地理空间信息网格安全体系结构分析

1、地理信息系统（geographic information system ， 即gis ）——一门集计算机科学、 信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科， 它是在计算机软件和硬件支持下， 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，以提供对规划 、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。

2．栅格——栅格结构是最简单最直接的空间数据结构， 是指将地球表面划分为大小均匀 紧密相邻的网格阵列， 每个网格作为一个象元或象素由行、列定义， 并包含一个代码表示 该象素的属性类型或量值， 或仅仅包括指向其属性记录的指针。

因此， 栅格结构是以规则 的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。

特点：属性明显， 定位隐含， 即数据直接记录属性本身， 而所在的位置则根据行列号转换为相应的坐标，即定位是根据数据在数据集中的位置得到的，在栅格结构中，点用一个栅格单元表示；线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示，每个栅格单元最 多只有两个相邻单元在线上；面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示，每个 栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。

3.矢量——它假定地理空间是连续， 通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、 多边形等地理实体， 坐标空间设为连续， 允许任意位置、长度和面积的精确定义。

对于点实体， 矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码；对于线实体， 用一系列坐标对的连线表示；多边形是指边界完全闭合的空间区域，用一系列坐标对的连线表示。

4. “拓扑”（topology）一词来源于希腊文，它的原意是 “形状的研究”。

拓扑学是 几何学的一个分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性（拓扑属 性：一个点在一个弧段的端点， 一个点在一个区域的边界上；非拓扑属性：两点之间的距离， 弧段的长度， 区域的周长、面积） 。

地理信息系统中的空间数据管理与分析方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种以地理信息为基础，具有数据抽象、空间数据管理、空间分析和空间可视化等功能的计算机辅助系统。

在现代社会中，GIS已经广泛应用于地理领域的研究和应用中，为地理信息的管理和分析提供了强大的工具和技术支持。

而在GIS中，空间数据的管理和分析方法是关键的环节，本文将对地理信息系统中的空间数据管理和分析方法进行探讨。

一、空间数据管理空间数据管理是地理信息系统中的核心要素，它涉及到如何有效地对地理信息进行保存、组织和维护的方法与技术。

常见的空间数据管理方法主要包括数据模型、数据结构和数据存储。

1. 数据模型数据模型是空间数据管理的基础，它定义了描述地理现象和地理实体的方式和规则。

常见的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。

其中，层次模型以树状结构表示空间对象之间的关系；关系模型以表格形式表示空间对象之间的关系；对象模型以对象的属性和几何信息描述空间对象。

2. 数据结构数据结构是指在空间数据管理中，将地理实体和属性存储在计算机中的组织方式。

常见的数据结构包括邻接列表、拓扑关系和网格结构等。

其中，邻接列表通过记录对象的相邻关系描述空间图形的连接关系；拓扑关系通过表示图形元素的接触或覆盖关系描述地理实体的关系；网格结构是将地理区域划分成规则网格，每个网格单元存储与之相关的空间数据。

