项目来源:国家“973计划”资助项目(2006CB701306)。
文章编号:100723817(2008)022*******
中图分类号:P208 文献标志码:B
基于本体的地理信息服务查询组件设计
程 钢1,2 杜清运1,2 蔡忠亮1,2
(1武汉大学资源与环境科学学院;2武汉大学地理信息系统教育部重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079)
摘 要 介绍了一种基于本体的服务发现组件设计方法,将基于本体的元数据和基于本体的查询结合起来,提高了基于O GC 标准的网络地理服务发现的查询效率和准确性。关键词 语义异质;本体;地理信息发现;组件 随着越来越多的网络地理信息服务的出现,快速找到用户需要的地理信息服务显得尤为重要。文献[1]提到,所谓智能网络服务应该能够轻松有效地为普通市民、专家和决策者提供网络分布的地理信息。由于不同背景的提供商和用户对信息有着不同的理解,查询时往往出现多种情况的语义上异质。这就导致了用户使用关键词查询的方法通常难以得到理想的结果。G oh 将语义的异质归结为三个主要原因[2]:混淆冲突:看似相同的信息,实质内容存在很大差别;尺度冲突:不同的参考系对同一目标的测量尺度不同;命名冲突:信息命名模式不同。采用本体方法,设计了基于
Open GIS Web Services (OWS )的地理信息服务的查询组件,
提高了地理信息的查询效率和准确性。
1 基于本体的组件设计
选择能够解释隐含知识的本体方法作为克服语义异质的途径[3],设计了一种具有语义描述能力的新方法,能够对不同的概念含义进行处理[4]。设计的基于本体的组件,支持分布和异质的网络环境下地理信息服务的发现。在该组件设计中,综合了包括标准标注语言、本体、基于知识的分类等技术。
组件的框架结构如图1所示,本体部分(Ontologies )
主
图1 组件的框架结构
要采用混合本体结构,对领域内的概念进行明确的形式化表达;本体推理器(Ontology Reasoner )主要负责查询语句的分
析和概念关系的推理;用户界面(User Interface )主要负责与用户的交互工作,提供可供用户使用的本体概念构造的查询语句,并且对结果进行解释。该组件同基于O GC 的网络地
理服务相结合,能够为用户和服务之间的互操作提供更好的基础。
1)组件的本体设计。本体论有很多种定义,
“本体是共享概念化的形式化说明”[5]是最为流行的一种。本体通过确定某个现象的相关概念而得到这个现象的抽象模型。这种概念化了的模型是一种共同认可的知识,以一种机器能够识别的形式明确地定义出来。
混合结构本体。混合结构的本体如图2所示,每个信息源都用自己的本体(服务本体)来描述。为使不同的本体间的
图2 混合结构的本体
概念能够互相比较,需要建立一个统一的共享本体(Shared
Ontology )。共享本体包括了一个域中基本的词汇和概念。信
息源的本体都基于同样的基本概念,同多本体方法相比,该方法中不同本体间的概念更具可比性。混合结构的另外一个优点是,不需要对共享本体或是映射关系做任何修改就可以把新的本体加入到结构中来,支持本体的有效获取和演化。
信息源的注释。服务本体直接使用共享本体中的概念,或是通过构造算子将简单概念构成复杂概念,再利用这些概念构成需要的服务本体。信息源的注释说明如图3所示。
图3 信息源的注释说明
在注释过程中,对应用程序模式中定义的要素类型进行描述
(Metadata ),而不对信息源直接进行描述。本体中的概念还
1
3测绘信息与工程 Journal of G eomatics Apr.2008;33(2)
直接用来对服务中要素的属性进行描述(Schema),多了一个层次的语义解释。
知识表达语言。采用Protégé2OWL来创建基于网络本体语言OWL的本体概念。OWL遵循面向对象的思想,按类、属性和实例的形式描述领域知识所包含的结构,能够清晰地描述领域内的概念的含义以及这些含义间的关系,还具有逻辑描述和演绎能力,拥有更多的机制来表达语义,超越了仅能够表达网上机器可读的文档内容的能力。
2)本体推理器。在本设计的组件中,不同应用中的本体概念之间的映射是由内嵌的描述逻辑推理器(RACER)完成的。这个语义转换过程是通过将概念置于一个新的系统,并将其重新分类的包含推理方法实现的[6]。确定一种描述是否包含另一种描述,即前一个概念是否比另一个概念更加普遍是描述逻辑系统的重要任务。这种推理过程在基于关键词的查询中是无法实现的。通过包含关系,所有的概念根据其普遍性组成一个层次结构。一个描述用户感兴趣的事物查询同样可以作为一个概念描述,所有被这个查询概念所包含的子概念,都可以认为是符合用户查询条件的结果。
推理器当中的另一个重要部件是一个增强的目录服务,能够识别应用中的本体概念,解析利用本体概念构成的查询请求。由于使用Decorator装饰设计模式方法,只需通过标准的O GC静态服务接口就可以获取它的功能。如果过滤器中包含了一个需要返回一个要素类型元数据的请求,包含推理方法便可以返回所有需要的概念,并将其重新加入到过滤器当中。解析后的查询语句可以像普通的目录服务一样使用。这样通过分析过滤器中的元数据请求增加了标准目录服务的查询能力。
3)用户界面。设计了一个桌面客户端应用程序,用户可以使用设计好的共享本体或是服务本体。允许用户选择已有的本体概念构造查询条件对元数据和地理信息进行查询。通过使用共享本体的概念,可以实现对同一领域未知地理服务的查询,并对查询的结果进行描述。以后的研究中将进一步设计基于Web的用户界面。
2 应用实例
假设两个部门通过标准的WFS服务接口提供了某城市空气浓度信息,WFS要素及其属性如表1所示。一名用户
表1 WFS要素及其属性
WFS Environment pollution
information system Weat her informa2 tion service
Feature AirComposition AirIngredient s Name of t he location Location name Position name Unique ID of t he
location ID Identifier Concentration in ppm Concent ration Content(in ppb) Name t he gas Gas Gas name
Date of t he measur2
ement Datum Measure date Time of t he measure2
ment
Time Measure time
Geometry as point Gml:point
Property
Gml:position Name of city City City name 在事先不知哪个网络要素服务(WFS)提供相应的二氧化碳(CO2)的浓度信息的情况下,借助于O GC兼容的目录服务,来回答“2007年7月17日上午10时武汉市街道口附近CO2的浓度是多少?”
