源證明，以限制數據的非法使用。
4.5 數據更新與數據版本管理問題
為滿足國民經濟建設的需要，必須定期更新數據，保持基礎數據的現勢性。數據更新后，歷史數據仍須保存。因此必須建立一套有效的數據版本管理機制，確保有效數據能長期保存，又避免不必要的數據冗余。
地理信息系統論文:讓地理信息系統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,而這些能力的核心就是搜集、分析、處理地理信息和綜合應用地理信息解決問題。地理信息系統為更加方便、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軟件對于大多數地理教師來講,專業性過強,難以應用于課堂教學。由人民教育音像出版社和北京超圖公司共同開發的《超級地圖》備課系統,很好地解決了這個矛盾。下面就是我在課堂教學中,實際應用的幾個案例。
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,應用教學掛圖時經常會出現這樣的情況,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,就使局部地區的地形清晰地展現在學生面前。
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》中規定一個國家的領海寬度為12海里,專屬經濟區為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計出具體的航線,并計算出所節省的距離。還有,在國土面積大小的對比、鐵路線的長度等教學環節中,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中目前的虛擬現實技術,通過等高線數據為學生創造了一組立體地形。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。還可以根據山體不同高度的顏色講解,分層設包地形圖的含義,并帶領學生觀察不同種類的地形在分層設色地形圖上的特點。這就使原來一節枯燥、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》通過兩節課的有關等高線的學習,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,創設課堂提問情景
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,并引領著學生思維逐步深入。紙質的教學掛圖是將所有地理要素一次呈現在學生面前,經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給學生。例如,在“長江”一節的教學中,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,呈現在學生面前的就是長江的干支流,這時,可以帶領學生觀察長江干流的形狀、流向等,在學習長江流經的省區時顯示省區圖層,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》設計得非常人性化,只需要在圖例窗口中相應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量差的問題。
五、利用不同圖層的疊加,表現地理要素之間的聯系
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,給教師留出較大的發展空間——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!
地理信息系統論文:地理信息系統在國內外應用現狀
【摘 要】 從GIS基本功能、構成特點出發歸納、總結GIS應用的幾個方面,并詳細舉例說明GIS在國內外的應用現狀。
【關鍵詞】 地理信息系統 空間測繪數據 數學模型
1 地理信息系統概念及國內外常用的地理信息系統軟件
地理信息系統(Geographic Information System 簡稱GIS)是一項以計算機為基礎的新興技術,圍繞著這項技術的研究、開發和應用形成了一門交叉性、邊緣性的學科,是管理和研究空間數據的技術系統,在計算機軟硬件支持下,它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數據的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析,它可以迅速地獲取滿足應用需要的信息,并能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。
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;國內較著名的有MAP/GIS,Geostar和CITYSTAR等。雖然GIS起步晚,但它發展快,目前已成功地應用到一百多個領域。
2 地理信息系統在國內外研究應用
盡管現存的地理信息系統軟件很多,但對于它的研究應用,歸納概括起來有二種情況。一是利用GIS系統來處理用戶的數據;二是在GIS的基礎上,利用它的開發函數庫二次開發出用戶的專用的地理信息系統軟件。目前已成功地應用到了包括資源管理、自動制圖、設施管理、城市和區域的規劃、人口和商業管理、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域。在美國及發達國家,地理信息系統的應用遍及環境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規劃建設、政府管理等眾多領域。近年來,隨我國經濟建設的迅速發展,加速了地理信息系統應用的進程,在城市規劃管理、交通運輸、測繪、環保、農業、制圖等領域發揮了重要的作用,取得了良好的經濟效益和社會效益。下面先從GIS理論上提煉和歸納,然后給出應用的例子。
1.地理信息系統在地理空間數據管理中的應用,即以多種方式錄入的地理數據,以有效的數據組織形式進行數據庫管理、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。目前流行的數據庫管理系統,與GIS中數據庫管理系統在對地理空間數據的管理上,存在兩個明顯的不足;一是缺乏空間實體定義能力;二是缺乏空間關系查尋能力,這使得GIS 在對空間數據管理上的應用日趨活躍。如ARC/INFO在公路管理中的應用;ARC/INFO在對市政設施管理中的應用。后者如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據,在此基礎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,規劃路等基礎測繪信息,形成一個測繪數據的城市地下管線信息系統。從而實現了對地下管線信息的的現代化管理。為城市規劃設計與管理部門、市政工程設計與管理部門、城市交通部門與道路建設部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務。
2.GIS在綜合分析評價與模擬預測中的應用。GIS不僅可以對地理空間數據進行編碼、存儲和提取,而且還是現實世界模型,可以將對現實世界各個側面的思維評價結果作用其上,得到綜合分析評價結果;也可以將自然過程、決策和傾向的發展結果以命令、函數和分析模擬程序作用上這些數據上,摸擬這些過程的發生發展,對未來的結果作出定量的和趨勢預測,從而預知自然過程的結果,對比不同決策方案的效果以及特殊傾向可能產生的后果,以作出決策,避免和預防不良后果的發生。如GIS在焦作東部礦區煤礦底板突水預報中的應用 ;GIS在土地信息和土壤保護中的應用。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。該系統通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛星遙感數據等信息,建立了潛在威斯康星地區的土壤侵蝕模型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,L為坡長,S為坡度參數,C為耕地面積,P為管理參數。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研究,避免土質的重心惡化。這里把土壤侵蝕模型A=R*K*L*S*C*P作用到與之有關數據,達到綜合分析評價及模擬預測結果。
