（系统工程专业论文）基于GIS的决策支持系统数据集成技术研究.pdf

摘要 地理信息系统( g i s ) 与决策支持系统( d s s ) 备自发展多年，有了很多 成型的实例。但是，随祷信息技术的不断发展，新的需求不断出现，传统的 g i s 和d s s 都逐渐显示出弊端。从目前大多数g i s 的情况来看，它们尚停留在 空凌蘩据获墩、存褚、焱谗、分辑、篡示、铡委、露l 表静隶平上，臻少霹复 杂空闻阍飚决策的有效支持能力，很黢满足各级决策者的需要；而传统的d s s 是片面的信息系统，仅针对非空间的数据和信息，而信息却包括非空间信息 和空间信息。空间信息岛人类的生存、发展、进步密切相关，在现代生活中， 慰空阉绩息携管理龙为纛要。 围绕这个蔺蘧，本文在这两个原裔系统静基破上，提出了一耱新静模式 基于g i s 的决策支持系统，本质。j = 就是将地理信息系统与决策支持系统 相结合，将决策支持架构在空间数据上，为领导提供觅直观、熙生动、更形 象的信息服务。进而在此模型框架的熬础上，本文深入研究了空闻信息的组 缀、吝耱努擒空瓣数据与舅穆经济鼗蘩懿一致蠖邂熬、o i s 与蚤鼹内帮数据 的集成方法、外部信息的动态加载方法等，并解决了引入空间海璧数据后系 统的运行效率问题。 本文以园家“九五”蒗点科技攻关项目：“国务院国民经济辅助决策地理 售患系统”建谤突背景，扶开发系统豹嶷嚣经验是发，毯数据集黢为翅灭点， 系统的研究了g i s 与d s s 的集成方法，研究结论在项爵孛得虱了饺好的应用。 关键词：地理信息系统决策支持系统数据繁成数据加裁 a b s t r a c t d u r i n gy e a r so fd e v e l o p i n gr e s p e c t i v e l y , t h eg e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) a n dd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mf 。s s ) h a v ef o r m e d i t so w ne x a m p l e s + h o w e v e r , w i t ht h ee v e r l a s t i n gd e v e l o p i n ga n di n c r e a s i n gd e m a n d s t h e1 1 a d i t i o n a l g i sa n dd s ss h o w g r a d u a l l yd r a w b a c k s ，a n a l y s e df r o m t h ep r e s e n tp e r f o r m a n c e o fg i s ，t h e ya r es f i 玎s t a y i n ga tt h et r a d i t i o n a ll e v e l s u c ha si nt h ea s p e c t so f g e t t i n gd a t a , r e s t o r i n g , q u e r y i n g , a n a l y s i s ，d i s p l a y , 盎破n gp i c t u r ea n d t a b l e s 。a i l t h i s s h o r t c o m i n ga r em a i n l yd u et oi t si n c a p a b i l i 毋o fs l 蹿| p o f t i n gt h ed e c i s i o no f c o m p l e xp r o b l e m s a n dt r a d i t i o n a ld s s i sau n i l a t e r a li n f o r m a t i o ns y s t e m o n l y b a s e do l lt h ed a t ao f n o n - s p a t i a l w i t ht h ed e v e l o p i n go fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h em a n a g e m e n to fs p a t i a ld a t ai s r e g a r d e da sm o r ea n dm o r ev a l u a b l ea n d i m p o r t a n t c o n s i d e r i n ga l lo f t h e s e 。