基于本体的查询。用户想查找提供城市当中确定地点和时间的CO2浓度的服务。需要用location,concentration, date and/or time of measurement等一些属性来描述这个要素类型。
通过使用用户界面,用户可以选择现有本体中的概念或利用它们构造一个新的查询概念,测试用例中的概念如表2所示。本例已经存在三个基本概念:ResultOfConcentration 表示一个具有量度单位的测量结果;Concentration表示某时
表2 测试用例中的概念
Concept s Definitions
ResultOfConcentra2
tion
_Factor SOME Factor
_Unit SOME Unit s
_Quantity SOME Quanlity
Concentration
_Has SOME Datestamp
_Has SOME TimeStamp
_Has SOME Location
_Has SOME ResultOfConcentration AirIngredient s
ResultOfConcentration
_Inspected SOME City
Query_for_Concen2
trarion
Concentration
_Has SOME AirIngredient s
某地具有ResultOfConcentration属性的浓度测量;Air Ingre2 dients通过城市属性对ResultOfConcentration进行了限制。用户通过Air Ingredients对Concentration进行限制,构造了新的查询概念Query_for_Concentrarion,表示查询测量空气成分浓度的服务。通过把这个概念加入到领域本体当中同各种服务的描述概念进行比较,就可以找到所有Query_for_ Concentrarion子概念,即所需的查询结果。通过借助REACER推理器,得到了想要的结果,这两个WFS服务均满足该用户的需求。用户可以利用这些服务提供的属性构造新的查询,找到想要的要素。实例说明基于本体方法设计的查询组件能够克服关键词查询存在的语义问题,查询到用户需求的服务。
3 结束语
设计了一种O GC兼容的基于本体的组件来扩展基于OWS的地理信息查找能力。这种组件设计方法利用本体对语义异质问题进行解决。今后的研究中会将服务的查找和要素的获取结合起来。 参考文献
[1]Brox C,Bishr Y,Senkler K,et al.Toward a Geospatial Data In2
frastructure for Nort hrhine-Westphalia[J].Computer,Envi2 ronment and Urban Systems,2002,26(1):19237
[2]G oh C H,Representing and Reasoning about Semantic Conflict s
in Heterogeneous Informat ion Systems[D].Cambridge:Massa2 chusett s Institute of Technology,1997
[3]Wache H,Vogele T,Visser U,et a1.Ontology2based Integra2
23测绘信息与工程 Journal of G eomatics Apr.2008;33(2)
tion of Information 2a Survey of Existing Approaches[C].I J CA I 2
01Workshop :Ontologies and Information Sharing ,Seattle ,USA ,2001,1082117
[4]Riedemann C ,Pundt H ,Harvey F ,et a1.Semantic Interopera 2
bility :A Central Issue for Sharing Geographic Information [J ].The Annals of Regional Science ,1999,33(2):2132232[5]Borst W N ,Construction of Engineering Ontologies for Knowl 2
edge Sharing and Reuse :[D ].Enschede :Twente University ,
1997
[6]L utz M ,Klien E.Ontology 2Based Retrieval of Geographic Infor 2
mation [J ].International Journal of Geographical Information Science ,2006,20(3):2332260
收稿日期:2007212217。第一作者简介:程钢,博士研究生,现研究地理信息科学。E 2m ail :chenggang1218@https://www.doczj.com/doc/c53596002.html, 。
ONTOLO GY 2BASED COMPONENT DESIG NED OF GEO GRAPHIC
I NFORMATION DISCOVERY
CHE NG Gang 1,2 DU Qingyun 1,2 CAI Zhongliang 1,2
(1School of Resource and Environment Science ;2K ey Laboratory of Geographical In formation System ,
Ministry of Education ,Wuhan University ,129Luoyu Road ,Wuhan 430079,China )
ABS TRACT An ontology 2based component for geographic information discovery that solves the
semantic heterogeneity problems of current query capabilities and improves the query efficiency and preciseness is introduced.A test case which is f rom the area of pollution of the environment shows that the request can be efficiently supported through subsumption reasoning.
KEYWORDS semantic heterogeneity ;ontology ;geographic information discover ;component
项目来源:国家"863计划"资助项目(2006AA12Z202)。
文章编号:100723817(2008)022*******
中图分类号:P208 文献标志码:B
出行路径选择标准及策略研究
瞿 嵘1,2 刘 潇1 翁 敏1,2
(1武汉大学资源与环境科学学院;2武汉大学地理信息系统教育部重点实验定室,武汉市珞喻路129号,430079)
摘 要 采用了实验心理学方法,确定了人们在交通网络上出行时所选择路径的标准及对各标准的偏好程度,获得了人们在路径寻找中积累的各种经验、知识和策略。关键词 路径选择;偏好;标准;搜索策略
当人们出行时,必然要涉及到很多选择。因为个体在空间能力、认知地图、出行目的、优化策略方面的差异,所以人们对路径选择的标准也各不相同,选择属性的相关重要性也各不相同[1,2]。试验表明大多数人并不一定选择最优路径,而选择了基于各种因素的次优路径[325]。探讨了人们在各种精确模型中所使用的标准与人们实际出行的标准是否一致,获得各种路径选择标准的权重及人们在实际路径寻找中所使用的知识,为设计启发式的路径规划算法提供理论基础及搜索策略指导。
1 路径选择行为
在交通网络中选择路径,选择状态包括在给定的起始点和终点间所有可能的路径。简单网络示意图如图1所示,在起点O 和终点D 之间有4条可能的路径:1和3、1和4、2和
3、2和4。在这个网络中有起始点O 和结点A 两个决策点,
有几种选择情形
:一是出行者从O 和D 间的全部路径选择,
图1 简单网络示意图
在出行前就作出了选择并且不会在行进的过程中改变。称之为同时选择,一般发生在路径规划阶段。二是通过沿着道路的每一个决策点,出行者都会从到他的下一个决策点之间的次路径中再一次选择,其选择独立于其他的选择。称之为连续选择。三是出行者在决策点处作出选择,但是选择行为依赖于前面的选择,称之为分级选择。
在网络中使用路径,被看作是出行者从点O 到点D 出行时确定该采用哪条路线这个决策问题的结果。出行者的目的是最佳满足需要,最后选择由两个特征集产生:出行者个人特征和交通系统特征。这些特征集假定为服务于路径
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3测绘信息与工程 Journal of G eomatics Apr.2008;33(2)