3.G IS的空間查詢和空間分析功能的應用。為了便于管理和開發地理信息(空間信息和屬性信息),在建庫時是分層處理的。也就是說,根據數據的性質分類,性質相同或相近的歸并一起,形成一個數據層。這樣GIS對單副或多副圖件及其屬性數據進行分析和指標量算。這種應用以原始圖為輸入,而查詢和分析結果則是以原始圖經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變換。這種空間變換包括疊置分析、緩沖區分析、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)。這方面應用例子有很多,例如在城市規劃過程中,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,在任意地方應至少能有一輛警車在事發后最短時間內趕到出事地點;在環境保護方面,對水土流失導致土地資源的破壞進行評價;在區域環境質量現狀評價過程中,對整個區域的環境質量進行客觀地、地評價,以反映出區域中受污染的程度以及空間分布狀態;在地學方面,MAPGIS在油氣勘探中和在成礦預測中的應用,解決了肉眼所不能看見的深部構造問題和指明礦產的遠景區。在大都市防震減災系統中的應用,1994年的美國洛杉機大地震,就是利用RAC/INFO進行災后應急響應決策支持,成為大都市利用GIS技術建立防震減災系統的成功范例。日本橫濱大地震后,日本政府決定利用GIS技術建立更好的能快速響應的防震減災系統。日本建筑署建設研究所、NASDA等政府機構在聯合國區域發展支持下,建立了防震減災應急系統,選用ARC/INFO對橫濱大地震的震后影響作出評估,建立各類數字地圖庫,如地質、斷層、倒塌建筑等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應急有價值的信息,該系統的建成使有關機構可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應,較大程度地減少傷亡和損失。在野生動植物保護中的應用,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用。地理信息系統的發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,建立地圖數據庫。與傳統的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比,利用GIS建立起地圖數據庫,可以達到一次投入、多次產出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖,而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題,如行政區劃圖、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。它所制作的圖也能夠反映一種空間關系,可以制作多種立體圖形,而制作立體圖形的數據基礎就是數字高程模型。在地圖的輸出中,MAPGIS達到世界先進水平。
5.運用GIS系統,建立起專題信息系統和區域信息系統。專題信息系統如水資源管理信息系統、礦產資源信息系統、草場資源信息系統、水土流失信息系統和目前上海正在建立長途電信局GIS系統等等。這類信息系統具有有限目標和專業特點,系統數據項的選擇和操作功能是為特定的專門目的服務。區域信息系統如加拿大國家信息系統、美國Oakridge地區模式信息系統等等。這類信息系統主要以區域綜合研究和的信息服務為目標,可以有不同的規模,其特點是數據項多,功能齊全,通常具有較強的開放性。這兩種信息系統與上述四種GIS應用或多或少有重疊處,但這里強調的是完整性、系統性、故與它們分開討論。
6.地理信息系統與遙感圖像處理系統的結合的應用。遙感數據是地理信息系統重要信息源。其實目前大多數GIS系統已揉進圖像處理功能,并把它作為其一個子模塊。這種應用如海灣戰爭期間,美國國防制圖局GIS實時服務,為戰爭需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統,它能用自動影像匹配和自動目標識別技術處理,處理衛星和高低偵察機實時獲得戰場數字影像,及時地將反映戰場現狀的正射影影像疊加到數字地圖上,數據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。
7.應用GIS一些二次開發函數庫開發出具有特定功能軟件系統。如國家九五攻關項目“緊缺金屬資源快速勘察評價系統”,這個系統中,分為地質變量信息提取模塊、數據挖掘模塊、物探數據處理模塊、圖像處理模塊、綜合預測模塊等,其中地質變量信息提取模塊使用了MAPGIS中基本輸入函數、空間功能分析函數,目前這個系統已初具皺形。
8.GIS中屬性數據的綜合及融合。在現有的GIS中,屬性數據只是用于檢索和查詢,或進行簡單的統計,難以深入的分析,難以發掘隱含在其中的模式和規律。在眾多項的屬性數據中,有時將幾個屬性項的屬性數值加以綜合,構成一個具有某領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據值的簡單反映,也不是它們的孤立集合,而是經過某領域研究人員深思熟慮的綜合分析,用數量表示某領域問題的綜合概念和結果特征。國家科委九五攻關項目“緊缺礦產資源開發評價系統”中,我們對研究區進行合理網格大小劃分后,利用GIS空間分析功能,求得每個網格單元的各地層、巖體、脈體的面積及相應的面積百分數、各斷裂的長度、方向等眾多的屬性數值,在此基礎上,我們用具有特定意義數學模型計算出三個綜合屬性值,分別為相對熵、斷裂的優益度和中心對稱度。用相對熵來考查圍巖蝕變組合特征與礦化的關系;在以構造為主要控礦因素的內生礦產中,用斷裂的優益度來評價每個網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、小型等軸狀隱伏侵入體等具有放射狀斷裂體系的環形構造。
數據融合的概念始于70年代,但直接促其迅速發展的是進入90年代以后,最初以軍事應用為目的的數據融合技術現今亦用于工業和農業。我們在開發國家科委九五攻關項目“緊缺礦產資源開發評價系統”中,引進數據融合技術,融合GIS的屬性數據,進行地質異常單元的圈定與評價。利用GIS對空間數據強大的顯示功能,顯示其結果。我們在開發國家科委九五攻關項目“緊缺礦產資源開發評價系統”中,如前面所述,求出各網格單元的各屬性項的屬性數據值(即各變量值),我們知道,地學數據是典型的多源空間數據,它們的量剛不一、形式多樣;既有定量數據、又有定性文字描述數據,因此在數據融合前,必須統一量剛、把定性數據定量化,然后篩選出獨立、有用的變量(包括綜合變量),選擇相應的數學模型(包括定量模型、定性模型和定量定性混合模型)和模型單元,確定地質異常臨界值大小,根據它對未知單元進行異常圈定和異常評價,利用GIS其顯示結果。通過GIS空間疊加分析,對其屬性數據值的預處理、篩選、數據融合,利用GIS管理、顯示,使其結果的應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展和轉化,創造了空前良好的條件和環境。
地理信息系統論文:淺析環境地理信息系統的發展思路
摘要:簡要介紹環境地理信息系統的概念和它的基本功能,列舉環境地理信息系統在環境管理中的應用,對國內外環境地理信息系統的研究熱點和方向進行闡述并提出發展環境地理信息系統的策略和建議。
關鍵詞:GIS ;環境地理信息系統;空間數據庫
一、環境地理信息系統的概念
環境地理信息系統( 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境信息的計算機軟硬件系統。它是GIS 技術在環境領域的延伸,是GIS 技術與環境監測技術、環境管理技術等各種環境信息分析和處理技術的集成。環境地理信息系統的主要功能有:
1. 基本功能包括對空間和屬性數據的輸入、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、水功能區劃圖、環境規劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節內容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區域的面積。
2. 空間統計分析(Spatial Statistics Analysis) 是指對空間數據庫中的專題數據進行統計分析。包括各種屬性數據的集中特征數、離散特征數及其分類分級統計等。
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,交叉的特征區域僅顯示共同特征;統計疊加可以統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系,可以計算某一區域內的植被類型的數量及面積,即通過對同一地區、相同屬性、不同時間的柵格數據的疊置,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,快速地進行范圍內信息的提取等。
4. 緩沖區分析(Buffer Analysis) 是GIS 的基本空間操作功能之一。例如,某地區有危險品倉庫,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分析,結合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數等等。
綜上所述,空間分析是地理信息系統軟件的核心,空間統計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為環境地理信息系統提供了強大的環境分析功能與廣闊的應用空間。隨著其功能的不斷完善和發展,環境地理信息系統將為環境各部門提供一個功能強大的空間信息服務和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。
二、環境地理信息系統的具體應用
由于環境地理信息系統具有強大的信息服務和管理功能,具有廣泛的應用范圍。具體體現在兩個方面,一是它可以應用在環境管理的各個環節,如區域環境規劃、環境監督管理、區域環境監測及環境評價研究等;二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應用。
1. 電子地圖使環境管理工作變得輕松直觀
