GIS读书笔记

《当代地理信息技术》读书笔记地理信息系统（gis，geographic information system）是由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。

gis始于60年代的加拿大与美国，尔后各国相继投入了大量的研究工作，自80年代末以来,特别是随着计算机技术的飞速发展,地理信息的处理、分析手段日趋先进，gis技术日臻成熟，已广泛地应用于环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、急救、航空、市政管理、城市规划、经济咨询、灾害损失预测、投资评价、政府管理和军事等与地理坐标相关的几乎所有领域。

但是，进入90年代以来，随着信息技术，尤其是计算机技术的快速发展，计算机其微处理器的处理速度愈来愈快性能价格比更高; 其存储器能实现将大型文件映射至内存的能力,并且能存储海量数据、数字地球（digital earth）的提出与实施，多媒体技术、空间技术、虚拟实景、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图形技术三维图形芯片、大容量光盘技术及宽频光纤通讯技术的突破性进展，特别是消除数据通讯瓶颈的卫星互联网的建立，以及能够提供接近实时对地观测图象的高分辨、高光谱、短周期遥感卫星的大量发射以及gis的应用深度的不断深入和广度的扩大，gis正处于急剧变化与发展之中，并对gis提出了许多新的要求。

一方面，计算机的进步、信息网的发展和利用等技术上的突破，使得以数字形式表示信息更加容易，另一方面，地理信息仍滞后于其它更适合于以数字形式表示的信息，例如数字和文本。

因此，地理信息的使用，又存在一定的困难和障碍，如果这些障碍能够妥善解决，gis的应用将会取得突飞猛进的发展。

gis技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。

目前gis主要总体上呈现网络化、组件式、开放性、移动式、空间多维性与虚拟现实、3s集成等发展趋势。

1、webgis传统gis系统的弊端：文件服务器结构，处理能力完全依赖client端，效率低下；client 端的任何操作都要将服务器文件远程复制到本地进行，多用户并发操作时，网上存在多个备份，数据完整性难以控制；大量数据频繁传输，造成网络瓶颈，降低系统性能；成本高昂，企业用户的gis要求仅限于一般性功能，为此每个client都配备昂贵的专业gis软件无疑是巨大浪费；gis桌面系统操作复杂，需要专业基础和长期培训，不适合企业级及大众化应用；而webgis的优势：大规模降低成本，全面取代gis桌面系统；将企业成员的交流合作与gis 专业操作有机结合，构成企业群体生产力；采用页面取代窗口，简单易用，降低专业操作难度；充分利用网络资源，是一种理想的全局优化模式；对于webgis的设计思路，首先是基于gis网络协议，其次就是webgis多源数据的集成，以及多线程并形式计算和平台的独立性。

webgis有更广泛的访问范围客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据。

其次就是平台独立性，由于是用通用的web浏览器，用户可以适时地访问webgis数据，其软件成本与全套专业gis相比明显要节省得多。

目前，webgis在internet/intranet上的应用为典型的三层结构，三层结构包括客户机、应用服务器与web服务器、数据库服务器。

如今，webgis得到了越来越广泛的应用，一类为基于internet的公共信息在线服务；webgis 的另外一类应用为基于intranet的企业内部业务管理。

gis可以与无线通信相结合。

wap技术的发展与应用使无线通信技术与gis技术以及internet技术的结合成为可能，形成了一种新的技术——无线定位技术，因此也衍生一种新的服务，即无线定位服务。

利用这种技术，人们可以利用手机查询到自己所在的位置。

gis与无线通讯的结合，使gis借助于无线通讯等技术手段更加深入地融入到我们的日常生活当中，这将是一个非常广阔的市场。

与传统的gis相比，web gis具有以下特点：(1)适应性强 web gis是基于互联网的，因而是全球的，能够在不同的平台运行。

(2)应用面广网络功能将使web gis应用到整个社会，真正实现gis的无所不能，无处不在。

(3)现实性强地理信息的实时更新在网上进行，人们能得到最新信息和最新动态。

(4)维护社会化数据的采集、输入、空间信息的分析与发布将是在社会协调下运作，对其维护将是社会化，减少重复的劳动。

(5)使用简单用户可以直接从网上获取所需要的各种地理信息，直接进行各种地理信息的分析，而不用关心空间数据库的维护和管理。

目前，webgis的建设面临四个方面的挑战：网上数据发布、网上数据互操作、网上数据采掘和网上数据管理及安全性。

2、组件式gis组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一，为了适应这种技术潮流，gis软件象其他软件一样，已经或正在发生着革命性的变化，即由过去厂家提供了全部系统或者具有二次开发功能的软件，过渡到提供组件由用户自己再开发的方向上来。