3. 数据存储数据存储是指将地理信息以适当的方式存储在计算机系统中。

常用的数据存储方式有矢量数据存储和栅格数据存储。

矢量数据存储以点、线、面等几何图元和属性表的方式存储地理信息；而栅格数据存储则以像元矩阵的方式存储地理信息。

二、空间数据分析空间数据分析是GIS的重要应用之一，它通过对地理信息的处理和加工，提取出地理信息的有用特征和关系，为决策制定和问题解决提供科学依据。

常见的空间数据分析方法主要包括空间查询、空间统计和空间建模等。

地理信息系统的数据结构在当今数字化的时代，地理信息系统（GIS）已经成为了我们理解和管理地球空间信息的重要工具。

无论是城市规划、环境保护、交通运输，还是农业发展、资源勘探等领域，GIS 都发挥着不可或缺的作用。

而要理解 GIS 的工作原理和应用，就必须深入了解其核心组成部分之一——数据结构。

那么，什么是地理信息系统的数据结构呢？简单来说，数据结构就是用于组织和存储地理数据的方式。

它决定了数据如何被录入、存储、管理、检索和分析，直接影响着 GIS 系统的性能和功能。

地理信息系统中的数据可以分为两大类：空间数据和属性数据。

空间数据描述了地理对象的位置、形状和空间关系，比如一个湖泊的轮廓、一座山脉的走向等。

属性数据则是关于这些地理对象的特征信息，例如湖泊的面积、水深，山脉的海拔、植被类型等。

为了有效地存储和管理这两类数据，GIS 采用了多种数据结构。

其中，矢量数据结构和栅格数据结构是最为常见的两种。

矢量数据结构将地理对象表示为点、线和面等几何图形。

点可以用来表示单个的地理位置，如一座山峰的顶点；线用于表示线状地物，如河流、道路；面则代表具有一定范围的区域，如行政区域、土地利用类型等。

矢量数据结构的优点是精度高、数据量小、便于进行几何变换和拓扑分析。

比如，在城市规划中，我们可以精确地计算出建筑物之间的距离、道路的长度等。

然而，矢量数据结构在处理大面积的连续数据时，如遥感图像，就显得不太方便。

与之相对的栅格数据结构则是将地理空间划分成规则的网格单元，每个单元被赋予一个特定的值。

栅格数据结构适用于表示连续变化的地理现象，如地形的起伏、气温的分布等。

它的优点是数据结构简单，易于与遥感数据结合，并且便于进行空间分析和图像处理。

但栅格数据结构的缺点也很明显，那就是数据量较大，精度相对较低，而且在进行几何变换时会产生一定的误差。

除了矢量和栅格数据结构，还有一种称为拓扑数据结构的重要类型。

拓扑数据结构关注的是地理对象之间的空间关系，而不仅仅是它们的位置和形状。

GIS地理信息系统空间数据结构解析GIS是地理信息系统的英文缩写，即Geographic Information System。

它是一种利用计算机和软件技术来收集、管理、分析和展示地理空间数据的工具。

GIS空间数据结构是指在地理信息系统中用来组织和存储地理空间数据的方式和方法。

GIS空间数据结构的核心是地理空间数据的表示方法。

在GIS中，地理空间数据可以分为两种类型：矢量数据和栅格数据。

矢量数据以几何实体为基本单位，通过点、线、面等几何对象来描述地理现象的空间分布。

而栅格数据以网格为基本单位，通过将地理空间划分为规则的网格单元来表示地理现象的分布。

矢量数据通常由三要素组成：空间位置、属性信息和拓扑关系。

空间位置是指地理现象在地球表面上的位置，可以用点、线、面等几何对象来表示。

属性信息是指地理现象的有关属性和属性值，例如地名、面积、人口等。

拓扑关系是指不同几何对象之间的空间关系，例如点和线之间的相交、包含等关系。

在矢量数据的存储和管理上，常用的数据结构包括点、线和多边形数据结构。

点数据结构采用坐标表示地理位置，通常使用点图层进行存储和管理。

线数据结构由多个点连接而成，可以表示河流、道路等线状地理现象。

多边形数据结构由多条线构成封闭的区域，可以表示湖泊、行政区等面状地理现象。

除了矢量数据外，栅格数据也是GIS中常用的一种数据结构。

栅格数据将地理空间划分为规则的网格单元，每个网格单元包含一个数值或类别信息。

栅格数据适用于连续变化的地理现象，例如地形高程、气候等。

在栅格数据存储和管理上，常用的数据结构包括二维数组和图像数据结构。

在GIS空间数据结构中，数据之间的空间关系是一个重要的概念。

常见的空间关系包括相交、邻接、包含等。

相交是指两个地理现象在地理空间上有交集，邻接是指两个地理现象在地理空间上相连或相邻，包含是指一个地理现象包含另一个地理现象。

GIS空间数据结构的选择取决于具体的应用需求和数据特点。

矢量数据适用于描述点、线、面等离散的地理现象，可以准确表示地理位置和拓扑关系。

网格计算与Grid GIS 体系结构与关键技术探讨姜永发,闾国年(南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室,南京210097)【摘　要】结合当前的网格计算和网格数据库技术,从GIS 集成运算与数据共享的角度概括了Grid GIS 包括应用层、中间件层与资源层三层架构的协同工作体系结构和宽带网络技术、分布对象技术、互操作技术与GML 共享技术等关键技术支撑以及Grid GIS 服务组成结构等。