由于采用空間數據和數據庫掛接,改變了傳統的信息管理方法,地圖由傳統的靜態紀錄變為信息豐富多樣的動態的電子地圖,實現了數據可視化。它使環境主管部門對各種環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,可以獲得環境監測點位、污染源等的空間分布及其與環境敏感區域的空間關系等信息。可以對各種環境數據進行綜合的統計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現方式進行展示,為環境決策提供科學快捷的支持。
2. 強大的環境規劃手段
區域環境規劃是EGIS 應用發展的重點領域之一,目前基于EGIS 的環境規劃模型還處于深化研究階段,將環境應用模型與GIS 集成為一體,可以為環境規劃提供更強大的技術手段。由于應用EGIS 能夠更好地考慮和評價建設項目對環境的影響,因此在建設項目的環境評價中得到廣泛應用。
3. 危險物運輸管理
借助GIS 的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉移運輸線路進行優化選擇,能避開人口集中居住區、飲用水源地等環境敏感區域制定運輸計劃。并可以通過GPS 對危險物的運輸線路進行實時監控。
4. 環境模型模擬分析
環境模型在環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生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據。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,實現各種模型的模擬結果的生成、2 維和3 維的顯示等功能。
5. 為數字環保提供技術平臺
數字環保是最近提出來的終極環境管理系統,它是繼數字地球概念提出以后,環保領域提出的新概念,它將是未來十年環保領域信息化建設的終極方向,EGIS 作為數字環保的基礎平臺,將能夠為用戶提供實時動態環境信息服務,也能夠為環境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環境狀況,提高人民生活水平。三、國外環境地理信息系統的研究重點
1. 數據采集的技術比選
當前環境管理決策要求EGIS 提供的數據種類及其范圍都在不斷擴大,同時信息采集技術也有了很大的發展,包括GPS 技術、視頻技術、高清晰衛星圖像、實時環境監測技術等等。這些實時信息采集系統都有很多傳感器,包括空氣質量、溫度、氣壓及水質等等。如最近微軟公司正在基于Virtual Earth開發一項新技術,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的實時信息,這無疑會推動更多的數據采集技術
的開發。
2. EGIS 與環保信息化之間如何協調發展可以預計未來五年內EGIS 將會與環境信息化越來越緊密地集成起來,發揮良好的社會經濟效益,大大提高現有的環境管理與決策水平。二者的緊密集成還需要研究以下問題:
1. 制定所需空間數據及環境數據的標準,以保障系統的擴展性與兼容性;
2. 空間數據的獲取渠道以及更新途徑,以保障系統的可用性及性;
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. 研究環境信息與空間信息及其分析、模擬結果的綜合表現方式;
5. 建立示范項目以便分析和測試集成的效果。
3. 海量空間數據庫管理技術
隨著空間信息與環境信息的積累,EGIS 的數據庫的維護會變得越來越重要,新的數據采集技術可能會使數據量以幾何級數增長,海量數據的存儲與維護是要繼續研究的課題。如:采用什么技術來實現空間數據的更新與歷史數據的備份? 如何實現新舊空間數據的合并和統一? 如何利用數據挖掘與信息抽取技術來更好地發揮數據的利用價值? 遙感數據如何才能得到有效的利用? 等等。
四、發展環境地理信息系統的策略探討和建議
隨著國外EGIS 技術的逐漸成熟和數據采集技術的快速發展,建立環境地理信息系統的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發展GIS 的重點領域,從GIS 在我國近幾年的發展領域也可以看出這種趨勢。當前我國有關部門已經開始著手進行環境地理信息系統的開發,并進行了一些有益的嘗試,如廣東省環境信息中心開發的珠三角水環境信息管理系統等,但鑒于我國GIS 基礎工作薄弱,特別是基本的空間信息數據庫尚未建立,因此EGIS 的開發費用十分巨大;加上EGIS 的發展涉及眾多部門和多種技術,因此有關部門應當重視和開展我國EGIS的發展策略研究。
發展EGIS 應當采用“統一規劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發、協調發展”的發展策略。
1. 統一規劃。由于EGIS 的發展不但涉及眾多環境部門,還包括與其他各級政府管理部門(如土地管理、環保、環境管理等部門) 之間的信息交流;同時又涉及多種信息技術,而信息技術發展的速度十分迅速,為了降低空間數據資源采集和管理的成本,為了適應未來發展的需要,必須在多方部門的參與下,統一規劃和構建EGIS 的發展框架。
2. 注重基礎。由于我國GIS 發展基礎薄弱,數據基礎是系統生命力的關鍵,失去了完善的基礎數據的支撐,系統的功能再強大也不能發揮其作用,因此要在統一規劃的思路和明確的發展框架下,不斷加強基礎空間數據庫和基礎環境數據庫的積累與建設。
3. 緊密跟進、高起點開發、協調發展。在技術上緊密跟進國外先進的GIS 技術,高起點進行系統開發,與我國的信息產業發展速度相協調,共同發展適合我國國情的EGIS。
當前我國各地許多部門雖然已經開展了EGIS的研究與開發,但這些開發均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數據交流和共享,加上沒有全國性的EGIS 發展框架和數據標準,數據的通用性將成為
影響EGIS 開發的關鍵因素,建議有關部門及時組織開展EGIS 發展體系和框架標準的研究。
五、結束語
地理信息系統是近二十年來迅速發展的信息技術的重要組成部分,它的應用已經從早期的礦產資源管理拓展到與空間地理相關聯的更廣泛的領域,特別是在環境領域,原有的多種環境信息處理技術(環境模型、環境規劃分析) 正在與地理信息系統融合,逐漸形成具有強大功能并具有環境特征的地理信息管理系統,即環境地理信息系統( EGIS) 。它將成為各個環境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統的信息處理方式。可以說它是環境管理進入信息時代的標志。
地理信息系統論文:基礎地理信息系統建設構思
〖摘要〗測繪工作是為國民 經濟 建設服務的一項基礎性、前期性和公益性的工作。測繪技術的 發展 ，給測繪管理工作提出了新的課題。傳統的測繪管理 方法 （包括行業管理、技術管理、生產管理、測繪資料管理及對外提供服務等）已不能滿足 現代 技術發展的需要。本文就利用 計算 機技術、 網絡 技術、辦公自動化技術及gis技術建設省級基礎地理信息系統的有關 問題 提出作者的初步見解。
關鍵詞 基礎 地理信息系統
1 引言
隨著 電子 技術、計算機技術及現代測繪技術的發展，gps技術給傳統的大地測量技術帶來了革命性的變化。數字攝影測量技術使傳統的航測技術產生了根本的變革。以gis、gps、rs為代表的3s的技術給測繪業帶來了前所未有的機遇和挑戰。國家測繪局以發展數字化測繪技術為起點，以推廣3s技術 應用 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字化測繪技術生產示范基地，并將發展地理信息產業確定為測繪行業的發展方向和歸宿，1995年底，國家基礎地理信息中心正式成立，同時在原來技術工作的基礎上，開始籌建國家基礎地理信息系統。
廣西地區的gis技術應用屬全國較早的省份之一，北海市規劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規劃局等均已建立或正在建設自己的地理信息系統。在測繪系統，3s技術應用起步雖然較晚，但經過各方面的共同努力，進步很快。以廣西測繪局為代表的數字化測繪生產技術已基本形成生產規模，gps應用技術已比較成熟，廣西綜合區情地理信息系統建設工作進展順利，其它專題gis技術開發與應用正在起步，數字攝影測量技術將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應用。
測繪技術的發展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業管理、技術管理、生產管理、測繪產品（成果、資料）管理及對外提供服務等，無論從哪方面來說，傳統的管理方法均不能滿足現代技術發展的需要。形勢的發展對基礎地理信息提出了迫切要求[liu1][1] 。利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及gis技術，建設廣西基礎地理信息系統，必須提到議事日程。本文就有關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展。
2 廣西基礎地理信息系統的構成
一個省級的基礎地理信息系統不是簡單的計算機軟硬件系統，而是基礎測繪管理工作的重要 內容 ，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，廣西基礎地理信息系統主要由計算機硬件及網絡環境、軟件環境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
2.1 計算機硬件及網絡環境