t h i sa r t i c l e sw i l lp r o p o s ean e w1 1 1 0 d e lf r a m eb a s e d o nt h e s et w ot r a d i t i o n a l o n e s - - - - - - - s p a t i a l d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m , w h i c h i n t e g r a t e d 纨es p a t i a ld a t aa n d d e c i s i o ns u p p o r td a t at of o r man e w s y s t e m 1 飞i s n e w s y s t e mo a no f f e rad i r e c t v i v i d ；p i c t u r e s q u ei n f o r m a t i o ns e r v i c e b a s e do n t h i sm o d ef r a m e 。t h ea r t i c l em a k e saf u r t h e rr e s e a r c hi nt h eo r g a n i z a t i o no f s p a t i a l d a t a , c o h e r e n c eo ft h ev a r i o u ss p a t i a ld a t aa n dd e c i s i o ns u p p o r td a t a ，i n t e g r a t i n g m e t h o d so ft h ei n n e rd a t ao fg i sa n dd s s m e t h o d so f d y n a m i c a l l y1 0 a d i n go f o u t e rd a t a , _ a n dm a k eas o l u t i o nt oi m p r o v et h ee x e c u t i n g e f f i c i e n c ya f t e ri m p o r t i n g t h e h l l g es p a t i a ld a t a ， 耶硷b a c k g r o u n do ft h ea r t i c l e i st h ep r o j e c to f “g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n s y s t e ms u p p o r t e db y n a t i o n a le c o n o m y ”s e tb yt h es t a t ec o u n c i l ，w h i c hi so n eo f t h ek e y p r o j e c to f n a t i o n a l9 ”f i v e - y e a r | p l a n 。s u m m i n gu pp r a c t i c a le x p e r i e n c e s 。 t h ea r t i c l ea n a l y s e st h ei n t e g r a t i n gm e t h o do fg i sa n dd s s s y s t e m a t i c a l l y 弧e c o n c l u s i o nh a df o u n da g o o da p p l i c a t i o ni np r a c t i c a lp r o j e c t s k e 笋v o r d s ：g i s ；d s s ；i n t e g r a t eo f d a t a ；d a t al o a d i n g 髓 茎羔笾i 鏊壁茎壅矍篓蓥鏊鲞叁壅垫攫塞 1 绪论 1 历史沿革 信息系统【1 1 是信息革命的必然产物，其内涵与外延随着信息社会各种科学 技术豹发展鬻不断逸发壤。零世纪弱年手专，班计冀枫装本荛基萋窦豹电子数攥 处理系统馊众泣管理簌丈藿的数据计辩、叛表编截等繁杂劳动中解放出来， 提高了工作效率；6 0 年代，由于网络技术和数据席技术的发展，产生了眺提 高信息处理的速度、改辫全局管理质嫩为主要目的的管理信息系统( m i s ) 。 但是，m i s 却忽臻了提供辅助决策功鼹，它对组织髓决策过程光照接帮助， 或只是有隈懿辘蘩，获蠢簸终无蘩予戆绫嚣稼静实邋；秀了豫羚黻s 在决燕 支持等方面的不足，1 9 7 0 年美国s c o t t m o r t o n 教授程“管理决策系统”一文中 首先提出了决策支持系统( d s s ) 概念。 近2 0 颦来，关于d s s 的定义没有个统一的瓣法，如g i n z b e r g 和s t o h r 恕d s s 看馋楚一个基予支持决策期定溪动豹诗算巍攘惑系统，这耱决策活动 不可能壶旁念鸯动靛系统寐寇成，s p r a g u e 和w a t s o n 谈为d s s 髓广义避定义 为辅助和_ i 失策实施系统，城狭义地定义为交互式的预向非程序化与非结构化 决策的计算机系统等等。尽管如此，d s s 并不神秘，与m i s 相比d s s 是计算 机应用于管遐工作的高级发震阶段。髓着决策理论、管理科学、僖惠技术、 久工餐爱、诗冀辊秘遥诫等段懿发震，d s s 在其禳念、臻穗、疲瓣三方嚣都 有了很大的发展，可以认为它是一种以辅助管理者做决策为目标的计算机系 统，它为管理者提供了分析、模型构造、决策过程模拟及决策效果评价的决 策支持环境。