浙江省地理空间数据交换和共享平台项目介绍 发布日期：2011-06-02 点击量：45 一、基本情况 1. 立项情况 浙江省地理空间信息资源丰富，大部分实现数字化存储、管理和应用。省级1：1万 /1:5000、1：5万基础测绘DLG、DOM、DEM完成全省覆盖，现正进行浙江省基础测绘快速更新体系建设，以实现基础地理信息的动态更新。全省城市建成区和规划区也已完成1：500、1：1000、1：2000数字地形图的覆盖。浙江省省级基础地理信息系统2007年建成并通过验收，已经支撑主体功能区规划、水利水情等省级重大应用。浙江省连续运行卫星定位综合服务系统(ZJCORS)建成并提供服务，全省导航电子地图建成。浙江测绘正处于测绘发展方式转变，测绘服务转型升级的关键时期。 2008年10月，浙江省人民政府、国家测绘局合作共建，国家发改委、国家测绘局批准的国家空间信息基础设施建设试点工程—浙江省地理空间数据交换和共享平台（以下简称“省交换共享平台”）正式开始建设。根据《浙江省发改委关于浙江省地理空间数据交换平台项目可行性研究报告批复的函》（浙发改函[2008]232号）的要求，项目实施总周期为三年（2009年—2011年），总投资6330万元,建设单位为浙江省测绘局。 2. 省部支持 省交换共享平台是“数字浙江”和浙江省信息化基础设施的基础工程之一，浙江省人民政府、国家测绘局和有关部门一直高度重视。省长明确要求，要创新地理信息资源共建共享机制，加快建设地理空间数据交换和共享平台，促进地理信息资源科学开发利用，不断拓宽测绘与地理信息服务的应用领域、服务水平和质量。在《浙江省基础测绘“十一五”规划》中，已明确把省交换共享平台列为重点项目之一，《浙江省国民经济和社会信息化“十一五”规划》和《浙江省电子政务“十一五”规划》都把建设自然资源与空间地理基础数据库作为建设四大基础性、战略性资源数据库的主要任务之一，并把地理空间与自然资源数据库共享工程、省级数据交换平台建设列为重点工程。 浙江省政府、国家测绘局已将本项目作为浙江省政府与国家测绘局合作的重大信息化工程项目；省科技厅也将本项目列入省公共科技条件平台和省重大科技创新服务平台之一；国家发改委、国家测绘局也同意将本项目列为国家空间信息基础设施建设的试点工程予以支持。 3. 建设意义 地理空间信息资源是国家重要的信息资源和战略资源。联合国有关文献资料指出，自然、经济、社会等信息的80%与地理空间位置有关。地理空间信息数据可以分为基础地理空间信息数据、专题地理空间信息数据和其他与空间位置分布有关的信息数据。基础地理空间信息数据由各级测绘主管部门组织采集、处理和集中管理与统一分发服务，列入基础测绘；专题地理空间信息数据和其他与空间位置分布有关的信息数据由国土资源、民政、交通、水利、建设、电力、农业、林业、环保等部门根据自身业务工作需要采集、处理或在开发、管理工作中形成。 目前，“数字浙江”建设已由信息资源的初期积累阶段逐步走向信息资源开发应用阶段。“十五”以来，浙江省基础测绘工作得到了较快发展，省测绘局和部分市、县纷纷完成
地理信息质检数据库建设和应用的技术 本文就详细分析地理信息质检数据库建设和应用的技术，旨在为相关人士的工作和研究提供参考。 标签：地理信息质检;数据库;质检技术;建设与应用 1 地理信息质检数据库建设和应用的重要意义 1.1 推进地理信息及资源的开发和利用 当前，我国大力倡导人与自然和谐共生的绿色发展理念，实施可持续发展的战略。在这样的情形下，地理信息产业获得了飞速的发展，成为可持续发展战略核心的内容之一。在智慧城市理念下，地理信息以及地理资源的开发利用，对于推动现代城市的建设与发展具有重要的作用和意义，而且与政府、社会、企事业单位以及人们日常的生活具有密切的关系，如车载导航、手机定位、智能交通、物流快递以及互联网地理信息服务等方面的产品，通过提升各种地理信息产品的附加值，能充分满足社会和经济发展对相关信息服务的需求以及人们对相关地理信息的个性化需求，全面拓展相关地理信息的消费市场。 1.2 加快相关技术的创新步伐 在智慧城市理念下，建设并应用地理信息质检数据库，还能加快相关技术的创新步伐，比如说地理信息测量技术、质量测量技术。通过建设和应用地理信息质检数据库，相关工作人员可以进一步研发具有自主知识产权的相关先进测量技术，这样能提升我国相关地理信息产业的核心竞争力，推动相关信息和资源的开发利用。同时还能促使我国相关行业占据该产业的制高点。为此，相关工作人员必须严格遵循“自主创新、支撑发展、重点跨越、引领未来”的基本方针，不断完善该行业的创新体系，提升该行业的自主创新能力。 2 地理信息质检技术的应用范畴 2.1 建立可靠的质量保证体系 在实际的执行中，相关作业单位应对单位的采集人员、核查人员进行地理信息质检技术的培训，提升他们的作业水平，从而从根本上提升整体工作人员的素质。同时，作业单位还必须建立一整套的自检、互检以及单位验收制度，验收最终的成果，从而建立可靠的质量保证体系。 2.2 加强相关产品质量内容的控制 除了建立可靠的质量保证体系以外，作业单位还可以根据地理信息质检技术加强相关产品质量内容的控制。比如：检查后数据采集的精度。作业单位通过对
第一章概论 1.地理信息系统包括哪几类型？试举例说明。 工具型地理信息系统：具有对各种地理空间数据进行输入、处理、管理、查询、 分析和输出等通用功能，可供其他系统调用或允许用户进行二次开发，以建立应 用型地理信息系统的操作平台，是建立应用型GIS的一条捷径。特点：对计算机 硬件适应性强，数据管理和操作效率高、功能强，具有普遍性和易拓展性，操作 简便且易掌握。示例：国外Arc/Info、GenaMap、MapInfo、MGE、GeoMedia，国 MapGIS、SuperGIS、GeoStar、CityStar 应用型地理信息系统：与特定地理区域相互联系的地理信息系统，根据用户的 需求和应用目的而设计来解决一类或多类特定应用问题，除了基本功能外还具 有解决地理空间实体与空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用 模型和方法。分为专题GIS和区域GIS。特点：针对性明确、专业性强，系统开 销小。示例：“塔里木河水资源管理信息系统” 2.地理信息系统设计主要有哪几种方法？各有何特点？ 结构化程序设计：是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。利用一般 工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。基本思想：一般 采用自顶向下，逐层分解的演绎分析法来定义系统的需求；地理信息系统的开发 是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期；分 析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构 化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型等。特点：软件结构描述较清晰， 便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也比较成 熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构 化分析的前提是：面临静态需求。 原型化的设计方法：常用的一种，在开发初期不强调全面系统地掌握用户的需 求，是根据对用户需求的大致了解，由开发人员快速生成一个实实在在的初始系 统原型。随着用户和开发者对系统理解的加深，不断对原型进行修正、补充和细 化，用快速迭代的方法建立最终的系统，并提交给用户使用。步骤：确定用户需 求——开发初始原型——征求改进意见——修改完善原型——制定原型完成。 特点：有一定的盲目性，但对于非专业人员和小规模系统设计来说更加实用，有 利于用户介入系统设计工作，是种动态的软件开发技术。能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能够正确反映用户的需求。同时对于较复杂和具有 不确定性的系统目标有较强适应性，可使设计与实施的结合更为紧密。 面向对象的解决方法：基本思想：将系统所面对的问题，应用封装机制，按其自 然属性进行分隔，按人们通常的思维方式进行描述，建立每个对象的领域模型和 联系，既模拟信息实体的在结构又模拟动作机制，使设计出的软件尽可能直接表 现出问题求解过程。整个系统只由对象组成，对象间的联系通过消息进行。特点： 将强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员之间的交流； 对需求的变化有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有 利于用户参与，容易扩充和重组。性质：封装性、继承性、多态性。 3.地理信息系统主要有哪几种开发方法？各自有何优缺点？ 独立开发：不依赖任何GIS工具软件，利用专业程序设计语言开发应用模型，直 接访问GIS软件的部数据结构。从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结 果输出，所有算法都由开发者独立设计。优点：无需依赖任何商业GIS工具软 件，独立性强，降低了开发成本。这种系统综合程度和效率最高。缺点：开发难
数据共享交换平台解决方案 1. 概述 在我国，政府职能正从管理型转向管理服务型，如何更好地发挥政府部门宏观管理、综合协调的职能，如何更加有效地向公众提供服务，提高工作效率、打破信息盲区、加强廉政建设 已成为当前各级政府部门普遍关注和亟待解决的问题。国家“十五”计划纲要要求“政府行政管理 要积极运用数字化、网络化技术，加快信息化进程”。各级政府、行政管理部门都面临着利用 信息技术推动政务工作科学化、高效率的新局面。 随着电子政务建设的不断发展，政府拥有越来越多的应用数据，如何建立政府信息资源采集、处理、交换、共享、运营和服务的机制和规程，实现分布在各类政府部门和各级政府机关 的信息资源的有效采集、交换、共享和应用，是电子政务建设的更高级的阶段和核心任务。 信息资源只有交流、共享才能被充分开发和利用，而只有打破信息封闭，消除信息“荒岛” 和“孤岛”，也才能创造价值。目前各级政府都在进行政务资源数据的“整合”，但“整合”什么？ 如何“整合”？“整合”后做什么？将是摆在政府各级领导面前的首要问题。 北京华迪宏图信息技术有限公司凭借自身丰富的电子政务建设经验、自主创新的技术研发优势，为各级政府机构的实际需求提供了政务资源整合的综合解决方案——华迪宏图数据共享 交换平台。 2. 电子政务总体框架 华迪宏图数据共享交换平台总体框架如下： 由上图可以看出，华迪宏图数据共享交换平台交换体系共分为六个层次，分别是安全和标准体系、网络基础设施、信息资源中心、共享交换平台、应用层和展示层。 （1）展示层 通过建立综合信息集成门户系统为用户提供统一的用户界面，信息和应用通过门户层实现统一的访问入口和集中展现。 （2）应用层
