GIS07第七章地理信息系统的应用.ppt

7.3 GIS和GPS的结合 7.2 GIS和RS的结合 第七章 地理信息系统应用 7.1 3S集成的概念 7.4 Web GIS 7.1 3S集成 地理信息系统是以应用为龙头，市场为导向，软件为核心的产 业，是应用促进了GIS的发展，也是应用校正了GIS蓬勃发展的方 向和促进GIS软件市场的形成。早期GIS主要应用于自动制图，设 施管理和土地信息系统，后来逐步扩展到军事、资源和环境管理、 监测和预估等众多领域，随着GPS技术的成熟及与相关学科的结合 ，GIS已经进入政治分析与决策、经济规划、交通运输等所有涉及 空间信息的行业和部门；地理信息系统的应用水平也从提供简单数 据表格，发展到提供分析和解决问题办法。本章主要介绍地理信息 系统与相关技术的结合应用。 7.1 3S集成 一、3S集成概念 GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具； GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器； RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段， 三者的结合简称3S集成。 7.1 3S集成 二、3S 相互作用 “一个大脑，两只眼睛”的框架 RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定 位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的 海量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之 成为决策的科学依据。 GIS GPS RS 几何配准、 辅助分类等 提供或更新 区域信息 提供或更新 空间定位 定点查询 专题信息 几何校正、训练区选择及分类验证等 提供定位遥感信息查询 7.1 3S集成 返回 7.2 GIS与RS的结合 1) 必要性 两者操作对象都是空间实体，相互联系支持、 补充关系，两者的结合，是技术上的必须 遥感是GIS重要的数据源，有效的数据更新手段 遥感手段能够够 迅速、准确、综综合 性地大范围围地采集 环环境和资资料数据， 同时时，遥感数据具 有多光谱谱和的动态动态 多时时相特点，它为为 GIS数据更新提供 了全方位的手段和 动态动态 数据源。 7.2 GIS与RS的结合 1) 必要性 GIS可为遥感分析提供有用的辅助信息和手段 GIS有助于提高 遥感数据自动动分类类 的精度，为为遥感应应 用分析提供一个良 好的环环境，从而大 大提高遥感信息识识 别别的精度和效率。 2) 途径 发展一个能综合处理矢量和栅格数据的矢栅一体 的GIS 通过国际标准的空间数据交换格式作中间媒介、 相互转换 通过GIS与遥感系统间建立接口，实现格式转换 与数据传送 7.2 GIS与RS的结合 7.2 GIS与RS的结合 返回 3) 例子 以遥感图像与原始数据，应用GIS提供的分析功 能，对深圳市城市用地空间分布进行了定量的描述和 分析，给出了它的形态、结构，找出了深圳市用地扩 展规律性。 7.2 GIS与RS的结合 7.3 GIS与GPS的结合 1) 系统结构模型 2) 单台移动式 在用户设备上直接配备GIS工具软件，把接收机 天线接收的定位数字信号直接馈入GIS系统，由 GIS系统对接收机定位信息进行处理并与其数字 地图匹配，这样即可全世界实时显示接收机天线 位置； 7.3 GIS与GPS的结合 3) 集中监控式 7.3 GIS与GPS的结合 3) 集中监控式 控制中心，由大屏幕计算机、无线电台、通讯适 配器、电源和天线系统组成，并配备GIS。 基站，由电台、通讯适配器、电源和天线系统组 成。 移动站（即车载系统），由电台、天线、通讯适 配器和GPS接收机组成。 7.3 GIS与GPS的结合 自动道路测量系统 GPS接收机 电子罗盘 CCD相机 车内装备 7.3 GIS与GPS的结合 CCD影像采集与监控 测成图系统 INS/GPS/CCD 图像数据录入 自动道路测量系统 7.3 GIS与GPS的结合 道路交通信息“掌上通” 7.3 GIS与GPS的结合 自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合 自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合 地图数据库技术 导航电子地图数据库的生成、编辑、管理和操作 自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合 路径规划技术 静态诱导：以路网结构中的距离最优路径实施诱导 动态诱导：以路段旅行时间最短路径来进行诱导 