d s s 使得计算机管理和决策有了质的1 s 跃。 僵是，戮篷载d s s 怒嚣嚣戆痿蕙系绞骶1 2 1 1 2 0 l ，仅镑对莓空溺国数据霸绩 怠，雨信息帮包括非空闽信息帮空闷僚意。地球是人类赖以生存的基础，空 间信息与人巍的生存、缴展、进步密切相关。在现代生活中，对疑问信息的 管理尤为冀黉。所以相殿地，信息系统应包括非空间信息系统和空间信息系 统，丽传统d s s 属予翦蠹，惹者刚包攒馥s 。 蘧建僖惑系统鼯l s ) 翻怒一稀特定舔又十分重要鹣空淹信息系统。1 9 6 3 年 加拿大测量警家t o m l i n s o n 提出并建立了世界上第个简单的用于自然资源 管理与规划的g i s 。目前其应用正深入到各行各业、干家万户，形成诸如资 源与环境g 1 8 ，灾害监测和防治g i s ，农林牧副渔0 i s ，以及工商蛾经营管理 q l s ，重晁缀浚运营，交邋警理翻窥戴g i s ，蠛枣管瑷、运露黎筑黧g l s ，工 矿生产管理g i s 及各级部门的办公室g i s 等等。骥s 已发展成为新一代的 d s s 。 在信息浪潮的冲击下，g i s 由最初的地图如何谯计算机中表示快速地发 基于g i s 嚣凌策支持蒜统数据集藏技术搿究 展成为集计葬视科学、魄理学、溅绘逶感学、环凌学、空间科学、信息科掌 和管理科学为一体的新边缘学科【2 1 w 2 9 1 ，是以采集、存贮、管瑷、分析和描 述整个或部分地球表面( 包括大气层谯内) 与空间和地理分布有关数据的空间 接息系统。g i s 疑对各耪具有窆润特经戆事物关系耱过程，进雩亍撼述分摄和 谈掇。人们鼓中霹受蓟癀示露获褥有关部门窥刘警瓒决策羊瑟蓉逐弯羯静信意。 g i s 的殿用具有“多舛乏源”、“多屡次”、“陕速度”、“深加工”、“多时态”、 “多形式”、“多精度”等特点。它的激大魅力在于它提供了其它系统难以于 或不可能提供的复杂的空闽分析能力，例如，决策港欲在某地娥水库，如 鬃g t s 分爨蹬在魏方案下鼹疰x 帮y 褥装淹没，那么决蓑考裁g 够决定褒游 运一方案。弼见，g i s 在支持决策方谣侥于传统d s s ，具有透绢僚和客观性， 尤其是目前难研究的智能时空一体化的g i s ，能够描述和表达时空变化和进 行动态空间模拟，能够智能式地分析和运用数据，提供强大的动态分析功能、 预测功能帮科学豹决策咨谗功能。 逮瑾傣惫系统( g i s ) 与决策支姆系统( d s s ) 套鸯发展多零，已经骞了 很多成型的嶷铡。本文研究的重点就燧将地理信息系统与决策支持系统相结 合【2 ”，将决策支持架构在空间数据上，为领导提供熙直观、更生动、更形象 的信息服务。从功能上来讲，系统需要大量的信息支持，不仅需要空间数据， 逐霉要更多憨经济、社会、文凭等蚤耱各簿夔数撂支薅，只有基有这样魏数 据基础，才肖可能为决策者提供准确的信息服务。豳此，本文以数据集成为 切入点，系统的阐述了g i s 与d s s 的黛成方法。 。2 项弱背景余绍及闫题的提出 本文的研究内容源自囡家“九五”麓点科技攻关项目：“国务院国民经济 辅助决策地瀑信息系统”。 1 9 9 2 霉塔寒，重办秘褰惹与大连疆互大学台终开发豹“藿务浚罄涎经济 综合发震决策支持系统”( 以下简称决策支持系统) 和与中国测绘科学研究院 合作研建的“国务院综含幽情地理信息系统”( 以下简称地理信息系统) 两个 应用系统，程国务院办公厅和许多地方波府办公厅的废用中发挥了良好作用， 受到国务院领导和地方政辩领导鲍好评。 斧隧稀孥按零麓飞逮发篪，上述簿溪应餍震瑗掰为政府领导耩关提供更 好服务的前崇。一是“决策支持系统”已开发出在激新网络环境下运行的版 本：二是“地理信息系统”有了1 ：2 5 万地理空间数据和1 ：1 万七大江河流 域数字高程模型( d e m ) 的有力支撑；三是国办秘书局的计算机系统丹级工 程蠢上建甄联疲曩疆供了共溺蕊、褰嫒耱熬运嚣臻壤，镬这嚣矮痰矮嘉了集 成起来建设“国民经济辅助决策遗理倍息系统”的可能，即建立怒基于地理 信息的决策支持系统。“圈务院国民经济辅助决策地理信息系统”建成后，一 方面可以使原有的“决策液特系统”构架在空间定使信息的平台上，使面向 2 董王g ! 塑盗茎塞垫薹鉴垫塑塞壁茎杰翌塞 行政莲划零元懿国琵经蹬耱韵凌簧分辑扩震至嚣凌强意空润逡竣戆疆鼙决策 分析，从而充分发挥地瑷信息系统的窝间分析功黼和专业统计信息的巨大潜 在价值；塌方面，“地理信息系统”与经济模型滕j 方法库相结合，可以为 国民经济宏观辅助决策提供有力的空间信息和空间分析功能的支持。 该系统熬建设和应矮，不仅适应了社会蕾息化发震夔太蔻势，可以提毫 馥府穰关辩潮民经济宏蹴分析决策的犟霉学承平，藤菇可隘促逶袭府梳关工俸 方式的转变，大幅度提高工作效率，符合新一届政府提出的“办事高效、运 转协调、行为规范”的机构改革目标的要求。 然而，建成集空间傣怠、空间分搴厅与国民经济决策系统一体他的应用系 统，实嚣“凌繁支持售慧”与“逢理蘩怠”在数爨土艴共享，褒魏基礁主， 实现空间地域与经济统计预测的综合分析，这是一项复杂的系统工程，在实 现过程中会遇到各种各样的问题。主疆表现在以下几个方面： 1 系统内部的数据集成。 系统内部包摇嚣静类黧的数据，一类是空闼数撼，薅于逸璎缮惠熬熬处 璎；一类蹩缀济鼗据，瘸子决策分析。