【关键词】网格;网格计算;Oracle ;Grid GIS【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307(2005)04-0016-04收稿日期:2004-10-21基金项目:国家高新技术发展规划(863)项目(编号:2002AA131030)1　引　言传统因特网实现了计算机硬件的连接、万维网实现了网页资源的连通,而网格(Grid )是利用高速国际互联网或专用网络把地球上广泛分布的计算资源、存储资源、通信资源、网络资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等连成一个逻辑整体,最终实现用户在格网这个虚拟组织环境上进行资源共享和协同工作消除信息孤岛和资源孤岛[1]。

1998年首次提出网格概念的计算网格的创始人Ian 1Foster 认为网格是将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,即格网计算为数据密集型空间分析提供了计算资源支持,数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法[2]。

目前网格的研究主要在美国和欧洲。

由中国科学院计算技术研究所的方金云与中国科学院地理科学与资源研究所的何建邦提出了网格GIS 的五层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等实现该系统的关键技术[3];中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室的沈占锋、骆剑承等提出了当前网格计算在GIS 领域可以结合中间件技术,形成网格GIS 的应用架构,以及提出了基于GML 语言应用Web Service 技术的中间件分布式架构Grid GIS 的思想[4]。

地理信息系统与空间分析地理信息系统（GIS）是一种集成地理数据收集、管理、分析和展示功能的软件系统。

它利用计算机技术，将地理空间数据与属性数据相结合，帮助人们更好地理解和解释地理现象。

地理信息系统在各个领域中都有广泛的应用，其中最重要的就是空间分析。

本文将探讨地理信息系统与空间分析的关系，以及在实际应用中的价值和挑战。

一、地理信息系统的基本原理和功能地理信息系统是由地理数据、硬件设备、软件系统和人员组成的综合系统。

它可以收集和管理各种地理数据，包括地图、卫星影像、遥感数据、地理统计数据等。

地理信息系统的主要功能包括数据输入、数据管理、数据查询和分析、数据展示和输出等。

数据输入是地理信息系统的基础，包括地理数据的获取和数据格式的转换。

数据管理是地理信息系统的核心，它包括数据的存储、索引、更新和共享等。

数据查询和分析是地理信息系统的重要功能，它可以通过空间查询、属性查询、地理分析等方法，从海量地理数据中提取有用信息。

数据展示和输出可以通过地图制作、图表生成、报告输出等方式呈现地理信息。

二、空间分析在地理信息系统中的应用空间分析是地理信息系统的重要应用领域，它通过对地理空间数据进行分析和模拟，帮助人们揭示地理现象的分布规律、趋势和变化趋势。

空间分析主要包括网格分析、缓冲区分析、插值分析、栅格分析、网络分析等。

网格分析是一种基于网格数据模型的分析方法，它将地理现象分割为一个个格网单元，并通过对单元内的属性进行计算和统计，揭示地理现象的空间特征。

缓冲区分析是指在地理空间数据上，以某个点、线或面为中心，创建一定距离范围内的缓冲区，并分析缓冲区内的地理现象。

插值分析是通过已有的离散点数据，预测和填补缺失的空间数据，以获得连续和平滑的空间表面。

栅格分析是指将连续的地理现象数据转换为栅格数据，并对栅格数据进行分析和建模。

网络分析是指在地理网络上进行路径分析、设施选址等操作，以解决交通、物流等问题。

三、地理信息系统与空间分析的价值地理信息系统与空间分析在许多领域具有重要价值，包括城市规划、环境保护、交通管理、农业生产、自然资源管理等。