廣西基礎地理信息系統將以廣西基礎地理信息中心作為網絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點，構成一個c/s網絡結構。硬件以微機為主，網絡中心使用部分服務器及工作站，外圍設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
2.2 軟件環境
系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件，如unix、windos95、windows nt及數據庫管理軟件。基礎軟件平臺應選擇國產軟件，這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義；在 目前 國產軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業軟件（如arc/info,genamap等），但需要保障數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件（數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產化軟件，如武漢測繪 科技 大學的數字攝影測量系統virtuozo及測量平差軟件包、
3 廣西基礎地理信息系統的建設方針
廣西基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統（gis）技術、辦公信息系統（ois）技術、 計算 機 網絡 技術以及多媒體技術等技術手段，進行系統建設。同時，系統的建設要高起點并切合實際，以保障系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統建設強調以下三個原則：
3.1 實用性
確立以滿足 現代 測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發，以解決實際 應用 問題 為主，這樣容易見效益，也使得系統自身能獲得滾動 發展 和不斷完善、擴充、更新的能力。
3.2 先進性
當前，國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗，因此，本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性，系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及近期的 理論 、技術和 方法 ，系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等近期 分析 設計方法，同時，考慮到系統的發展完善，系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統的運行管理要有較高的要求，以保障系統具有一定的先進性和較長的生命周期。
3.3 可擴展性
根據客觀情況，廣西基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程，這樣就要求系統具有較強的可擴展性。
事實上，廣西基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎：廣西測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模，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，各級領導對此已有一定的認識，1996年成立的廣西基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視，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
廣西基礎地理信息系統的建設，在技術方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針，系統建設工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：
4.1 經費投入問題
系統建設需要大量的經費投入。一方面，廣西基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目，部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面，系統建設工作屬科研項目，應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決（如9202工程）。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。
4.2 管理問題
現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。廣西基礎地理信息系統的建設，必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡，再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變，在相當長的一段時期內，模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等，其中有一系列問題需要 研究 和探討。
4.3 人才問題
技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才，另一方面可吸引人才，給技術人才以用武之地。
4.4 數據版權問題
模擬的測繪產品版權問題較好解決。受 法律 不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的 影響 ，數字化測繪產品的版權問題亟待解決，因為數字化產品一經提供，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章制度，如“數據審查制度”，當項目設計者提交設計成果時，同時應提交所使用的基礎數據的來源證明，以限制數據的非法使用。
4.5 數據更新與數據版本管理問題
為滿足國民 經濟 建設的需要，必須定期更新數據，保持基礎數據的現勢性。數據更新后， 歷史 數據仍須保存。因此必須建立一套有效的數據版本管理機制，確保有效數據能長期保存，又避免不必要的數據冗余。
地理信息系統論文:地理信息系統在國內外應用現狀
【摘 要】 從gis基本功能、構成特點出發歸納、總結gis應用的幾個方面，并詳細舉例說明gis在國內外的應用現狀。
【關鍵詞】 地理信息系統
空間測繪數據
數學模型
1 地理信息系統概念及國內外常用的地理信息系統軟件
地理信息系統(geographic information system 簡稱gis)是一項以計算機為基礎的新興技術，圍繞著這項技術的研究、開發和應用形成了一門交叉性、邊緣性的學科，是管理和研究空間數據的技術系統，在計算機軟硬件支持下，它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數據的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析，它可以迅速地獲取滿足應用需要的信息，并能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。
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；國內較著名的有map/gis，geostar和citystar等。雖然gis起步晚，但它發展快，目前已成功地應用到一百多個領域。
2 地理信息系統在國內外研究應用
盡管現存的地理信息系統軟件很多，但對于它的研究應用，歸納概括起來有二種情況。一是利用gis系統來處理用戶的數據；二是在gis的基礎上，利用它的開發函數庫二次開發出用戶的專用的地理信息系統軟件。目前已成功地應用到了包括資源管理、自動制圖、設施管理、城市和區域的規劃、人口和商業管理、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域。在美國及發達國家，地理信息系統的應用遍及環境保護、資源保護、災害預測、投資評價、城市規劃建設、政府管理等眾多領域。近年來，隨我國經濟建設的迅速發展，加速了地理信息系統應用的進程，在城市規劃管理、交通運輸、測繪、環保、農業、制圖等領域發揮了重要的作用，取得了良好的經濟效益和社會效益。下面先從gis理論上提煉和歸納，然后給出應用的例子。
1.地理信息系統在地理空間數據管理中的應用，即以多種方式錄入的地理數據，以有效的數據組織形式進行數據庫管理、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。目前流行的數據庫管理系統，與gis中數據庫管理系統在對地理空間數據的管理上，存在兩個明顯的不足；一是缺乏空間實體定義能力；二是缺乏空間關系查尋能力，這使得gis 在對空間數據管理上的應用日趨活躍。如arc／info在公路管理中的應用；arc／info在對市政設施管理中的應用。后者如北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據，在此基礎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，規劃路等基礎測繪信息，形成一個測繪數據的城市地下管線信息系統。從而實現了對地下管線信息的的現代化管理。為城市規劃設計與管理部門、市政工程設計與管理部門、城市交通部門與道路建設部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務。