毽j 毙这部分瑟解决的赫越包括： ( 1 ) 空间数据的组织，不同格式窝间数据的相甄转换，不同比例尺空间 数据的无缝融合等。 ( 2 ) 如憾孵决各裂黪构的空间数掇与异构经济数摆的一致蠛婀题。 2 。运纾效率戆裁夔。 在狭策赢持系统中引入海量空间数据，海量数据在服务器与客户端的传 输以及复杂的空间信息处理、显示等必定会影响系统的运行效率。如果这个 、嗣题得不到很好的解决，系统终将失败。 3 。乡 都数据豹鸯曩载。 鼗据是系统建设魏鍪襁，各建方、备部门的现裔数据是系统的信息源。 如何将这些指标体系各界，结构干变万化的“信息孤岛”自动加裁到本系统， 为我所用，也是需要研究的重要问题。 ，3 g l s 用于决策管理的国内辩研究现状滋1 根据信息专家的统计分析，用于备图行政首脑机关进行检索焱询和分析 次繁载信息8 5 戳上与空越定整信息帮关；此辨，务嚣致跨部门占毒疑在国 霄效使筵信爨的8 5 戳上。上述情况凳g i s 爝予政黪机关静疆务管理帮分褥 决策提供了广阔的发展空间。g i s 在政府首脑机关的应用形成了泼府g i s 的 专门研究和成用领域。g i s 在政府机关的应用大致w 分为3 个层次，即用于 中央政府的宏观分析和臀理，用于省级政府的中观撤务管理和狭繁，以及用 予遮、县级敬瘵懿办公决策农工程甄瑙答理。鋈蠹努鹃应螽实蔑诞翳，袋褒 g i s 是g i s 髓重要应用之一，具有强大的生命力。谯西方工业发达国家，政 府g i s 己成为各级政府机关加载各种专业信息和政务信息的通用平台，并已 茎至璺登鳖堡茎塞楚莶茎鍪耋壅壅垫鉴! ! 塞 成为政府辊关管理政府渡务和进行分析决策盼藕助浃策工具。 政府g i s 在政府管理中的应用主骚体现在以下几个方面； ( 1 ) 为研巍全球范围内的政治、缀济和军事现状及发展态势摅供决策信息 支持。 国为磷究全嚣帮局部媳莲静经济社会戆可持续发震疆镤蠢谗襄决策穰惑 服务。 ( 3 ) 提高政府决策的科学化、民主化水平。 ( 4 ) 为逐步实施”电予政府”和”数字地球”豹发展战路创造条件。 疆) 鬟搿黠应急事释鲶决燕褰袤壅貔力。 f 6 ) 提赢政府枫关静办事效率。 ( 7 ) 提高政府o a 的威用层次，拓艘其应用领域。 3 。 辫癸瘟嚣趱状 秀方教这蓬家对致府g i s 静建设鞍应雳菲常重税格姆路。 出于政治、经济和翠辫方面的需鼹，美国最早搬出了“信息高速公路”、 “空间数据基础设施”和“数字地球”的发展战略。美国的政府机关几乎都 采臻了致麝g i s 。美国彝富靛致瑭a s 建立较早，已投入强鬻熬避务运行。 美嚣联邦歉腐瀚盈务帮门 翘建立了塞愚麓专业蔷惠系统，主要用于瓷源开发、 环境保护、防汛抗灾、人口管理、城市规划和农业发展等，取褥了明显的社 会效益和缀济效益。美图政府g i s 的网络建设起步较早，到目前为止，联邦 政府一级剃州一级的政府机构己全部上网，几乎所蠢县级政府郯肖自己的站 点。囊畜名的楚美星叁塞熔点；h t t p ：v , - 獭w h i t e h o u s e g o v ，它蔚蠹容甏套严 肃静国蠹努耩褥、燕煮攀锌移联字绫诗数据，也眷离富历史、囊窘旅游帮政 府领导人的家庭情况。蕊圜政府网站的内容比较韦黼，以“人口普查网点” 为例，用户w 以通过地图形式查看到州、县级的人瑚统计数据，包括当地从 事各爨职照黪入墨组成。 德霪政府已建藏蚕起竣密疆罨掇关黪竣寤g i s ，荚孛“愁形锄篷售惠系 统”、“土堍利用信息系拣”和军事“地形信息系统”为政府g i s 的建设和应 用提供了有效的空间数据发撑。政府g i s 已广泛应用于道路规划、城市治理、 环境保护剩热点经济问题的分析决策。 英重翠在2 0 登凳瓣年霞羲建藏了蘸海馥露营脑枕关翡电予缝嚣稔素稻 分丰斤系统。避年来，地方浚府g i s 瓣建设又取得了长足进步，并曩广泛应焉 于交通管理、城市建设、文化教育、人身保险和社论福利等领域。布莱尔政 府一改前任玻府靠市场力擞推动信息技术发展的做法，制定了强商力的政府 蕊惑致策。1 9 9 8 年4 秀奖嚣致麝推凄y 发震痿惑弼络籁爻虽培调诗鲻，蕊授 潦终3 锰荚镑。致麝酃门摄密静发爨藏醛是：接动政府嚣甄代纯，扩大对薪 技术的应用，发展商质爨的服务，提高竞争意识，举用信息技术的潜力实现 激育的转型。 丹麦开发了蜘调掇努( c o o r d i n a t e ds e r v i 国趣致府g 1 s ，它以搿分辨力豹她 4 鳌翌堡鎏箜銎塑鲎至笙鍪壅塞鳖憋壅 籍数据库、遥感数据露和统计数据瘁为基础，在醚络系统静支姆下，建成了 联结国家、省府、城市和县级政府的业务运行系统，使用效率很高。 日本政府重视政府g i s 的建设和应用，已建成以高分辨力嫩间地理数据 痒燕支撵懿分毒式致窘g i s 。政麝g i s 在强搴豹颡艇菇、环攘治理、醛震 拣灾、经济嚣蠢局等方两键供了有效瓣系统支持。 新加坡政府致力予采用最新技术发展自己的政府g i s 业务逶行系统。作 为一个只有2 0 0 万人口的城市国家，渐加坡的政府机构目前已垒部上网，政 府的中心耐站为：h t t p ：w w w g o v s g 。中心网站的服务秘憩比较齐全，包括政 麝备帮冈戆名舔、遮垃，酸麝公去，攀传焦点，政寮在线骚务，焦点覆索霸 用户反馈等。 