GIS地理信息系统空间数据结构解析

地理信息系统（GIS）的前沿技术综述

从系统角度看，在未来的几十年内。地理信息将向着数据标准化（interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）系统集成化（componentGIS）、系统智能化（CybeGIS）、平台网络化（WebGIS）和应用社会化（数字地球）的方向发展。

1、Interoperable GIS 目前的地理信息系统大多是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的，它们采用不同的数据格式，对地理数据的组织也有很大的差异。这使得在不同软件上开发的系统之间的数据交换存在困难，采用数据转换标准也只能部分地解决问题。另外，不同的应用部门对地理现象有不同的理解。对地理信息有不同的数据定义，这就阻碍了应用系统之间的数据共享，带来了领域间共同协作时信息共享和交流的障碍，限制了地理信息系统处理技术的发展。

地理数据的继承与共享、地理操作的分布与共享、GIS的社会化和大众化等客观需求，使得尽可能降低采集、处理地理数据的成本以及实现地理数据的共享和互操作成为共识。互操作地理信息系统的出现就是为了解决传统GIS开发方式带来的数据语义表达上不可调和的矛盾，这是一个新的GIS系统集成平台，它实现了在异构地学下多个地理信息系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。

1996年，美国成立了开放地理信息系统联合会（OGC,Open Gis

Consortium)旨在利用其提出的开放地理数据互操作规范(OGIS)给出一个分布式访问地理数据和获得地理数据处理能力的软件框架，各软件开发商可以通过实现和使用规范所描述的公共接口模板进行互操作。0GIS规范是互操作GIS研究中的重大进展，它在传统地理信息系统软件和未来的高带宽网络环境下的异构地学处理环境之间架起一座桥梁。目前，0GIS规范初具规模，很多GIS软件开发商也先后声明支持该规范。国内的一些具有战略眼光的GIS软件商也在密切关注着OGIS规范，并已着手开发遵循该规范的基础性GIS软件。

地理信息系统（GIS）的前沿技术综述

从系统角度看，在未来的几十年内。地理信息将向着数据标准化（interoperableGIS）、数据多维化（3D&4DGIS）系统集成化（componentGIS）、系统智能化（CybeGIS）、平台网络化（WebGIS）和应用社会化（数字地球）的方向发展。

1、InteroperableGIS

目前的地理信息系统大多是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的，它们采用不同的数据格式，对地理数据的组织也有很大的差异。这使得在不同软件上开发的系统之间的数据交换存在困难，采用数据转换标准也只能部分地解决问题。另外，不同的应用部门对地理现象有不同的理解。对地理信息有不同的数据定义，这就阻碍了应用系统之间的数据共享，带来了领域间共同协作时信息共享和交流的障碍，限制了地理信息系统处理技术的发展。

地理数据的继承与共享、地理操作的分布与共享、GIS的社会化和大众化等客观需求，使得尽可能降低采集、处理地理数据的成本以及实现地理数据的共享和互操作成为共识。互操作地理信息系统的出现就是为了解决传统GIS开发方式带来的数据语义表达上不可调和的矛盾，这是一个新的GIS系统集成平台，它实现了在异构地学下多个地理信息系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。

1996年，美国成立了开放地理信息系统联合会（OGC,OpenGisConsortium)旨在利用其提出的开放地理数据互操作规范(OGIS)给出一个分布式访问地理数据和获得地理数据处理能力的软件框架，各软件开发商可以通过实现和使用规范所描述的公共接口模板进行互操作。0GIS规范是互操作GIS研究中的重大进展，它在传统地理信息系统软件和未来的高带宽网络环境下的异构地学处理环境之间架起一座桥梁。目前，0GIS规范初具规模，很多GIS软件开发商也先后声明支持该规范。国内的一些具有战略眼光的GIS软件商也在密切关注着OGIS规范，并已着手开发遵循该规范的基础性GIS软件。

地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）

物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中 80%以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。

从技术和应用的角度， GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统。

GIS 的应用领域有哪些

地理信息系统在最近的 30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用

资源管理(Resource Management)

主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。

资源配置(Resource Configuration)

在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供 应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证 资源的最合理配置和发挥最大效益。

城市规划和管理(Urban Planning and Management)

空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如， 在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、 公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。

GIS地理信息系统空间数据结构

地理信息系统（GIS）在当今的社会发展中扮演着越来越重要的角色，从城市规划到环境保护，从交通运输到资源管理，几乎各个领域都能看到它的身影。而 GIS 地理信息系统能够发挥如此强大的功能，离不开其核心组成部分——空间数据结构。

空间数据结构就像是 GIS 的“骨骼框架”，支撑着整个系统的运作。简单来说，它是用于组织和存储地理空间数据的方式。为了更好地理解这一概念，让我们先来想象一下一个地图。地图上有各种各样的元素，比如道路、河流、建筑物等等。要把这些元素准确、有效地存储在计算机中，并且能够快速地进行查询、分析和处理，就需要一套合理的数据结构。

常见的 GIS 地理信息系统空间数据结构主要包括矢量数据结构和栅格数据结构。

矢量数据结构将地理实体表示为点、线、面等几何对象。比如，一条河流可以用一条线来表示，一个湖泊可以用一个面来表示。这种数据结构的优点是精度高、数据量相对较小，并且能够准确地表达地理实体的形状和位置。

以点为例，它是空间中的一个精确位置，通常用一对坐标（x，y）来表示。比如，一个城市的某个标志性建筑的位置就可以用一个点来记录。 线则是由一系列有序的点连接而成，它能够很好地表示道路、河流等线性地物。比如，一条公路就可以通过记录其起点、终点以及中间经过的一系列点来表示。

面是由一个封闭的线围成的区域，适用于表示诸如土地利用类型、行政区域等具有明确边界的地理实体。

矢量数据结构在需要进行精确测量和几何分析的应用中表现出色。比如在城市规划中，对于建筑物的布局和道路的设计，就需要精确的矢量数据来确保规划的准确性和合理性。

然而，矢量数据结构也并非完美无缺。它在处理复杂的连续空间数据时，比如大面积的地形数据，可能会比较复杂和耗时。

接下来，我们说说栅格数据结构。栅格数据结构把地理空间划分成规则的网格单元，每个网格单元都有一个特定的值。就好像是给地理空间铺上了一张“格子布”，每个格子里都记录着相应的信息。