2.gis在綜合分析評價與模擬預測中的應用。gis不僅可以對地理空間數據進行編碼、存儲和提取，而且還是現實世界模型，可以將對現實世界各個側面的思維評價結果作用其上，得到綜合分析評價結果；也可以將自然過程、決策和傾向的發展結果以命令、函數和分析模擬程序作用上這些數據上，摸擬這些過程的發生發展，對未來的結果作出定量的和趨勢預測，從而預知自然過程的結果，對比不同決策方案的效果以及特殊傾向可能產生的后果，以作出決策，避免和預防不良后果的發生。如gis在焦作東部礦區煤礦底板突水預報中的應用 ；gis在土地信息和土壤保護中的應用。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。該系統通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛星遙感數據等信息，建立了潛在威斯康星地區的土壤侵蝕模型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，l為坡長，s為坡度參數，c為耕地面積，p為管理參數。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研究，避免土質的重心惡化。這里把土壤侵蝕模型a=r*k*l*s*c*p作用到與之有關數據，達到綜合分析評價及模擬預測結果。
3.gis的空間查詢和空間分析功能的應用。為了便于管理和開發地理信息(空間信息和屬性信息)，在建庫時是分層處理的。也就是說，根據數據的性質分類，性質相同或相近的歸并一起，形成一個數據層。這樣gis對單副或多副圖件及其屬性數據進行分析和指標量算。這種應用以原始圖為輸入，而查詢和分析結果則是以原始圖經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變換。這種空間變換包括疊置分析、緩沖區分析、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)。這方面應用例子有很多，例如在城市規劃過程中，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，在任意地方應至少能有一輛警車在事發后最短時間內趕到出事地點；在環境保護方面，對水土流失導致土地資源的破壞進行評價；在區域環境質量現狀評價過程中，對整個區域的環境質量進行客觀地、地評價，以反映出區域中受污染的程度以及空間分布狀態；在地學方面，mapgis在油氣勘探中和在成礦預測中的應用，解決了肉眼所不能看見的深部構造問題和指明礦產的遠景區。在大都市防震減災系統中的應用，1994年的美國洛杉機大地震，就是利用rac／info進行災后應急響應決策支持，成為大都市利用gis技術建立防震減災系統的成功范例。日本橫濱大地震后，日本政府決定利用gis技術建立更好的能快速響應的防震減災系統。日本建筑署建設研究所、nasda等政府機構在聯合國區域發展支持下，建立了防震減災應急系統，選用arc／info對橫濱大地震的震后影響作出評估，建立各類數字地圖庫，如地質、斷層、倒塌建筑等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應急有價值的信息，該系統的建成使有關機構可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應，較大程度地減少傷亡和損失。在野生動植物保護中的應用，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用。地理信息系統的發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，建立地圖數據庫。與傳統的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比，利用gis建立起地圖數據庫，可以達到一次投入、多次產出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題，如行政區劃圖、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。它所制作的圖也能夠反映一種空間關系，可以制作多種立體圖形，而制作立體圖形的數據基礎就是數字高程模型。在地圖的輸出中，mapgis達到世界先進水平。
5.運用gis系統，建立起專題信息系統和區域信息系統。專題信息系統如水資源管理信息系統、礦產資源信息系統、草場資源信息系統、水土流失信息系統和目前上海正在建立長途電信局gis系統等等。這類信息系統具有有限目標和專業特點，系統數據項的選擇和操作功能是為特定的專門目的服務。區域信息系統如加拿大國家信息系統、美國oakridge地區模式信息系統等等。這類信息系統主要以區域綜合研究和的信息服務為目標，可以有不同的規模，其特點是數據項多，功能齊全，通常具有較強的開放性。這兩種信息系統與上述四種gis應用或多或少有重疊處，但這里強調的是完整性、系統性、故與它們分開討論。
6.地理信息系統與遙感圖像處理系統的結合的應用。遙感數據是地理信息系統重要信息源。其實目前大多數gis系統已揉進圖像處理功能，并把它作為其一個子模塊。這種應用如海灣戰爭期間，美國國防制圖局gis實時服務，為戰爭需要在工作站上建立了gis與遙感的集成系統，它能用自動影像匹配和自動目標識別技術處理，處理衛星和高低偵察機實時獲得戰場數字影像，及時地將反映戰場現狀的正射影影像疊加到數字地圖上，數據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。
7.應用gis一些二次開發函數庫開發出具有特定功能軟件系統。如國家九五攻關項目“緊缺金屬資源快速勘察評價系統”，這個系統中，分為地質變量信息提取模塊、數據挖掘模塊、物探數據處理模塊、圖像處理模塊、綜合預測模塊等，其中地質變量信息提取模塊使用了mapgis中基本輸入函數、空間功能分析函數，目前這個系統已初具皺形。
8.gis中屬性數據的綜合及融合。在現有的gis中，屬性數據只是用于檢索和查詢，或進行簡單的統計，難以深入的分析，難以發掘隱含在其中的模式和規律。在眾多項的屬性數據中，有時將幾個屬性項的屬性數值加以綜合，構成一個具有某領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據值的簡單反映，也不是它們的孤立集合，而是經過某領域研究人員深思熟慮的綜合分析，用數量表示某領域問題的綜合概念和結果特征。國家科委九五攻關項目“緊缺礦產資源開發評價系統”中，我們對研究區進行合理網格大小劃分后，利用gis空間分析功能，求得每個網格單元的各地層、巖體、脈體的面積及相應的面積百分數、各斷裂的長度、方向等眾多的屬性數值，在此基礎上，我們用具有特定意義數學模型計算出三個綜合屬性值，分別為相對熵、斷裂的優益度和中心對稱度。用相對熵來考查圍巖蝕變組合特征與礦化的關系；在以構造為主要控礦因素的內生礦產中，用斷裂的優益度來評價每個網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、小型等軸狀隱伏侵入體等具有放射狀斷裂體系的環形構造。
數據融合的概念始于70年代，但直接促其迅速發展的是進入90年代以后，最初以軍事應用為目的的數據融合技術現今亦用于工業和農業。我們在開發國家
科委九五攻關項目“緊缺礦產資源開發評價系統”中，引進數據融合技術，融合gis的屬性數據，進行地質異常單元的圈定與評價。利用gis對空間數據強大的顯示功能，顯示其結果。我們在開發國家科委九五攻關項目“緊缺礦產資源開發評價系統”中，如前面所述，求出各網格單元的各屬性項的屬性數據值(即各變量值)，我們知道，地學數據是典型的多源空間數據，它們的量剛不一、形式多樣；既有定量數據、又有定性文字描述數據，因此在數據融合前，必須統一量剛、把定性數據定量化，然后篩選出獨立、有用的變量(包括綜合變量)，選擇相應的數學模型(包括定量模型、定性模型和定量定性混合模型)和模型單元，確定地質異常臨界值大小，根據它對未知單元進行異常圈定和異常評價，利用gis其顯示結果。通過gis空間疊加分析，對其屬性數據值的預處理、篩選、數據融合，利用gis管理、顯示，使其結果的應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展和轉化，創造了空前良好的條件和環境。
地理信息系統論文:多媒體技術在地理信息系統中的應用
摘 要 將多媒體技術應用于地理信息系統中的關鍵問題是：如何有效地管理多媒體數據和空間數據；其次，在區域分析過程中，怎樣實現多媒體播放功能.指出用擴充的關系數據模型作為多媒體數據模型較適宜；多媒體功能的實現則取決于多媒體數據的格式是否為riff格式以及對多媒體數據的應用要求.展示了多媒體技術在地理信息系統中的應用前景.
關鍵詞 多媒體技術，地理信息系統，空間數據，屬性數據，區域分析，數據模型.
現今由于多媒體技術的迅速崛起和高速發展，越來越多的應用軟件都大量使用了多媒體技術.如果將多媒體技術應用于地理信息系統(geographic information system，簡稱gis)軟件中，勢必大大增強gis信息的表現能力，擴大gis的應用領域.那么怎樣將多媒體技術應用于gis軟件中呢我們認為應從兩方面來設計：其一是怎樣將多媒體數據溶于gis數據庫中，并保障提供gis軟件的雙向檢索及各種分析功能；其二是在應用過程中，怎樣實現多媒體的播放功能.以下就這兩個內容及其應用前景談談我們的看法.