绪论 简述GIS的理解（需具体说明） 地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案 GIS的概念 GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。 地理信息的定义 理解1：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识； 理解2：表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称； 理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点 空间分布性：地理信息的定位特征多维性：单点多重属性信息动态性（时间性）：随时间动态变化数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征 地理信息含义 “有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”GIS的定义、特点 地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。 GIS的组成 ①系统硬件 GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 GIS外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 硬件的三种应用模式 单机模式： 由基本外设、处理设备和输出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便 局域网模式： 部门或单位内部GIS建设 专线连接 资源共享较方便 广域网模式： 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接 ②系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX 等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。 基础软件 数据库软件 流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。 Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 图形平台 某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件 ③空间数据是GIS的血液 GIS的操作对象为空间数据 空间数据特征：空间参考、属性、时间数据； 空间数据组织：矢量结构、栅格结构。 ④管理人员 GIS的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。 不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。 GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询 空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体 空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析 缓冲区分析：解决近邻度问题 缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。 网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。 叠加分析：解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。 GIS的产生和发展（选择或判断） 1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统 ①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段 简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。 举例说明GIS可应用的行业 所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。 气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、A VHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询 GIS的地学基础 GIS中为什么要考虑地图投影 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。 地球椭球体为不可展曲面 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析 地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。 地图投影 由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。 地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形 地图投影分类 投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影
城市公共基础数据库建设（地理库） 地理信息数据是智慧城市的定位基准，是集成城市自然、社会、经济、人文等综合信息的基础，是信息集成的载体，是智慧城市赖以实现的不可或缺的基础支撑。 “智慧南平地理库”建设将结合南平市现有数据情况，补充生产或整合更新南平市域范围内各类基础地理信息数据，按照标准规范对数据进行整合改造形成面向应用的公共地理框架数据，并研发数据库管理系统实现对基础地理信息数据和公共地理框架数据的建库管理和维护更新，为政府部门、企业和公众提供丰富权威的数据资源，推动地理信息的社会化应用，避免资源浪费和重复建设。 (1)基础地理信息数据补充生产：补充生产地名地址数据、三维景观数据等； (2)基础地理信息数据改造更新。将原来离散的、数据格式各异的空间信息改造成为逻辑上一体的、具有统一空间定位框架基础地理信息资源，整合对象主要是现有数字线划图、中小尺度遥感影像、高程模型以及地名数据； (3)公共地理空间框架数据整合生产（含政务版、公众版）：以基础地理数据为基础，根据数字城市地理空间框架的标准规范，面向公共应用需求进行数据的对象化、网格化、信息化加工处理，形成面向公共服务的地理框架数据 (4)数据库管理系统开发：研发数据库管理系统，实现对基础地理信息数据和公共地理框架数据的入库、日常管理及更新维护， (5)数据库建设：通过数据库管理系统，对整合后的基础地理信息数据、政务版地理框架数据和公众版地理框架数据进行入库处理，最终建成包含影像数据、矢量数据、高程模型数据的基础地理信
息数据库、政务地理框架数据库、公众地理框架数据库以及对应的元数据库和数据目录。 “智慧南平地理库”建设将改变南平市因获取掌握基础地理空间信息条块分割、部门所有的管理体制所形成的数据在内容、格式、坐标系统、定位精度等方面存有差别的现状，最大限度地推进地理信息资源的共享和应用，为交通、水利、国土、统计、公安、民政等各类政府部门提供科学、准确、及时的地理空间信息服务，还将通过现代化的网络和通讯技术向全社会提供导航、定位、出行等位置服务，从而推进南平市信息化进程,为创建和谐、有序的城市管理和公共服务新局面提供有力的支撑，推动和谐社会的发展。
分析地理信息资源共享服务平台设计 摘要：近年来，各级用户对数据信息保障要求越来越高，呈现出保障速度快、 数据时效性强、知识化程度高等特点。但目前数据分散，缺乏统一管理，依靠传 统介质拷贝，保障手段落后，保障效率低，保障内容以原始数据为主，缺乏有机 融合和深层次挖掘，使得数据保障面临严重的“信息孤岛”危机，直接影响了数据 保障的深度和广度。基于此，对地理信息资源共享服务平台设计进行研究，仅供 参考。 关键词：地理信息资源；共享服务平台；设计 引言 地理信息资源是通过测绘形成的数据、信息、图件以及相关的技术资料，是地理信息的 主要载体，和社会经济发展、城市规划建设、广大人民的生产生活都有密切关系，国家及各 省都高度重视促进地理信息产业高质量发展。而数据可视化是利用计算机图形图像理论和处 理手段，以可视化方式直观呈现复杂、多维度的数据，便于人们快速掌握信息变化趋势和规律，为制定科学准确的决策提供有力支撑。 1我国地理信息资源概述 一是地理信息数据的内容形式由主要提供静态基本比例尺地形图和数字化产品向提供按 需定制具有实时、交互等特点的高精度基础地理信息数据转型。自2017年起，原土地资源 部和原国家测绘地理信息局在全国范围内全面推进国土空间基础信息平台建设，为政府部门 整体谋划土地空间开发提供基础服务，结合智慧城市公共信息服务平台建设，推动促进地理 信息资源开发利用，将测绘地理信息数据形式由离线拷贝提升为在线服务。二是地理信息数 据的服务对象由主要面向政府部门转向为政府部门以及社会公众提供服务的企事业单位。在“一带一路”建设、京津冀协同发展和长江经济带等国家重大战略和重点工作中，测绘地理信 息资源都彰显了在服务政府工作中的保障作用。 2平台建设原则 平台建设的价值，在于为交通运输行业管理部门和社会公众提供准确、及时、全面的地 理信息服务。建立一个内容丰富、安全高效、动态更新的交通地理信息数据中心，是平台成 功与否的关键，因此，平台的建设应以交通地理信息数据中心为核心。平台应以服务共享交 换为宗旨，通过为平台用户提供符合ＯＧＣ标准的各种地理信息数据服务，满足交通管理部 门等不同用户的数据共享交换需求。此外，平台还应提供统一的接口、功能等服务，以便基 于平台快速定制业务应用，为交通地理信息应用的扩展提供支撑，实现应用、功能共享。平 台应充分考虑可扩展性和开放性。通过提供统一接口，将外部资源接入平台中进行交互共享，不断汇聚到平台的资源又可以为更多的用户提供服务。通过一种开放、共享的模式，促使平 台不断完善和自我优化，保证平台的生命力。 3系统总体方案设计 3.1系统体系架构 资源共享服务系统实现了系统资源、数据资源、服务资源、应用资源的统一集成、共享 和管理，整个系统体系架构。系统体系架构自下而上分为资源支撑层、数据资源层、服务支
河南环保厅环境地理信息系统概要设计说明书 上海数慧系统技术有限公司 Shanghai Digital Intelligence Systems Technology Co., Ltd.