自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合 自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合 返回 定位技术 采用车载GPS装置、车速传感器和陀螺传感器形成组合 导航系统 电子地图数据库实行地图匹配 GIS技术 GIS与多种交通信息分析和处理技术集成形成GIST 收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信 息的信息系统 7.4 Web GIS 1、Web技术（World Wide Web,Web网） 1)Web原理 Web结构为浏览器/服务器,其原理就是用浏览器下载服务器管理的文件 并显示出来。浏览器通过统一资源定位符URL来访问服务器并请求取得文档 . 7.4 Web GIS 1、Web技术（World Wide Web,Web网） 2）URL 7.4 Web GIS 2、Web GIS Web GIS是建立在Web技术上的一种特殊环境下的地理信息系统，利 用Web技术来扩展和完整GIS的一项新技术。 WebGIS其本质与一般的地理 信息系统没有区别，具有数据采集、存储、处理、分析、和输出等基本功 能，只是运行环境不同。 Web GIS的应用分为： 1）空间数据发布 2）空间查询检索 3）空间模型服务 4）Web资源组织 WebGIS其本质与 一般的地理信息系 统没有区别，具有 数据采集、存储、 处理、分析、和输 出等基本功能，只 是运行环境不同。 7.4 Web GIS 3、WebGIS和一般GIS相比特点 1）基于C/S模式或B/S模式； 2）广泛的访问范围，信息传输是全球性的； 3）真正的信息共享，WebGIS是一分布式系统，用户、服务 器可分布在不同地点和计算机平台上； 4）系统成本降低 。 7.4 Web GIS 4、WebGIS体系结 构 7.4 Web GIS 5、实现技术 （1）通用网关接口 CGI建立了 Internet 服务器与应用程序之间的接口，使得 Web Server 可以激活其他应用程序并且把 Web 客户端的数据传递给它。 CGI 提供了一个在浏览器和服务器之间，以及服务器和服务器上其他 软件之间的一个接口。通用网关接口CGI的实质性作用是定义服务器 和网关程序如何通信。在客户端，Web浏览器以HTML建立用户界面 ；在服务器端，GIS软件通过CGI与Web服务器连接。当用户发送一 个请求到服务器上，服务器通过CGI把该请求转发给后端运行的地图 服务应用程序，由应用程序生成结果（图像，常是 JPEG、GIF 等格 式）交还到服务器上，服务器再将结果传递给用户。 7.4 Web GIS （1）通用网关接口 5、实现技术 7.4 Web GIS （2）ServerAPI方式 这种方法的基本原理与CGI类似，主要差别在于CGI程序可以单 独运行，而基于服务器应用程序接口的程序必须在特定的服务器上运 行。其主要特点是速度要比CGI快得多，原因是基于服务器的API采 用动态链接库（DLL）的形式，随服务器启动后一直驻留内存，处于 运行状态，而CGI每次都要重新启动。其缺点在于它依附于特定的服 务器和计算机平台。 5、实现技术 7.4 Web GIS （）插件方式 Plug-In插件技术是由美国网景公司(Netscape)开发的增加网络浏 览器功能的一种技术，即在客户端的浏览器上增加一个能识别矢量图 形数据的Plug-in插件，通过该插件使得服务器端的矢量图形无需转换 ，就能直接通过Web浏览器实现图形浏览、查询和分析等操作功能， 从而大大减少了网络的数据传输量，较好的解决了网络上图形数据的 传输“瓶颈”问题。同时，矢量图形与其属性数据已建立的对应、关联 关系也易得到保存。这种方式与ActiveX组件方法非常类似，区别在 于ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用，而 Plug-in只能在某一具体的浏览器中使用。GIS Plug-in的主要作用是使 Web浏览器无缝支持处理GIS数据，并为Web浏览器与GIS数据之间 的通讯提供条件。 5、实现技术 7.4 Web GIS （）插件方式 5、实现技术 7.4 Web GIS （）ActiveX 控件和COM构建模型 ActiveX是以构件对象模型 COM为基础的一组技术和服务的总称。 ActiveX 把基于构件的开发方法引入 Internet/Intranet 中，使软件开发 者能够轻松地编制、重用和集成软件构件，使Web开发者能够快速方便 地开发We 应用程序。ActiveX 技术包括：ActiveX控件、ActiveX 脚本 语言、ActiveX 文档。ActiveX 控件和 JavaApplet 相类似，也是一个可 以嵌在 Web 页面中的一小段代码，从服务器上自动地下载并执行。