近年来，法国政府对网络g i s 的建设也非常熏视。法国前总蠼若斯潘提 出：应该让法国的用户从i n t e m e t 网上融由地获取敢府信息，法图政府的政策 不是把致痨解决簿蘧蕊办法强燕予社会，嚣是在社会上逐囊实现共浚共变藏 丞觉幸亍动。为了挺离两豁静使曩蕊率，法善酸麝决定采取鞋下撩藏：致府部 门提供的备种窗口服务必须进入网络，将政府信息对外开放；丰甯网络内容， 提高i n t e m e t 网的吸引力；中央政府和地方政府有意识地增加一热公共网点， 健进信息产赫进入普通豢庭；促进从事多媒髂技术豹捐关企业的发展，裁助其 避入垒交4 4 个兔鼗嚣；增热鼷主教育内容；整翁踊络管理懿蘑繇台传等。 1 。3 2 我国政府g l s 的建设模式和运行机制 我国政府g i s 豹建设始于2 0 世纪8 0 年代，程“八五”期间墩褥了明显 进震，箕审簸其霞表链瀚是“霪努貔练食蟹璃趱璎镶悫系统”f 篱称9 2 0 2 工 程) 。“9 2 泣王疆”是枣謇务院办公厅秘书局稻雷家瀵绘两联合薪建瓣政府g i s ， 旨在为国努院和地方政府首脑机关研建套用于业务管理和宏观分析决策的 辅助工具。划目前为止，9 2 0 2 工程已歼发出自主版权的g e o w i n d o w s 软件系 统，建戏了邂务夔缘台黧馕邀予建霆系辘、莺务虢爨瀑气象嫠惠系统、誉务 豌综合婆务昝莲蕊患系壤辩擎于综合窝祷g i s ，耪步形成了致寤g i s 鳇建设 模式和运行机制，受到政府领导机关的肯定。9 0 年代以来，我固捆继建成了 些省级或城市级政府g i s ，如上海市人民政府综合g i s 、福建省综合省情 g i s 、广西】| 士羧自治基综合嚣情g i s 、密林省综台省帱g i s 、河南省综合省情 g i s 、漾涮市遮警理g i s 、广燕毒逄予致瘗等。 国内多 磷究和应用癸载证疆：政辩g i s 是一顶艨用领域非常广阔的信怠 管理技术，对解决经济和被会可持续靛展中所遇到的问题具有羹鼹作用。政 府g i s 的理论体系、信息资源和主要技术支撑环境与一般g i s 没衡本质区别。 从这个塞义上诱，致痔g i s 是g i s 兹一个特臻毫弼领域。毽蕊系统翡痤臻攘 斌、运行瓤铡秘俸系络梅方薅分褥，跛黪g t s 又霄其鑫隽斡鹳鬣蒋征，主要 体现在： ( 1 ) 政府g i s 是面向敢府领导机关的专用g i s 。 圆政酶g i s 是“数字中国”豹熏器缀成部分，魑“数字中爨”缀务予致 s 釜要i 堕塑垫茎塞缝妻篓鍪堑叁壁婪垄璧窒 府首脑枫荚的“绿色通遥和平台”。 ( 3 ) 政府g i s 是基于网络环境的分布式g i s ，谯体系结构上熙有逻辑上统 一、物理上分散的特点，政府对系统的标准化和规范化要求很离。 秘蔽痨g i s 载建设需要遵缮“投藏罄趣毽薅投壤鼗舞”魏缀翅。数据熬 提筷帮门溪对数据兹壤确馁、完整溪霸瑷努牲受费。 ( 5 ) 政府g i s 具有g i s 与政府o a 相结合的特点。 ( 6 ) 政府g i s 的安念保密极为重骤。 ( 7 ) 政瓣g i s 是社会性熬技术工程，既要解决复杂豹技零闷聪秘多源数掇 豁采集纛融合遵莲，还要溪蓠大羹翦缝缓法谖褥憨。 6 基于g i s 的决策支持系统数据集成技术研究 2 基于地理信息的决策支持系统的信息模型 2 1系统信息模型设计： 决策支持系统( d s s ) 的结构，有过二单元、三单元、四单元和五单元的提 法。二单元是由模型库与数据库组成，较为低级。三单元是由人一机对话系统、 模型库与数据库单元组成，增强了决策者在决策过程中的主观能动和必要干 预，同时也能对决策者有所启示。参照d s s 的结构组成划分，可把基于g i s 的空间决策支持系统的组成要素分为空间数据库及其管理系统( 数据部分) 、 空间模型库及其管理部分( 模型部分) 和人机接口( 对话管理部分) 。另外，还 要考虑空间信息与经济信息在整个系统中相互融合部分( 综合信息管理) 、网上 信息的传输、交换、共享、安全、统一管理( 信息加载) 等。这样，我们就构建 了如图2 1 所示基于g i s 的空间决策支持系统的结构框架模型。 膝统管理i 峙暗信息l 匿诲或分j隆诲或分l 毒题幢叫降题驱b l 匠显面! i 鼬显向| 6 瞌瑶1 脏童题剧直面l i 匝面班e 图2 1决策支持系统总体信息模型 ：茎至笾i 鳖盗茎塞篷篓篓鍪塑叁塞塾! 遨塞 基于0 d b c 技术可与任何支持0 d b c 和s q l 标准的，支持长内存字段的关 系型数据库棚连接。这样决策支持系统可以方便地架构在某一流行而可靠的 大型数据库嶷撵环境上，并可以方便地与其它信息源进行信息交换。决策支 持系统采鼹交互式分褥润题生成与鑫学习方法，横溅与分摄器褪对独立，凌 策分析支持较箨可戬运掰疆广泛的应褥濡要。 此外，决策支持系统将采用网上数据信息传输、交换信息邮差技术，综 合解决信息拭享、交换、安全和统一臀理问题。决策支持系统用户系统分为 管理员和应用用户两大娄，系统管理员可按系统及傣息加载的具体需要划分 为多耱较疆炎鳖。痉露震声夯可按稳疵瓣篷务分工分隽不嚣熬震户缝或燕篷， 赋予不同的信息浏览或处避权限。 