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目录 第1章.引言 (5) 1.1.目的 (5) 1.2.文档概述 (5) 1.3.术语定义 (5) 1.4.参考资料 (6) 第2章.系统概述 (6) 2.1.系统开发背景 (7) 2.2.建设目标 (7) 2.3.约束条件与非功能需求 (8) 2.3.1.开发环境要求 (8) 2.3.2.软件系统架构要求 (8) 2.3.3.性能要求 (8) 2.3.4.质量需求 (9) 2.4.用户 (9) 2.4.1.组织机构 (9) 2.4.2.用户分类 (9) 第3章.概念架构设计 (10) 3.1.系统划分 (10) 3.2.系统架构 (10) 3.3.概念架构 (11) 3.3.1.B/S系统概念架构 (11) 3.3.2.C/S系统概念架构 (13) 第4章.细化架构设计 (14) 4.1.逻辑架构 (14) 4.1.1.B/S架构 (15) 4.1.2.C/S架构模式 (20) 4.2.开发架构 (20) 4.2.1.技术路线 (21) 4.2.2.B/S浏览器端开发视图 (22) 4.2.3.B/S服务端开发视图 (23) 4.2.4.C/S架构开发视图 (24) 4.3.运行架构 (27) 4.3.1.系统启动时序图 (27) 4.3.2.河流污染扩散模型时序图 (28) 4.4.数据架构 (30) 4.5.部署架构 (31) 4.5.1.系统部署架构 (31) 4.5.2.部署设计 (32) 4.5.3.网络和硬件配置 (33)
城市基础地理信息数据库设计与实现 学院：测绘科学与工程学院 专业：地理信息科学 姓名：乔婷婷 学号：201301181122
摘要： 目前，各种地理信息系统的建设方兴未艾，它们的建设都需要有统一的基础地理信息作为其基础。而基础地理信息数据库把基础地理数据获取、处理、管理、维护等各个环节连成一个有机的整体。本文以平原区某市数字城市建设项目为例进行基础地理信息数据库设计 与实现的研究。 该数字城市建设项目中的地形数据库建设涉及1:500、1:1000、1:10000、1:50000等多种比例尺；图形信息以点状、线状以及面状地物等形式存在；数据的属性信息以扩展属性和文字描述等方式存在，形成多尺度、多数据格式的数据源。 关键词：数字城市基础地理信息数据基础地理信息数据库 一、基础地理信息数据库的概念 基础地理信息数据库是基础地理信息数据及实现其输入、编辑、浏览、查询、统计、分析、表达、输出、更新等管理、维护与分发功能的软件和支撑环境的总称。 二、基础地理信息数据库的组成 基础地理信息数据库由基础地理信息数据、管理系统和支撑环境三部分组成，一般包括现势库和历史库。 其中，基础地理信息数据是基础地理信息数据库的核心，按类型分为大地测量数据、数字线划图数据、数字高程模型数据、数字栅格地图数据和数字正射影像数据五个分库，分库又根据比例尺和分辨率的变化细化为子库，子库也可根据要素分成若干层； 管理系统和支撑环境是数据存储、管理和运行维护的软硬件及网络条件。 三、基础地理信息数据库的设计与实现总体流程： 总体流程如下：基础地理数据收集、数据检查分析、数据库结构设计、数据库编辑整理、质量检测、数据入库。 （一）基础地理数据收集 基础地理信息数据是基础地理信息数据库的核心，按类型分为大地测量数据、数字线划图数据、数字高程模型数据、数字栅格地图数据和数字正射影像数据五个分库，分库又根据比例尺和分辨率的变化细化为子库，子库也可根据要素分成若干层； 研究数据为2012年野外实测，由南方CASS软件编辑成的数字线划图；图层依据《基础地理信息要素分类与编码》按八大类进行分层；要素编码采用国际码+图形代码组成，地形图数据中点状地物的编码在要素的Z比例属性中；线状地物的编码在要素的厚度属性中；要素的扩展属性为地物的实体名称。 地形图数据根据《基础地理信息要素数据字典第1部分：1:500 1:1000 1:2000 基础地理信息要素数据字典》标准，要对需要面状表示的要素进行构面处理，如池塘面、植被面，构面前需进行拓扑关系处理。 （二）数据检查分析
全国地理信息公共服务平台建设 前言 从2009年1月13日召开的全国测绘局长会议上，国家测绘局表示将启动国家地理信息公共服务平台建设工程开始，至今已有一年半载。在这一年多的时间里，全国各地的平台建设也是开展的如火如荼，并且涌现出一个又一个优秀的平台建设案例，出台了一个又一个平台建设规范。国家测绘局局长徐德明在2010年的国家测绘局局长会议上再次重申“搭建共享平台、保障社会需求”的要求，按照“统筹规划、统一标准、分建共享、协同服务”的思路，整合系统内外的力量，切实加快数字中国建设。进一步加快建设国家地理信息公共服务平台，实现多级互动、协同服务的功能，开展10个左右的省级分节点建设试点，与有关部门联合开展应用示范。在平台建设过程中，各级部门群策群力，因地制宜，结合了当地政策经济发展水平制定了工作计划，逐步推进地理信息公共服务平台的建设。最典型的省份就是浙江，浙江省人民政府办公厅专门发布了《浙江省地理空间数据交换和共享管理办法》，该《办法》在全国率先建立起地理空间信息交换共享运行机制和应用服务体系，有效地破解了信息化建设中存在的地理信息资源不能共享和及时更新，地理信息数据重复采集和系统重复建设的难题。这对其他尚未建设或者正在建设的地区或多或少提供了一些经验和参照。地理信息公共服务平台的建设和实施也离不开各个业内企业的大力支持，很多企业在建设各地平台的过程中，经过不断的调整与优化，积累了大量的实战经验，形成了多种不同类型的解决方案，这也使得各个地区在建设平台过程中获得了许多启发，避免再走弯路。地理信息公共服务平台建设是一项复杂而有深远意义的工程，涉及众多行业和政府部门，影响社会、经济和生活的诸多方面，需要政府、企业以及科研机构之间的统筹规划和大力协调，最大限度的实现资源合理配置。 一、平台总体构架 “公共服务平台”总体构架
交通指挥中心大数据信息化GIS地理信息系统及信息化服务系统 设 计 方 案 北京XX科技有限公司 2019年X月