1 多媒體數據的有效管理
通常，應用軟件中的多媒體數據有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數字化到數據庫當中，播放時從數據庫中取數據；另一種是播放時，邊生成邊播放.而gis軟件中的數據庫又分為空間數據庫和屬性數據庫，即我們可根據媒體數據的特性或應用軟件的要求將多媒體數據分別溶于空間數據庫和屬性數據庫中.
1.1 gis數據庫中多媒體數據的管理
1.1.1 gis空間數據庫中多媒體數據的管理 目前，多數gis應用軟件所能描述的空間目標都是靜態的，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研究者已廣泛關注能對時空過程和時空目標進行描述和分析的時態gis(temporal gis).時態gis的組織核心是時空數據庫，即設計一個合理的時空數據模型是建立時態gis的關鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態gis產品的時空數據模型，一但時空數據模型的研究有所突破，不僅能解決時態gis的應用問題，還將解決空間數據庫中動畫數據的管理問題，即可通過使用動畫技術來實現在屏幕上動態播放時空過程.如動態顯示衛星云圖的變化情況、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.
有關時空數據模型，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域中每個狀態的全部信息，而只存貯某個時間的數據狀態(稱為基態)以及相對于基態或鄰近狀態的變化量.在此基礎上，建立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數據.
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；另一個是如何設計用來描述兩個狀態變化量的差文件.
關于建索引的問題，筆者認為：基態，亦a,b,c,d分別表示時態gis的4個時期；t.時間軸；t0,t1,…,tn分別表示 時態在gis某個時期的n+1個時態，其中tn為基態，即“現在”時態 一次數據狀態——“現在”時態總是變化的，每產生一個新的現在時態，就應生成一個現在時態與前一次時態的差文件，同時根據現在時態所處的時間位置來決定是否產生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當n為2i(i=2,3,…)的整數倍時，就需產生tn-2i～tn的索引差文件.相應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正好比新建的索引差文件個數少一個.
關于差文件，筆者認為在設計中應考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態的目標信息進行異或而產生的，這意味著差文件包含有兩類目標信息：一類是前一時態有而后一時態無的目標信息；另一類是前一時態無而后一時態有的目標信息.為了能根據差文件快速、連續地由一個狀態到過去另一狀態或最近另一狀態進行檢索，應在差文件中將這兩類目標信息予以標識區分.(2)兩個狀態之間目標變化應是有對應關系的，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，在差文件中應將兩類各目標之間的對應關系予以標明，當然，這會增加差文件生成過程的復雜性.(3)和所有地圖數據庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關系信息組成，差文件中應將每個目標這3種信息之間的關系予以標明.
1.1.2 gis屬性數據庫中多媒體數據的管理 有些gis的應用中，認為多媒體數據是一種特殊的專題屬性數據.怎樣選擇多媒體數據的數據模型，使得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數據的聯系，是多媒體技術在gis應用中的關鍵所在.
目前，多數gis屬性數據庫使用的是關系模型.為能將關系模型應用于多媒體數據管理系統中，就必須對現有的關系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數據，也能處理非格式化數據.楊學良［2］就這個問題提出了3種技術策略：將多媒體數據文件名作為關系中元組某列(或屬性)；將每個元組作為一個完整文件保存；元組中存貯格式化數據以及非格式化數據的引用項，而非格式化數據單獨存貯.
對比這3種技術策略，及時種技術策略方法簡單、容易實現，適宜于對多媒體數據進行播放.第二、三種技術策略雖然能夠實現并發控制和恢復，以及實現對多媒體數據進行編輯和拮取的應用，但由于此兩種技術策略將每個元組所對應的空間目標的專業屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應用程序設計的復雜性，又不利于那些只需使用空間目標的專業屬性的一些應用的實現.為此，我們認為，在及時種技術策略的基礎上，增加一個或多個屬性項，用于存放多媒體數據的文件信息和數據流信息，當我們需要對多媒體數據文件進行特殊應用時，可根據文件信息和數據流信息對多媒體數據文件進行操作.
1.2 gis區域分析中多媒體數據的生成
多媒體數據生成的另一種方式是在gis應用中，邊統計、分析運算，邊生成結果數據——多媒體數據.
1.2.1 空間分析中多媒體數據的生成 空間分析是一組分析結果依賴于所分析對象的位置信息技術［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、緩沖區分析和網絡分析等.
為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結果，我們可用虛擬現實技術來實現.所謂虛擬現實［4］是一種由計算機生成的高級人機交互系統，即構成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環境，使用者通過專門的設備可在這個環境中實現觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術來觀察地形分析或網絡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旋轉.此時以動畫形式顯示的媒體數據隨使用者的操作產生并顯示.
1.2.2 統計分析中多媒體數據的生成 統計分析就是用數理統計方法開展區域分析.數理統計方法主要有：統計特征值、研究兩種或多種地理現象之間的相關分析，通過一組實際觀測數據分析系統變量之間因果關系的回歸分析，以及主成分分析等.
為了更加形象化，我們可以將數理統計結果以直方圖、曲線、曲面或區劃圖表示，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，以增加系統的感染力，而表現這些現象的媒體數據是在統計分析之后由系統自動生成并播放的.
2 gis應用系統中多媒體功能的實現
在gis應用軟件中進行多媒體功能實現，首先是受gis應用軟件自身開發平臺的限制.多數情況下，gis應用軟件的多媒體開發平臺宜選擇編程語言，如vc++，vb或bc++等，以利于和gis應用軟件相結合.一旦多媒體開發環境確定下來，那么怎樣實現區域分析中多媒體功能
2.1 空間數據庫中多媒體數據的播放
由前所述，空間數據庫中存貯的多是各期間的時空數據，這些數據的結構與mci所能接受的多媒體文件格式riff(resource interchange file format)不同，所以應用程序不能直接調用mci函數和api函數，必須根據時態gis的空間數據庫結構，設計一個相應的動畫播放程序來實現動態顯示功能.
下面簡述動態顯示時態gis中ti～tj狀態的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現在時態).(1)由基態開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態信息.(2)顯示ti狀態信息.(3)根據ti差文件，擦除ti狀態有而ti+1狀態無的信息，顯示ti狀態無而ti+1狀態有的信息.(4)i+1i.(5)當i＜j時，轉(3)；否則結束.
如果用上述算法來實現動態顯示時空過程，還有很多細節需要設計.首先，在(1)步驟，從基態開始，逐級逐步檢索，每檢索到一個狀態差文件，就需根據差文件來生成該狀態信息，直到ti狀態處；其次，在(3)中，需要用到動畫技術，擦除前一狀態信息實質為恢復該處顯示內容，而顯示后一狀態信息之前，需保存后一處信息內容，再予以顯示新狀態信息.
2.2 屬性數據庫中多媒體數據的應用
一般來說，多媒體數據主要應用于兩個方面：一個是簡單播放；另一個是對多媒體數據進行編輯和拮取.對于前者，只要使用mci函數或api函數按屬性數據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據文件格式riff，根據多媒體數據的文件信息和數據流信息，通過調用多媒體文件輸入/輸出函數來實現多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.