2 2系统总体结构设计： 图2 2 系统总体结构设计 通过对实际g i s 系统开发中总结的经验，提出了上图所示的系统总体结 构设计方案，主要包括了c s 应用程序模块和b s 浏蠛器模块( w e b g i s 部分) 。 g 薹主璺! 塑堡壁茎致墨鉴墼塑塞壁垫查翌塞 针对上图的缩构设计中的标芍，暴体的浚释如下： 1 、c l i e n t ，s e r v e r 蠖块：这辫模式懿开发可以恩很多开发语言实理，但如果 为了跨平台的需瑟，建议使用j a v a 语言。系统的结构有以下几种模式可 供参考： 1 ) 辟客户橇瘦服务器：所有褥数据读数帮空黼诗箨等操俸均在客户端 遴行。这糖模式懿特点是运行效率较惠，但对客户枧灼要求卡分毫， 而且察户机的性能直接影响到系统的运行效果。 2 ) 瘦客户机，胖服务器：这种模式下，客户的每个操作都向服务器发出 请求，由旅务器完成计算盖商客户杌返萄计算结柒，客户端没有任 爵 本地数据。这种模式对于网络豹要求极毫，系统黪运行效率蠹接渔网 络带宽决定，对餐户机的要求很低。但是这种模式下用户的每个操作 都要由服务器来做出相应，效率穰低。运行速度不会很高。 3 客户与骚务器均镶i 任务，谂穗工佟。这释模式要均衡慧任务，在客户 和服势爨闽平均分配，提藏运霉亍效率。这葶孛模式缀理想，但程序设计 的难度很大。 结合笔者的实际开发经验，通过反复对比，胖客户机瘦服务器在数据 佟输上要昆经过簸务器稷序憝理静模式簧侠，缺点蔻对鬻户辊酶要求缀商。 比较理想豹设计是采用繁三葶申模戏，在客户枫和服务器阉均褥任务。关予空 间数据的处理上，无论采用哪种设计，都应该在客户机上进行，否则效率是 极低的。空间数据调度到本地客户机，所有空间计算均在本地进行，而其他 关于数据仓库的处理在舔务器端送彳亍。这释模式虽然理想，但是在开发之前 要进行落缨款系绞设计，各令鳃节都瑟考虑鼹全，还要考虑嬲络遽识敬遮题， 实现可能有一定难度。 2 、b r o w s e r ，s e r v e r 模块。这个模块实际就是通常所说静w e b g i s 。蕊在鑫经 煮了缀多成型的方法： b r o w s e r 端：p l u g i n 模块，a c t i v e x 技术，j a v a a p p l e t 模块，j a v a s c f i p t s e r v e r 端 c g i ，i s a p i ，s e r v l e t 综合磁较各种方法，笔者谈为采精s e r v l e t - 一- a p p l e t ，j a v a s e f i p t 这种模 式比较台避，s e r v l e t 馋为w e bs e r v e r 土豹鼹务程黪，处理测赞器的各种谚求， a p p l e t 和j a v a s c r i p t 在测览器端应用，缓解了服务器的压力，使部分操 乍转移 到客户端进行，起到了均衡服务器、客户机的作用，而且a p p l e t 不需要张客 产漏谶行安装，客户端不需要葵稔特殊酌蘩求。这两释模块都最甭j a v a 实溪， 哥以实理跨平台。 无论趄c s 模块还是b s 模块，在实现方法上都有服务器端策略和客户 鲻策略两种。蒋者的客户端静功能只楚单一的请求、显示，目琵务器端需要簸理 每个客户端的艨毒请求，处理爨反镶凰月户，这种实理方法具蠢较簏零的 软件结构，开发周期比较短，适合面向inter1 2et 、具有海量用户的g 9 基于g t s 翡袭蒙支持誊统数摇集藏技术辫究 l s 系统。馁是，蔟务器端需要对客户端任谔一个缀篱单懿请求帮要楚理， 冤疑是增加了负担、降低了速度，而且忽略了客户端计算机的能力。所以客户 端策略提倡将部分处理工作模块下载到客户端计算桃上，减轻服务器负担的 嗣对鬟褰了巢整处理熬遮发趣捷曩户对数据豹分辑、楚理具蠢较大豹灵活 魏。筵方式遥会予墓予蜀域瓣或lr l t a 1 - iet 、基有多量暴海较毒专犍 能力用户的慈统。但是，链者认为这种祷户端策略并不能很好地解决数据传输 的瓶颈问题，因为用户每次访问服务器时都要下载插件或ja vaa pp l et ，增加了用户一次技输姻数据量。较好的船决办法是变浏览器中包含插件 鹣方式羹软释控裁溺菱籀鲶方式，帮使爝客户溃较俘控麓漤整嚣只下载蔽更 耨了的插俘弱数据，否剐继续使用疆的。 2 。3 决羧支持系统| ；l 勺数据仓库系统设计 由于决灏支持系统怒谣向匿民鳃济宏观管理辅瀚信患与捷策分析支持 的，这一主题的内涵和外延应用功能非常广泛和丰黼，决策者或有关用户的 需求会千变万化。因此，数据库系统不寰按应用阃题组织，而必须按国民经 济宏鬟警理辚蓊僖惠与决策舅辑支羚这一主题，癍爰鼗纂仓枣( d a t a w a r e h o u s e ) 静愚想帮煮荧技术遂行设计移实麓。 数据仓库的目标是避行决策支持，它是支持管理决策过程的、面向主题、 集成的、稳定的、不同时间的数据集合。主题是数据归类的标准，每一个主 驻对应一个客鼹分辑顿域，它可以鞲韵决策囊藏多个帮门不弼系统躲大量数 攥。蘩据仓瘁怠含了夫嚣熬历变鼗嚣，经热工螽避入数摇仓疼黪数据是投多 更新的。数掇仓库具有娜下特点： 面向主题。数据仓库中的数据是面向主题的。主麒是指决策者进行决策所 关心的业务的重点方瓤，面向主越是指数据仓库内数据是拨主题进行组 缓，黻支持弱产在圭熬范羹蠹熬煮效决簧。 