目录 第1章前言 (5) 第2章可行性分析 (7) 2.1 目的及意义 (7) 2.2 指导思想 (7) 2.3 社会经济效益 (8) 第3章XX市道路交通管理的现状、分析及对策 (10) 3.1 XX市道路交通基本状况及存在的问题 (10) 3.2 基本对策 (11) 第4章交通交警指挥中心的构成 (13) 第5章设计依据 (15) 第6章设计方案 (17) 6.1 交通地理信息系统 (17) 6.1.1 系统概述 (17) 6.1.2 系统特点 (17) 6.1.3 框架结构 (18) 6.1.4 地图基础服务 (21) 6.1.5 GIS应用分析 (23) 6.1.6 数据采集要求 (25) 6.1.7 基础地图地理信息 (26) 6.1.8 地图图层数据采集 (26) 6.1.9 数据录入建库 (35) 6.1.10 电子地图开发内容 (38) 6.1.11 平台接口 (40) 6.1.12 性能设计 (41) 6.2 110/122/119接处警系统 (42) 6.2.1 概述 (42) 6.2.2 系统总体介绍 (45) 6.2.3 系统开通前期准备及环境要求 (53) 6.2.4 售后服务及承诺 (56) 6.3 交通信号控制系统 (58) 6.3.1 前言 (58) 6.3.2 系统原理简述 (59) 6.3.3 系统基本构成 (60) 6.3.4 控制系统软件主要特点 (66) 6.3.5 交通信号控制的方式 (69) 6.4 网络监控系统 (79) 6.4.1 系统构成 (80) 6.4.2 系统原理简述 (80) 6.4.3 设备选型说明 (81) 第1章打印 (199)
地理信息资源共享平台规划建设方案 地理信息资源共享平台规划建设方案 1. 前言 1.1. 编写目的 根据地理信息资源共享平台规划建设方案的需求，本文对该系统的目标、功能、运行环境等方面进行约定描述。本文主要的读者是系统的需方和开发人员。 1.2. 系统概述 在电子政务建设中，因为政府办公机构的分散性和公众应用的多样性，决定了对于Internet/Intranet环境和公众移动应用环境的需求是十分突出的。地理信息作为是一种重要的信息资源，如何基于新的Internet/Intranet环境进行发布，如何在不同的应用终端和环境中对于地理信息进行有效利用和显示，同时兼顾数据的统一完整和高速传递，使得GIS真正地为广大非专业人员服务，即建立地理信息的共享技术和开放技术尤为重要，也是本次建设规划中需要努力解决的问题。 2.1. 建设目标 地理信息资源共享平台通过汇集、管理地理地理信息资源，应用海量图形管理技术和地图引擎驱动技术，为城市建设和管理提供可视化、智能化的地图支持。其主要功能如下： 地理信息资源共享平台应具有系统管理、数据管理、数据服务、应用服务、工具服务等功能。 （1）系统管理，主要提供平台系统的管理功能；具体包含服务配置、权限管理、安全管理、基础性管理功能。
（2）数据管理，主要提供图形数据管理功能；具体包含元数据管理、目录管理、数据维护、版本管理、数据检测等功能。 （3）数据服务，主要提供地图数据共享交换服务；具体功能包括数据查询、数据发布与订阅、格式与坐标系转换、数据共享与交换。 （4）应用服务，主要提供业务数据在地图上的展示、分析等功能；具体包含基础展示功能、拓展功能、专业应用功能、模型分析/应用功能、虚拟三维展示功能。 （5）工具服务，主要包括绘图工具（CAD绘图等工具）和分析工具（数据挖掘等分析工具），并将这些工具无缝集成在平台上。 地理信息资源共享平台规划建设方案中除应包括以上功能外，还可进行适当扩充。 2.2. 参考标准 《国家地理信息标准体系》 《数字城市管理技术规范》 2.3. 系统建设的关键点 目前GIS学术领域有多种的提法和方案，基本都是考虑数据大统一的方式完成所谓的数据交互和数据共享，而这种大统一的平台在实际应用中却面临的各种无法逾越的障碍，因为建立大统一的平台意味着需要建立一 个新的数据中心，它要监管各业务单位提供数据同时又要集中统一发布，这样就会诞生几个问题： ? 数据的可靠性。因为数据是个权属单位提供的，数据提交就意味着 脱离正在运行的业务，不和业务结合的数据就自然失去了可靠性和 时效性的保障。 ? 系统的安全性。如果整个数字城市包括市政办公依托于统一的大数
填空 1,需求分析过程有：需求调查、需求分析、需求文档编写三个阶段 2,数据流程图的组成：外部实体，处理过程，数据流，数据存储。 3，总体设计的原则：1）完备性2）标准化3）系统化4）兼容性，通用性，可靠性，实用性，可扩充性。 4，GIS体系架构发展经历了：面向过程，面向系统，面向服务 5，按模型结构划分，应用性GIS分为：数学模型，经验模型，概念模型 6，地理编码的原则：唯一性，合理性，可扩充性，简单性，适用性，规范性，系统性。7，主要的用户界面技术：菜单，工具栏，状态栏，目录树，分式窗口，导航器。 8，GIS总体功能模块：数据输入模块，数据库管理模块，数据处理模块，空间分析模块，数据输出模块。 9，GIS数据库设计过程：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库设计 10，概念设计的结构方法：自顶向下，自底向上，逐步扩张，混合策略 11，空间数据组织：纵向分层组织，横向分块组织 名词解释 1,地理信息：是指数字、文字、图形、图象等载体所表达的地表物体与其环境之间存在的数量、质量、分布特征、联系和规律等。 地理信息的特点：属于空间信息，具有区域性、多维性和动态性。 2,系统分析：是按照系统论的观点，根据GIS用户的要求，对现有的业务流程进行全面的分析和综合，运用科学的方法为系统设计提供依据。 3,需求分析：是应用型地理信息系统设计的基础,是通过与系统潜在用户进行书面或口头交流，将收集的信息根据系统软件设计的要求归纳整理后,得到对系统概略的描述和可行性分析的论证文件。需求分析过程有：需求调查、需求分析、需求文档编写三个阶段 4,可行性分析是在对用户需求基础上，从社会因素、技术因素和经济因素方面对建立应用型地理信息系统的必要性和实现系统目标的可能性进行分析，以确定用户实力、系统环境、原始数据、数据流量、存储空间、软件系统、经费预算以及时间分析和效益分析。 5，地理编码：是指在地理数据分类的基础上，以易于计算机和认识别的代码来唯一地标识地理实体类型，这种代码是用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。 6，数据库设计：就是根据不同的应用目的和用户请求，在一个给定的应用环境中，确定最优的数据模型、处理模式、存储结构、存取方法，建立能反映现实世界中地理实体间信息的联系，满足用户要求、能被一定的数据库管理系统(DBMS)所接受、能实现系统目标并有效存取、管理数据的数据库。 7，空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 8，实体：指在计算机系统中，用来描述实际事物的计算机语义对象，是指客观存在并区别于其他事物的对象，可以是具体的对象，也可以是抽象的事件。系统分析中必须定义实体的基本类型，确定描述这些实体的数据项及流程，进而弄清实体间的联系，为最终建立数据模型奠定基础。 9，属性：对实体和联系特征的描述。实体与属性是相对而言的。联系：实体之间通过联系相互作用和关联。联系分为一对一、一对多和多对多。 10，系统维护的任务是改正软件系统在使用过程中发现的隐含错误，扩充在使用过程中用户提出的新的功能及性能要求，其目的是维护软件系统的"正常运作"。这阶段的文档是软件问题报告和软件修改报告，它记录发现软件错误的情况以及修改软件的过程。 11，对新开发的或改建的系统,根据预定的系统目标,用系统分析的方法，从技术、经济、社