浅谈网络地理信息系统定义及安全机制摘要：随着城市现代化，计算机技术的迅速发展，将地理信息系统（ＧＩＳ）用于城市规划、管理、决策等方面，已成为大家十分关心的问题。

许多计算机技术、系统工程、地理、测绘、城市规划、公用事业、统计、管理等方面的专家，政府决策者都参与研究及探索。

为适应这一要求，GIS应用软件的开发应采用新的系统架构、新的地理空间数据组织与管理方式以及新的用户操作模式。

本文着重介绍了网络GIS的基本概念及其安全机制。

关键词：网络GIS 安全机制一、网络GIS的定义顾名思义，网络化GIS是以网络为平台的GIS。

具体讲，网络GIS是指在网络环境下为各种地理信息科学的应用提供GIS的基本功能、分布式计算和空间数据管理的空间信息管理系统。

本质上它是一个基于网络的分布式空间信息管理与服务系统，能实现空间数据管理、分布式协同作业、网上发布、地理信息应用服务等多种功能。

网络GIS使各个独立的GIS基于网络相互连接，使空间数据和GIS功能得到广泛共享。

传统的GIS应用一般基于单机运行，对软硬件环境配置的要求较高，不便于GIS的使用和推广。

网络GIS应用系统可充分利用计算机及网络资源，提高软硬件资源的利用效率，增强空间信息资源的共享及协同处理业务的能力，使GIS操作简单化，从而扩大GIS的用户群。

网络GIS是GIS应用技术发展的一次飞跃，网络GIS的典型代表是WebGIS，此外，移动GIS、网格GIS等技术为网络GIS增添了更为丰富的内容和呈现形式。

二、网络GIS的特点与独立主机结构的GIS相比，网络GIS的出现使GIS大众化及空间数据的共享成为可能，这主要是因为网络GIS具有传统GIS无法比拟的优点。

具体表现在：（1）大规模降低成本，全面取代GIS桌面系统。

无论是以何种机构来组织开发的网络GIS，它都是一个多用户的空间信息系统。

用户无需拥有自主版权的GIS软件系统就可以通过网络使用GIS功能。

（2）使企业的事务与GIS专业有机结合。

GIS地理信息系统空间数据结构在当今数字化的时代，地理信息系统（GIS）已经成为了我们理解和处理地理空间数据的重要工具。

而在 GIS 中，空间数据结构则是其核心组成部分，它决定了如何有效地组织、存储和管理地理空间数据，以便于快速访问、分析和可视化。

要理解 GIS 地理信息系统的空间数据结构，首先我们得明白什么是地理空间数据。

简单来说，地理空间数据就是描述地球表面或与地球表面相关的各种信息，比如地形、地貌、道路、建筑物、水系等等。

这些数据具有空间位置、属性和时间等特征。

在 GIS 中，常见的空间数据结构主要有矢量数据结构和栅格数据结构两种。

矢量数据结构是通过点、线、面等几何图形来表示地理实体。

比如，一条河流可以用一系列的点连接成线来表示，一个城市的区域可以用一个封闭的多边形面来表示。

矢量数据结构的优点是数据精度高、存储空间小、图形显示质量好，并且能够方便地进行几何变换和拓扑分析。

拓扑分析在很多应用中非常重要，比如判断两个区域是否相邻、道路网络是否连通等。

然而，矢量数据结构在处理复杂的空间关系和大规模数据时，计算量会比较大。

栅格数据结构则是将地理空间划分成规则的网格单元，每个网格单元被赋予一个特定的值来表示相应的地理特征。

比如，在卫星影像中，每个像素就是一个栅格单元，其灰度值或色彩值代表了该位置的地物信息。

栅格数据结构的优点是数据结构简单、易于实现和操作，特别适合于进行空间分析和模拟。

但它的缺点也很明显，比如数据量大、精度相对较低，而且难以表达复杂的地理实体和空间关系。

除了这两种主要的数据结构，还有一些混合的数据结构，比如矢栅一体化数据结构。

这种结构试图结合矢量数据和栅格数据的优点，以满足不同应用场景的需求。

在实际应用中，选择合适的空间数据结构取决于多个因素。

比如数据的特点和精度要求，如果数据是高精度的、几何形状复杂的地理实体，矢量数据结构可能更合适；如果数据是大面积的、连续分布的，比如地形数据，栅格数据结构可能更适用。