无疑，组件式gis技术将给整个gis技术体系和应用模式带来巨大影响。

组件式gis的基本思想是把gis的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。

各个gis控件之间，以及gis控件与其它非gis控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的gis应用。

控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括gis和非gis功能)，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统。

基本特点把gis的功能适当抽象，以组件形式供开发者使用，将会带来许多传统gis工具无法比拟的优点。

（1）小巧灵活、价格便宜由于传统gis结构的封闭性，往往使得软件本身变得越来越庞大，不同系统的交互性差，系统的开发难度大。

在组件模型下，各组件都集中地实现与自己最紧密相关的系统功能，用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低了用户的经济负担。

组件化的gis平台集中提供空间数据管理能力，并且能以灵活的方式与数据库系统连接。

在保证功能的前提下，系统表现得小巧灵活，而其价格仅是传统gis开发工具的十分之一，甚至更少。

这样，用户便能以较好的性能价格比获得或开发gis应用系统。

（2）无须专门gis开发语言传统gis往往具有独立的二次开发语言，对用户和应用开发者而言存在学习上的负担。

而且使用系统所提供的二次开发语言，开发往往受到限制，难以处理复杂问题。

而组件式gis 建立在严格的标准之上，不需要额外的gis二次开发语言，只需实现gis的基本功能函数，按照microsoft的activex控件标准开发接口。

这有利于减轻gis软件开发者的负担，而且增强了gis软件的可扩展性。

gis应用开发者，不必掌握额外的gis开发语言，只需熟悉基于windows平台的通用集成开发环境，以及gis各个控件的属性、方法和事件，就可以完成应用系统的开发和集成。

目前，可供选择的开发环境很多，如visual c++、visual basic、visual foxpro、borland c++、delphi、c++ builder以及power builder等都可直接成为gis或gmis 的优秀开发工具，它们各自的优点都能够得到充分发挥。

这与传统gis专门性开发环境相比，是一种质的飞跃。

（3）强大的gis功能新的gis组件都是基于32位系统平台的，采用inproc直接调用形式，所以无论是管理大数据的能力还是处理速度方面均不比传统gis软件逊色。

小小的gis组件完全能提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理能力和丰富的空间查询与分析能力。

（4）开发简捷由于gis组件可以直接嵌入mis开发工具中，对于广大开发人员来讲，就可以自由选用他们熟悉的开发工具。

而且，gis组件提供的api形式非常接近mis工具的模式，开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理地图等空间数据，无须对开发人员进行特殊的培训。

在gis或gmis的开发过程中，开发人员的素质与熟练程度是十分重要的因素。

这将使大量的mis开发人员能够较快地过渡到gis或gmis的开发工作中，从而大大加速gis的发展。

（5）更加大众化组件式技术已经成为业界标准，用户可以象使用其他activex控件一样使用gis控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成gis应用系统，推动了gis大众化进程。

组件式gis 的出现使gis不仅是专家们的专业分析工具，同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的的可视化工具。

3、开放式gis开放式地理信息系统（open gis）是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口（interface）所建立起来的地理信息系统。

它不仅使数据能在应用系统内流动，还能在系统间流动。

open gis是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。

为此，open gis要具有下列特点：(1)互操作性：不同地理信息系统软件之间连接、信息交换没有障碍。

(2)可扩展性：硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，其性能和硬件平台的性能成正比；软件方面增加新的地学空间数据和地学数据处理功能。

(3)技术公开性：开放的思想主要是对用户公开，公开源代码及规范说明是重要的途径之一。

(4)可移植性：独立于软件、硬件及网络环境，不需修改便可在不同的计算机上运行。

除此之外，还有诸如兼容性、可实现性、协同性等特点。

为了研究和开发open gis技术，1996年在美国成立的开放地理信息联合会主要研究和建立了开放式地理数据交互操作规程（ogis，open geodata interoperable specification）。

ogis是为了寻找一种方式，将地理信息系统技术、分布处理技术、面向对象方法、数据库设计及实时信息获取方法更有效地结合起来。

基于ogis规范制订的开放系统模型是一种软件工程和系统设计方法，这种方法应用于gis领域，侧重于改变当前gis模型中特定的应用系统及其功能与它内部数据模型及数据格式紧密捆绑的现状。

当然，ogis只是对open gis定义了抽象的互操作规程，具体如何实现，还需采用分布式对象的技术，通过acrobat、ole、activex、java等语言实现。

open gis技术将使gis始终处于一种组织、开放式的状态，真正成为服务于整个社会的产业以及实现地理信息的全球范围内的共享与互操作，是未来网络环境下gis技术发展的必然趋势。

4、三维gis时态gis与虚拟现实技术4.1、三维gis在许多地学研究中，人们所要研究的对象是充满整个3d空间的，如大气污染、洋流、地质模型等，必须用一个（x，y，z）的3d坐标来描述。