全空间地理信息系统展望 发表时间：2018-04-03T14:58:41.560Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第31期作者：吴茜邹春梅 [导读] 地理信息系统的应用范围不断拓宽，不仅在灾害与应急中有所应用，在生命健康与卫生管理中也多次出现。 四川省冶金地质勘查局测绘工程大队四川成都 610212 摘要：地理信息系统的应用范围不断拓宽，不仅在灾害与应急中有所应用，在生命健康与卫生管理中也多次出现，经过多年发展已经成为我国信息发展中重要组成部分。可见，地理信息系统具有重要作用。 关键词：全空间；地理信息系统；展望 伴随着科学技术的发展，GIS技术得以快速发展，并在人们的现实生活中发挥着重要作用，全空间地理信息系统也在这种情况下发展起来，并渗透到人们的实际生活中。因此，对于全空间地理信息系统的研究也在不断增多，基于此，有必要对全空间地理信息系统展开研究。 一、全空间地理信息系统之地球与宇宙 在地理信息系统出现的最初阶段，主要在测绘与地理科学中应用，其关注重点是人们生活与工作地表空间，在应用地理信息系统的过程中需要得到信息资源的支持。在国家经济快速发展的今天，地理信息系统的应用范围也在不断扩大，从最开始的测绘与地理科学扩大到现在的环境科学等领域，随着地理地理信息系统在这些领域中的应用，不仅有效增强了空间数据分析与处理能力，还强化了制图效果。以地理信息系统在医学领域中的应用为例，它的应用使得人体健康与生态环境联系在一起，如很多癌症的出现则与环境污染有直接关系，环境受到污染以后，人们的生活环境便发生变化，很多原本对人体有益的物质被污染物扼杀，取而代之的是对人体有害的物质，人类长期生活在这样的环境中身体内部就会生病，再加上得不到及时治疗便会转化为癌症。同样，在犯罪心理学的研究上也应用了大量的地理信息系统，随着地理信息系统在犯罪分析中的应用，相关工作人员可以大致分析出犯罪环境特征，并获得有价值的犯罪时空线索，进而为案件的侦破提供良好意见。由此可见，地理信息系统的应用范围正在不断扩大，已经从地球表面扩大到宇宙，如对于月球的研究就应用了地理信息系统，不仅了解了月球表面所分布的岩石数据，还能够推理出月球的演化情况，这些信息的获得对人类探知月球有着十分重要的意义。 二、从宏观空间到微观空间 现代GIS所应用的范围主要集中于低速运动的宏观空间，基本上服从于牛顿力学规律。但作为一门空间科学，或一种空间思维体系，现代GIS同样可以推广应用到小尺度、甚至是微型空间，如人体空间、体育竞技场空间。当前，地理信息系统与生命科学的交叉融合，使得面向人体管理、生命微循环等现象与问题可以利用GIS来描述、分析和模拟。由此，人体地理信息系统（Human GIS）应该成为发展方向。人体地理信息系统的空间坐标系是由一个主坐标系和若干局部坐标系构成的综合坐标系。在此三维坐标体系下，以人体解剖理论为指导，采用面向对象的方法，将人体分解为若干具有独立功能的机体，每一个功能机体可以进一步分解为若干子部分，从而可以构建一个数字人体；以东方人体经络理论和西方人体微循环理论为指导，构建各功能机体的有机联系，从而建立人体循环系统。在此基础上，可以将日常体检和医疗检查的各种资料集成，形成一个完整的人体健康数据系统，为身体健康诊断和治疗方案的制定等提供较为系统的科学数据支撑。建立每一个人的人体GIS系统，将是一项巨大而长远的任务。足球、篮球、排球等体育竞技场空间是一个在有限时空范畴内人与人高度交互的空间，可以将GIS的空间观点用于描述和模拟这些竞技运动，发展体育竞技GIS系统（Sports GIS），服务于体育训练和体育游戏活动。 三、全空间地理信息系统之室内与室外 在科学技术的带动下，各种各样的网络技术出现在人们生活，随着网络技术的发展，人与人之间的距离被无形缩小。通过研究发现，在地理信息系统的作用下，人们所关注的事物在不断扩大。在建设地理信息系统的应保证将人们每天80%的室内空间作为主要关注点，尤其是在室内空间表达的过程中一定要加大对即将出现问题的关注，以便做好详细且周到的分析，在实际建设中还要注意与室内小巧物品管理机制的联系，并借助该机制顺利与室外相连接。对于室内地理信息系统来说，已经成为现代地理信息系统主要发展方向，只要在必要技术的作用下，基本可以实现全面连接，且实现精密管理。不仅如此，随着室内地理信息系统的应用，还可以将管理空间向水下与地下延伸，这样不仅可以不断提升现代社会安全系数，还能给人们营造良好的生活氛围，让人们更好的享受生活。如为实现安全设计，强化安全保障，商场经常会将每个房间都作为一个管理点，这时就需要应用到地理信息系统，在该系统的作用下，可以有效弥补当下不足，同时也能为做好管理工作奠定基础，这也是避免安全事故发生的有效方式。 四、全空间地理信息系统之小数据与大数据 地理信息系统是一门具有处理与分析相结合的学科。现阶段，大数据时代已经到来，并成为现代科学主要方向，越来越多的人也逐渐加大了对大数据的关注。现代地理信息系统所面临的社会环境正在发生变化，既遇到了机遇也遇到了挑战。通过研究发现，在地理信息系统中最重要的是大数据空间解析，它所关注的是数据中所包含的显性与隐性知识，意在借助多元空间实现表达，并在大数据空间化的作用下完成重构，这样不仅可以更好的完成空间映射，还能很好的完成数据分析。要了解全空间地理信息系统中的小数据与大数据，应从以下几方面入手：第一，从理论分析角度讲，其主要关注点在于分析物理空间与人类空间之间的关系，注重多元空间的表达与规划，在网络技术的影响代，多元化大数据不断出现，并以各种不同的形式展示出来，这样一来就实现了大数据空间协同表达，尤其是可靠性评价逐渐增多。第二，从大数据空间统计分析角度讲，做好大数据区域总量估算采样，实现样本评价已经成为一项十分重要的内容，这时就需要加大对样本规模与质量的关注。如在随机分布与正态分布中，离不开理论推导的应用，在这一内容中经常需要将带有瑕疵的样本应用其中，用于计算均值、方差等，这时就需要对瑕疵样本中的样本量等进行研究，并在以模拟数据为主的内容上构建合适的模型，再在实际时空要素的作用下实现地理数据分布实验。第三，从时空地理数据分析角度讲，主要是为了进一步实现大数据时空关联，强化陆地表层曲面模型建设。对于多元空间体系来说，正确识别其中的关键因子，需要得到地理系统认识体系的支持，在该体系的作用下可以将大数据划分成两个部分，一部分为空间平稳，另一部分为空间非平稳，同时，区域参量空间也会在这种情况下形成。第四，从网络数据分析角度讲，发展大数据的异构在时空轨迹上主要有表达模型与距离测度两种，其中前者可以离散时空轨迹等。总的来说，在研究测度并不相同的情况下，轨迹距离在某种程度上也会出现差异，这时就需要结合实际情况构建合适的模型，并利用人流等进行时空轨迹分析与检验。第五。从大数据