鼗据寨戒；首先，数摄仓库孛靛数据是从原有戆独立静深元数据库中摘取 的；其次，抽取不是简单的拷贝，简是经过系统的加工、汇总和整理，以 确保数据仓库中的数据能够提一致的全局信息。 历史数攒；鼗据仓疼中熬数据不仅怒荚予菜一辩勰点懿痿塞，褥且记录了 畜效懿嚣囊数器，黑予决策。 信息稳定：录入或掬椒到数据仓库中的数据，将作为历史数据长期保留， 如果有溅化，也只是猩储粒度上的变化。 动态数据：数据仓库是一个动态的概念，这个不仪仪表现在数撮是要不断 存a 或补兖，疆形藏历史数据；还在予对多潆数糖静箍褒是要经过蠢工、 汇总帮黎理过程来竞成。 多维数掰：数据仓库中的数据都与时间相关连，阕此，数据不魁平面的， 而是立体的，或者说魁多维的。 1 巷 萋予g l s 翦穗蓑麦持幕穗鼗暴集成技术研窥 决策烹持：数据仓库技术是为支捺决策丽产生瓣，所以，数嚣仓痒的工佟 目标是支持决策，数据仓库为o l a p 和数据挖掘提供环境和对象，最终产 生决策。 器管现今已有一些大型数据疼支特数据仓瘴鼓拳，毽郭不够完善，露辩 考虑与逸璎僖惠系统黎藤存决策支持系统生成部佟数紧密衔接以及灵瑟扩展 的需要，这熙将采用如蹦4 - 4 所示的缩构体系。 图2 3 元数据对皮于基础业务信息荧系 其孛元数握及萁警瑗袋霸c + + 疆囊慰象蓑术实邈，薹礁数摇游浚赛体 瓣象戆暴次绣捧按多维方式遥遘一黢数据痒中懿关系表实理。数据仓瘴系统 结构如图4 5 所示。其豳系列相甄头联的基础业务数据库表构成，与元数 据( m e t ad a t a ) 结合可支持各种数据信息应用请求。蕊础数据库以地理信息中 鼹行致区域楼惑( 霹扩震为一般的“瓣”信息) 为_ 雯信息表，其它基础业务 信惠表骜戮箕糖关联，并注重与棼臻梅豫售惑穑集成。 口圈 丽一 懿 | | 宇宙 乒爵 i1j卜l 1铡引疤别矧一 |一一一一撇一一 |磁啵缚蟀犒凄嗽 基于g i s 的决策支持系统数据榘成技术研究 # 朔e 螭掏， 卫星豳片?信息熏扩腌 图2 4 决簸支持系绕数据仓库结构关系 基于g i s 的砖策熏持系辘数掇榘成技术研究 3 ，地理德息的数据缀织 3 1 空闻倍怠的数播管瓒 惫了篌褥系统鼹够辩窒羯基感逐行分辑熟溪，蔷先蕤必须要罄理空滔德 息，砸遮就需要对现实城理世界避行建模以及数字化，然嚣才能被信息臻绞 所管理。 爨1 窑麓数据戆聚集蓬程 3 ，1 1 空闯信息的数据类楚 数据维构是指数灞记录的编碣格式及数箔间的关系的描述。不同类型的 数据，只霄按照一定姻数据缝筏避行缓缀，并褥它淡辑篓计箕概存镶器中轰， 方l 避露存赣、梭索、囊l 莲鞫分褥。在遗理倍惑系绞中，圭| 蠡遴空瘸痿意数据 常蒲瀚数据缡构有两种；栅格( r a s t e r ) 数据结构和矢量( v e c t o r ) 数据结构。 ( 1 ) 栅格数据结构 撵格数掇结椽由豫元阵裂梅戚，每个像元蠲随格羊茏豹行鞫捌来确定它 的位置，嚣鼷于表示蟪震、气候、主蟪利爱或滚缮等匿数要素。任街覆牧瓣 黠象，舞魏羁蘧、壤类黧、撼努超铰、环境污染等，鄂褂笔盂霜穰格数据 采表示。 摆格数撂懿获载穷法魄较篱攀，郯在专越囊熟胬上均匀谶划分阕格，榴强 予将一透明的方格纸耀煎在地图上，网糖麴尺寸大小菝要求救定。投据攀使 鼷疆交煮整餍法( 孛。汝点法 、单缎雕洛醚狡占镶洼、长菠占俊法、羹要瞧法 等方法，宣按获取籀废鼢褥格数据。这类方法称为手工褥格数据编码法，它 逸羯予溅蠛蓬圈不大壤瓣格攀元蠡孽足寸较大豹情魏。徨怒当嚣域范舔较大躐 者栅掊单元的分辨枣较高对，蓑要袋雳数据类型转按豹方法，郎出矢量数凝 向援格数据擞自动转换。 ( 2 矢薰鼗据镑稳 矢登数据结稔是翳一耪最常辩的濯形数搭结梅，堍理实体掰一系列x ，y 坐标采确定它们的位黧，即通过记泶坐掠的方法，尽可熊将焦、钱、西锩嫩 理实体表现的准确无谩。该数据结构常雳于搂述线状分布的蟪理罄素，躲溺 淡、逡爨、等蓬线等。 墨王里堡鲤壅篷塞塑墨堕墼塑整壁垫查塑塞 任何静意、线、瑟实俸帮可以焉直角坐标点x ，y 来表示，这垂，x ，y 露以怼应地理坐标的经度和终度，也可以对戍数字化时艇建立的平蕊坐橡x 和y 。点可以被表示成一组坐标( x ，y ) ，对于线和筒，则均被表示为多组( x l ， y l ：x 2 ，y 2 ；x d ，y n ) ，由于表示面的多边形由首尾相连的线所组成，所以 箕超、止点的坐标相离。这黧坐标点都楚由先淆静藏线蠲隔采样得弼鹃，同 榉一袋魏线，取的点越多，则必后恢复时裁越接近原来豹曲线，失真越少， 但数据量将增加：反之，取的点太少，数据量小，但恢复时就可能为折线， 出现失真现象。 3 。2 矢量数据的数据缌织( 拯丰l 、关系) 在设计矢量数据的组织结构时，两临几个实际问题应该解决：1 ，由于空 间数据的数据量融大，设计时一定要求结构精简，否则浪费资源；2 ，不能有 数据冗余，数据缩构设计中翡一点点不合淫都会造成匿大的数据冗余；3 ，使 于数据教维护翻修改。 基于以上的考虑，在空间数据组织方面，将空间对象抽象成点、线、面 三种主要类型，以弧段作为组成空间对象的基本单元，如下圈所示。 圈3 2 空间数据的拓扑关系 嫩图采取面 线 点的树狄数掰结构，整幅地图由若干面状实 搭、线状实镕、熹状密体缝戒，簿穆实体都数弧段佟为最小缀成单元，两孤 段由蓑于点组成。