但 是 ActiveX 不是每次都从服务器下载，而是首先检查本机注册表，如果 未发现或者版本不是最新的，再从服务器下载。在目前，ActiveX 与 IE 配合得较好。就像 JavaScript可以用来访问JavaApplet的公共方法，脚 本语言也可以用来访问ActiveX所实现的方法，这通常通过VBScript实 现，它可以捕捉到用户与 ActiveX的界面进行交互时产生的事件。 5、实现技术 7.4 Web GIS （）ActiveX 控件和COM构建模型 5、实现技术 7.4 Web GIS （）基于J2EE 的分布式Web GIS J2EE是SUN公司设计的基于Java平台的新型企业体系结构，它定 义了新型分布式应用程序体系结构，提供了多层分布式的应用模型、组 件复用、一致化的安全模型以及灵活的事务控制，在此基础上开发的系 统具有较高的可用性、安全性、可扩展性和可移植性等优点。Java支持 Internet/Intranet 网络模式下的数据分布与计算分布的特性。实现过程 中，先将Java Applet小程序传送到客端，通过该Applet与服务器端地图 服务程序进行交互、通信，客户端嵌入Web页中实现地图数据的表达与 查询。 5、实现技术 7.4 Web GIS （）基于J2EE 的分布式Web GIS 5、实现技术 7.4 Web GIS （）几种方法的比较 类类 型 工作 模式 运行 环环境 优优 点缺 点 CGI服务务模 式 CGI服务务器 客户户端小；充分利用服 务务器资资源 图图片是客户户端操作的唯一形式；互联联网和服务务器负负担重 服务务器API 服务务模式 Server API 服务务器 客户户端小；充分利用服 务务器资资源；速度较较快 图图片是客户户端操作的唯一形式；依附于特定的服务务器和计计算机 平台 ActiveX 服务务模式 ActiveX客户户机 具有动态动态 模块块；通过过 OLE与其他程序、模块块 通讯讯；是一组组通用接口 需要下载载和安装，占用磁盘盘空间间；与平台和操作系统统相关 Plug-in 服务务模式 Plug-in客户户机 具有动态动态 模块块；比 HTML更灵活；可直接 表达矢量地图图数据 需要下载载和安装，占用磁盘盘空间间；与平台和操作系统统相关 Java Applet 服务务模式 Java Applet 服务务器 客户户机 在具有虚拟拟机的机器上 运行，与平台与操作系 统统无关；分布式处处理数 据对对象 需要虚拟拟机支持；处处理规规模较较大的地图图服务务工程能力有限；效 率较较低 5、实现技术 产品 名称 Mapxtrem GeoMedia Web Map， ArcIMSMapGuideGeoSurf 客户端 是否需 要插件 或控键 不需要需要不需要需要不需要 网络传 递的图 像格式 JPEG (栅格图) ActiveCGM (栅格图或矢量图) ActiveCGM (栅格图或矢量图) MpaGuide SDF矢 量数据或JPEG栅 格图 GeoSurf DH M 矢量数据 与数据 库连接 方式 ODBCODBCODBCODBCJDBC 地图预 出版处 理 动态生成地 图 动态生成地图动态生成地图 需要进行数据格式 转换处理 需要进行数据格 式转换处理 可发布 的数据 格式 MapInfo地 图文件 MGE工程， MicroStation DGN文件， Frame文件 ， MGEDM文件， ArcView Shape文件， ArcInfo Coverage， Autodesk DWG文件， Mapinfo TAB文件 ArcView Shape 文 件， ArcInfo Coverage， SDE地 图 ArcView Shape 文 件， ArcInfo Coverage， SDE 地图， Autodesk DWG文件， MicroStation DGN 文件， Mapinfo TAB文件 ArcView Shape 文件， ArcInfo Coverage， SDE地图， Autodesk DWG 文件， MicroStation DGN文件， Mapinfo TAB文 件 名称数据格式客户端网址备注公司 国外 Google Earth卫星影像胖http：// 估计是java技术Google Microsoft Live Local 卫星影像 栅格 胖http：//Microsoft World Wind卫星影像胖http：// 智能客户端技术NASA Google Map栅格地图瘦 http：/ http：//apis/maps/ 可叠加卫星影像，提供APIGoogle Yahoo栅格地图瘦http：//maps/ 提供APIYahoo MSN Virtual Earth 未知http：// Microsoft feedmap栅格地图瘦http：/www.feedmap