3 多媒體技術在gis中的應用前景
(1)實現資源信息的科學管理，提供信息服務.gis一改為用戶管理提供單一的圖表、數據信息形式，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、娛樂軟件的內容及表現手段.比如有關地理、歷史等課程的教學軟件和娛樂軟件的設計.(3)銷售和演示信息系統.gis和多媒體技術合為一體的這類系統會比以往的信息系統更具有表現力.比如房地產公司的銷售系統，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環境及內部結構，而且可以動態地刪去當天已售出的房子，給出不同價格等；旅游導游系統，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生身臨其境的感覺.
總之，將多媒體技術和gis技術相結合，是計算機應用領域的一個發展方向，它會改變人們的工作、生活、思維方式，推動信息社會的前進.
地理信息系統論文:淺析地理信息系統軟件在房產測繪管理中的應用研究
論文 關鍵詞:房產澈繪 地理信息系統
論文摘要:文中通過對房產測繪管理模式方法的分析，結合mapg玲介紹了地理信息系統在房產側繪中的應用。
1引言
房產要旗作為一個城市中變化最為活躍，最關乎人們群眾切身利益的信息，弓起了人們的廣泛關波。但在目前。美六舫地產日常管理工作仍以傳統的手工模式為主。這種方式成圖周期長、陰形數據存儲方式落后，數據吏新復雜.在很大程度上造成了房地產產權產籍管理的效率地下，20世紀90年代以來，熊內逐步開展房產鉻息化建沒，餐內很多城市開始建立自己的房產側繪管理信系統。目前，廈內已經有，一些房產測繪軟件投人使用，低是隨著房產信月包系統的建立，這些系統己經越來越不魏適應偏意系統管理的豢婆.gi以g氏嶸招phic她勿”熊扁班姐system，以溉被弓入粼房產nli繪信息系統的建設中，井取得了廣泛應用。隨著房產管理信息系統的逐步建立與 發展 ，房產信息系統形成了以gis空間數據為支揮豹綜合應裘系統，gis空潤數據寒是整個系統的基礎和生命，房產測繪是建立和更新g份空間數據庫的重要的方法，必須承擔起為信息系統輸送數據的使命。因此，本文主要針時gis和房產澎繪管理的特點，對gls在房產側繪管理中豹應用進行探討，主要涉及系統開發平臺和結構模式、數據入庫等方面。
2系統開發乎臺與結構棋式
2.1蓄房地產信息可以分為拼大類
（1）玲房地產本身的信j包。例如房子的位銳，周圍地理環境等，
（2)房地產的屬性信息，如房屋建筑建造的年代，勸能，所屬單位等。
房地產信息中有明海的空海分布數撰，這些空間分布信息的描述和分析，是房地產信息管理系統中的一個重要組成部分。由于具有明確的空間分布特性，房地產信息管理系統必須建立在地理信息系統平臺上。
mapg撼地理信息系統是一個工具型地理信息系統，國產g篇平臺。map以s具備完善的數愉采集、處理，輸出、建庫、檢索、分析等勸能。其中，數據采集手段包括了數字化、矢蠢化、gps滾人、 電子 平板測圖、開放式數據轉換等。數據處理包括編輯、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，數據轅出既能夠迸行常規的數據交換、打印，也能夠進行版面編排、掛網、分色、印刷出高質最的圖件，數據瑰庫可建立海直地踢庫‘影像地撰庫、高程模型庫，實現三庫金一;分析功能既包括矢全空絨分析，也包括對遙感影像、dem， 網絡 等數據的常規分析和專業分析.mgi不僅功能齊全，而且具有處理大數據黨的能力，ma可以輸出印刷越大姨面圖件，各種數是(如點數，線數、結點數、區數，地蒸庫中的敬模數等)均可超過20億個，對數據最的限制可能是磁盤的存儲容量。ma戶g冷還具有二次開發能力，提供了豐富的a執角數、c類。組件供二次并發用戶選鋒。
3嫩據入庫
房產管理系統中不僅需要房地產的空間數據(房子的位置，翼灘地理環境等)，還需要基本的粼性數據，如房魔建筑建造豹年代，功能，所屬單位等。因此，數據的入庫必須從屬性數據和空間數據兩個方面來考慮。
3.1飛交潤數據入庫
空娜數據人庫，可級根據實際鑄緩選擇不同的建庫方案，但是最終的目的都要轉換成m人pg 15可以接收的數據格式，如對于空間數據入庫，可以根據不同情況選擇下面合適的方法:掃描矢呈化，格式轉換扶，直換成毅法二。
3.2之樣性數據入庫
屬性數據的錄人同空間數據的錄入一樣，可以根據不同的情況選擇不同的方式。如在空間數據錄人的方式中已經介紹了支接成圖頭，最可以直接存鍺其空澎數據和撰性數據的，另外，也可以采用格式轉換的方法，對已有屬性數據的 電子 格式在ma似性庫管理摸塊中導入到數據庫中，在空間數據入庫的時候也可在mapg扮編輯摸塊或裘性庫管理鎮塊中直接錄人屬性數據。
4結語
房產淵繪管理系統隨著g份應用領域的加深而迅速 發展 起來，月盆g在房產瀚繪管理系統中的r應用越來越深入.文中主要結合mapgis軟件對gls軟件在房產測繪中的應用進行了相關操討，文中指出了gl軟件平臺在房產測繪管理中豹優勢，井對ma羚冷的結構模式和數據入庫方式進行了簡要介紹。mapg軟件在房產測繪管理中發揮著很大作用，但g洛軟件的功能在不斷完善，傳統的乎臺,將向ebg塔發展，引起房產群繪管理更長延豹進步。
地理信息系統論文:地理信息系統集成平臺框架結構研究
【摘 要】 提出了基于客戶/服務器結構的地理信息系統集成平臺總體結構，探討了基于元數據的地理信息系統數據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數據庫，提出了應用符合3nf范式的關系數據庫進行模型管理的模式，在此基礎上探討了地理信息系統可視化建模工具。
【關鍵詞】 地理信息系統 集成平臺框架結構 gis數據集成平臺 gis模型集成平臺 可視化建模工具
1 引 言
近年來，隨著gis應用的廣泛和深入建立了一大批地理信息系統。隨著網絡技術的發展和實際的需要，這些分散的系統要求集成運行，以實現信息共享，提高運行效率。在國家“八五”攻關中就開展了這方面的研究[1，2]，在“九五”攻關中對系統實用化和運行業務化提出了更高的要求。地理信息系統集成的重要性得到普遍的認識[3，4]。
地理信息系統集成可以分為兩個層次，一個是地理信息之間相互關系的概念層次集成，側重于地理信息的空間分析；另一個是不同數據和模型之間組織和管理的技術層次集成。本文所指的地理信息系統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）領域，集成基礎結構或集成平臺的概念得到廣泛的應用，集成平臺被認為是實現企業信息集成、功能集成所需的基本信息處理和通信公共服務的集合[5]。ibm公司基于系統使能器（enabler）的集成平臺在企業應用中獲得極大成功[6]，中國在cims應用中也廣泛使用集成平臺技術[7]，收到巨大的經濟和社會效益。
文獻[8]中作者論述了地理信息系統集成的概念、內涵和必要性，地理信息系統集成平臺的功能和特點。本文借鑒cims的經驗，結合信息技術的新發展，提出了基于客戶/服務器的地理信息系統集成總體結構，基于元數據的地理信息系統數據集成平臺和基于關系數據庫的地理信息系統模型集成平臺和可視化構模工具方法。
2 地理信息系統集成分析
回顧地理信息系統的發展過程，可以看出地理信息系統的集成在技術上可以分為如下幾種形式：