浅议地理信息系统与空间数据库建设 发表时间：2019-05-06T16:38:47.200Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：蔡云霞 [导读] 对于城市范畴中的所有空间数据，赶着全方位的管理作用，通过对地图的数据化处理，进而实现对各种信息的系统化储存。 内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院内蒙古呼和浩特 010020 摘要：该文阐述了在地理信息系统建设过程中,地图数据库、空间数据库的作用与差别。针对我国现阶段地理信息系统建设的现状,分析了现阶段同时建立与维护空间数据库与地图数据库的必要性。指出了随着空间数据库技术的发展,空间数据库最终将取代地图数据库,同时提供多比例尺地图服务及各种时空尺度的地理信息服务。 一、地理信息系统与空间数据库的相关简介 地理信息系统又称“地学信息系统”，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空间中的有关地理分布数据进行加工处理的技术系统。而所谓的空间数据库，正是以空间数据为基础，力辅这以计算机硬件力量的支撑和扶持，实现对相关数据的处理活动，以实现提供空间动态层面的多元化，从根本上提升城市服务的质量的一种技术操作手段。空间数据库是地理信息系统中的基础与核心元素，对于城市范畴中的所有空间数据，赶着全方位的管理作用，通过对地图的数据化处理，进而实现对各种信息的系统化储存。 二、空间数据库的特点 GIS空间数据库与普通的数据库在模型及功能上有很大的差别,总的来说,空间数据有以下特征。空间特征:每一个空间对象具有空间坐标。除了通用数据库管理系统或文件系统关键字索引和辅关键字索引以外,一般都需要建立空间索引。非结构化特征:空间数据不满足结构化的要求。将一条记录表达一个空间对象时,它的数据项有可能是变长的。例如,一条弧段的坐标,其长度将是不可预料的;此外,一个对象也可能包含另外的一个或多个对象。空间关系的特征:空间数据中记录的拓扑信息表达了多种的空间关系。该种拓扑数据结构一方面既方便了空间数据的查询和空间分析,另一方面也给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。海量数据特征:空间数据库是海量数据。由于空间数据量大,需要在二维空间上划分出块或者图幅,垂直方向上分层来组织。由于空间数据的如上几个特征,当前通用的关系数据库系统难以满足要求。而大部分GIS软件将采用混合管理的模式――即用文件系统来管理几何图形数据,用商用的关系数据库管理属性数据。但是存在的问题是,文件管理系统的功能较弱,特别在数据的安全性、以及一致性、完整性、并发控制、数据损坏后的恢复方面都缺乏基本的功能。所以GIS 开发商一直在寻找商用数据库管理系统来同时管理图形和属性数据。 三、空间数据库构建中的数据分析 空间数据库在实际构建前需对设计的用途以及应用对象进行确认，确保空间数据分析能够为数据库的构建奠定良好的基础。具体数据分析过程中主要体现在三方面，即：首先，做好数据库应用对象的调查工作。通过对应用对象的调查了解信息的需求以及信息处理内容，以此为依据确定空间数据库的构建目标。其次，对数据研究范围进行确定，主要包括区域边界与地理控制点两方面。最后，保证源数据的准确性。为使空间数据库中的数据具有参考价值，需注意综合考虑调查资料与其数学精度，如地物间是否在逻辑上保持一致或图面的相关表示是否准确等。尤其要求在构建前应使各坐标系统进行统一，避免出现数据不统一的情况。 四、空间数据库分类 空间数据可分为矢量数据和栅格数据两大类。矢量数据用点、线、面等来描述现实世界,表达地表信息,通过坐标值来定义,是数学的表达方式。栅格数据用一定的空间分解力来解析地表的信息,通过灰度、色调来定义。以前矢量数据以其数据结构严密,拓扑关系完善、数学分析方便、图形输出精美、数据记录量小等诸多的优点而为广大GIS用户青睐,但随着计算机硬件的发展,制约栅格数据的硬件问题得到解决。国民经济的快速发展,对制图周期和更新周期提出了更高的要求,矢量数据复杂的内容、漫长的采集期,不便快速更新的缺点反而越来越突出。现在栅格数据和矢量数据相互相成,互相转化,使矢量图的内容相对数字地形而言,内容大为减少,缩短了矢量数据生产和更新的周期。 五、我国的空间数据库建设问题与改进策略 5.1我国现行基础空间数据库的建设过程 我国在建设地理信息系统的初期，很多人由于对数据库这一概念理解不透彻，导致把地理数据库和空间数据库弄混淆，所以在两个数据库中分别含义对方的数据信息。还有一些空间数据库在设计初期不合理，无法满足地图数据库的要求。为此，在以后的建设过程中采用直接对已有地形图进行数字化，或者在进行地形图生产的同时，利用同一数据源，采用与地形图相同的地理要素建立空间数据库。 5.2现有空间数据库建设存在的问题 由于人们对两个数据库理解的不够透彻，所以在空间数据库后期制作方面也出现了诸多问题。常常出现在同一个区域利用逻辑关系把相关的地理信息分隔开来；在数据库中记录信息不全面，设计结构不合理；在数据库中存在大量人工处理过的地理信息。这样不仅给数据空间带来很大的负担，而且还降低了提供地理信息系统的应用能力。 5.3未来空间数据库建设思路 在充分了解地图数据库和空间数据库之后，知道它们是两种完全不同的数据库。为此，在以后的建设中要集中到这两个方面：其一，对空间数据库的更新和改造。从不同角度出发，提高提取地理信息的速度，数据的精度和准确度；加强管理，对每一条信息进行有效操作；加强对信息的安全把控，防止数据泄露，并进行有效分类，统一标准。其二，对地图数据库的建立和更新。明确地图的符号化，统一标准，提高对数据的挖掘能力，加强地图制图综合能力。当这些问题都得到解决时，就证明了地理信息系统在技术方面有了很大的提高，在信息储存方面也可以及时的更新，不用在大量积攒无用的信息。 六、我国发展地理信息系统与空间数据库建设的基本途径 虽然我国在地理信息系统与空间数据库建设的发展历程中，已经存在了20多年的研究历程，但如令人欲改变停滞不前的初级阶段，仍然需要基本途径的转换和更新。第一，要在新兴的空间数据库的工作上，夯实其更新创造的基础。更新空间数据库，主要包括实现对地理信息速度和精确度的增长，自动化程度的增强，同时也要促进数据系统的人为管理。第二，对于传统通用的地图数据库，也要进行适度的改造，对于地图数据库中的系统功能的优化，主要包括三个方面：图形的符号化动作，以便解决地理信息的合理表示问题；地图制图综