（1） 同一gis軟件系統不同模塊之間或不同系統之間采用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，它適用于任意系統之間的數據和模型集成。
（2） 大型商業gis軟件如arc/info具有一致的數據模型和數據結構，提供二次開發語言，構成軟件開發平臺。不同模塊之間可以采用二進制進行數據交換（如arcedit和arcplot），具有密切關系的不同gis軟件系統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的基礎上開發應用模型被宿主系統調用外，其它所有的操作只能建立在這個商業軟件平臺基礎上，不同的商業軟件平臺一般無法直接進行數據共享和功能互補。
（3） 采用應用程序接口（api）的形式進行集成。如arc/info提供rpc接口實現客戶端與服務器端的通訊，提供arc/info與arcview的集成。同時用戶可以遵循rpc規范開發應用模塊以實現系統集成。esri提出的分布式計算環境（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，一些最近開發的商業gis軟件如mapinfo公司的maplnfoprofessional和golden soft公司開發的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。
（5） 最近發展起來的對象—關系數據庫技術（ordbms）將空間數據作為一種數據類型直接集成進入數據庫系統，用戶可以在這種平臺上直接管理矢量空間數據、遙感圖像數據和普通關系數據，可以利用這種數據庫平臺的api開發gis應用系統。
（6） opengis組織采用cobra標準，了其簡單特征規范（simple features specification）1.0版本作為開放地理信息系統的基礎，這無疑是地理信息系統軟件向開放和互操作發展的重要方向之一，但這種方式需要從底層重新開發gis軟件，在短期內很難直接應用于工程實踐。
在以上地理信息系統集成的各種形式中，都存在如下的問題需要解決。
（1） 地理信息采集和應用的分布性特點決定了地理信息系統的分布性，地理信息系統集成需要一種分布式空間數據管理和分析模型的相互通訊機制。這種機制既可以適應在目前比較成熟的基于數據文件交換形式（如（1）和（2）），又可以為以后基于api（如（3）和（5））面向對象的地理系統集成（包括（4）—（6））提供發展余地。
（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據管理的機制，并提供數據融合的能力。
（3） 地理分析模型與多種地理數據發生聯系，不同模型之間有復雜的串并聯關系，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/服務器機制的地理信息系統集成總體結構，基于元數據的數據庫集成平臺和基于關系數據庫管理系統的模型集成平臺，以及在系統總體結構和數據庫集成平臺、模型集成平臺的基礎上進行可視化建模以輔助空間決策的方法和技術。
3 基于客戶/服務器的地理信息系統集成總體結構
近年來，客戶/服務器（client/sever，c/s）體系結構在分布式系統中得到了廣泛的應用。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結構下，一個或更多個客戶機和一個或更多個服務器，以及下層的硬件網絡、操作系統和支撐平臺進程間通信系統，共同組成一個支持分布式計算、分析和表示的系統，在該模式下，應用分為前端的客戶部分和后端的服務器部分。客戶方發出請求，網絡通信服務系統將請求的內容傳到服務器，服務器根據請求完成預定的操作，然后把結果送回客戶。
地理信息系統集成平臺引入客戶/服務器機制后，可以將地理信息系統集成定義為兩層c/s結構（圖1）。前端用戶和數據庫集成平臺、模型庫集成平臺、應用模型構成第1層c/s結構，集成平臺和應用模型與商業軟件構成第2層c/s結構。客戶端負責引導用戶輸入數據源、功能要求和模型選擇，以及有關輸入輸出選擇項，將這些信息提交模型集成平臺服務器和數據集成平臺服務器。模型集成平臺服務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）對數據的要求提交數據集成平臺服務器，其功能請求轉化為rs服務器、gis服務器、rdbms服務器可以實現的基本操作并提交給這些服務器。數據集成平臺服務器、rs、gis、rdbms服務器操作結果將返回給模型集成平臺服務器，進而返回給客戶端。
當客戶端有特殊的顯示、制圖要求時，模型集成平臺服務器將負責根據用戶的要求調用其它服務器來實現；如果客戶端要求將模型運行的結果進入數據庫時，模型集成平臺將向數據集成平臺服務器發出請求，完成在數據庫中的注冊。數據集成平臺服務器除了接收模型集成平臺發出的請求外，還可以直接響應按照時間、空間和屬性信息數據查詢的要求，在空間框架的基礎上實現多元數據的融合，數據集成平臺的功能也是調用rs、gis、rdbms服務器的功能來實現的。模型與數據庫之間、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的內存交換形式（如dll，ole，activex，cobra等）提供可能。
這種設計使得系統只考慮軟件的功能而不會過分依賴于具體的軟件平臺，因此系統具有良好的可擴充性，無論采用商業軟件還是采用國產軟件，只要具有該項功能可以作為服務器，服務器軟件類型的變化都不會影響系統結構，便于將來采用國產軟件和系統的升級換代。
4 基于元數據的地理信息系統數據集成平臺
地理信息系統數據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據視圖。實現方式可以采用基于元數據的方式，也可以采用基于空間開放數據庫連接（spatial open database connectivity， s-odbc）的結構化查詢語言（structure query language， sql）和動態連接庫（dynamic link library， dll）方式，以及基于面向對象的方式，如分布式公共對象模型（distributed common object model， dcom）和公共對象請求結構（common object request broker architecture）等方式[8]。由于大型業務化運行的地理信息系統大都建立在商業軟件的基礎上，很少全部從底層開發，而目前絕大部分商業軟件都不支持這些軟件協議機制。從實用角度出發，基于元數據的集成平臺是一種行之有效的地理信息系統數據集成模式。
美國聯邦地理數據委員會（federal geographical data committee， fgdc）制訂了分布式地理信息元數據規范，在地理信息標準化和規范化方面做了大量的工作。但是，一方面該規范過于煩瑣，在實際應用中很難對該規范的每一項都有明確的表達，另一方面該規范主要針對靜態數據集而對動態交互式應用如多源數據融合等考慮不足。因此本文設想，針對地理信息的特點，抽取fgdc的關鍵內容，對每一個具體空間數據庫建立一個與之相對應的元數據記錄，將每一個分布式數據庫節點形成一個與具體空間數據集相對應的元數據庫。根據分布式數據庫系統場地自治的原則，各節點負責維護本地數據庫與元數據項的一致和統一。數據集成平臺服務器保存相應元數據庫的副本，并維持與各接點元數據庫的動態連接。這種方式的概念模式如圖2。