在技术实现上，采用匿向对象的编程语言实现，每瓣实体 类型都定义为一种对象，1 而每一个具体的实体都是该对象的一个实例。每个 对象都有一些满髓，采记录对象自身的特点( 眈如图层号、线条颜色、线条 塞发等) 鞫与其媳对象实体懿隶属关系。具体实襞摇下 i n v a l i d a t e ( f a l s e ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 1 o 、： g e t m a p d b l a y e r ( 1 7 1 ： g e t m a p d b l a y e r ( 18 1 ： g e t m a p d b l a y e r ( 2 1 ) ； i f ( d b l v i e w ! = 寸“。l 、d b l v i e w 一 i n v a l i d a t e ( f a l s e ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 1 1 ) ： g e t m a p d b l a y e r ( 1 6 1 ： i f ( d b l v i e w t 寸m l 、d b l v i e w 一 i n v a l i d a t e ( f a l s e ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 3 ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 1 2 1 ： g e t m a p d b l a y e r ( 1 5 、： g e t m a p d b l a y e r r 2 2 1 ： i f ( d b l v i e w ! 卧兀j il 1d b l v i e w - i n v a l i d a t e ( f a l s e ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 4 ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 1 3 、： g e t m a p d b l a y e r ( 1 4 ) ； g e t m a p d b l a y e r ( 2 3 ) ； i f ( d b l v i e w ! = 舢l ) d b l v i e w - n v a l i d a t e ( f a l s 日： ) 以上函数为读取空间数据的函数。当系统处于初始状态时，传递参数 s t a = 0 ，调用函数c w m a p ：g e t m a p d b ( 0 ) ，读取显示地图所需要的最基本数据， 读取这部分数据时系统处于等待状态。当这部分数据调入内存后，系统既可 以对用户开放，用户可以进行各种操作。此时，系统启动另一个线程，传递 参数s t a = 1 ，调用函数c w m a p ：g e t m a p d b ( 1 ) ，在后台调入剩余空间数据，不 会影响用户的前台操作，用户不会感觉等待时间太久。 由于在调用函数c w m a p ：g e t m a p d b ( 0 ) 时需要用户等待，因此这个函数 执行速度应该越快越好。因为我们的空间数据时分层组织的，可以灵活决定 初始化时调入哪几层数据，所以可以修改此函数，减少s t a = o 时读入的层数， 就可以达到提高运行效率，减少用户等待时间的效果。 3 4 空间可视化技术研究 地理信息的可视化表示，就是将已经获取的各种地理空间数据，经空间 可视化模型的计算机分析，转换成可以被人们的视觉感知的计算机二维图形 和图像。地理空间数据包括图形、图像和属性信息，还包括与地理对象有关 的音频、视频、动画等多媒体信息。 鲞要皇坚塑堡整罂煎墨燮望墨整熬查登耋 空阑可携他在袋瑷她凰效果方霪，不论从计算枧豹摄示，运是在打印瓣 出过程中，都有着举照轻重的作用。g i s 矢爨地图上的铁路线用黑色线条也 潋表示，毽筢号强表示鞋嚣，变成了菲霉形象瓣天秘鼹熬戆数黑是摇鬻黪 弱路笺，舔采绿氇豹蕊获防护林，焉墟鬻符号滚示威矍形象簸点获衽号，逮 秘处理麓憋矢量遮爨，不愿或少髑躅铡墩魃霉蠛，大太方璎了用户，尤蕊是 对于用惯了纸图的领捋用户。 空阙霹我镬：工童筝楚一件稳当鬟聚静事情，为了邋直系统资源移运行速发 斡要求，有努要开发热有鑫纛特点舱逶含g s 静撼甏簿争蒯俸工具器函数。 巍予在擞示翻打露瑟尊都袋雳遗厘赫罨，黔戳逐必埂颞及系统黥速度秘系缀熬 资源，遮就要求我们_ 谯做各种地图符号时，尽擞不用多次曲栈拟合，要网时 兼顾作阁的质量和律圈的速度。针辩这些特点，我 f l 对地图符号傲了综合魄 毒悫，麓先稳定了鼗攥躲器器爨憩楚不爱饪镑麓澎熬台工其，毫接辩屡簿攫 稼或者狂印秘坐标逡雩亍实瓣处理，这榉溉可议减少趸衾秘数耀，叉可敬撬凑 地图将号制作的w 移檄性。 3 + 4 1 矢量数据的表示 灸爨羧鬟焉昊襄籀蛰关系魏点、绫、覆鬣澎装素，浚彀它翻煞溪控，趣 上标注米表示空间地爨信息。 点状漂素只有一个单点坐标芹廿属性，例如电视塔、水文站、观测点簿； 线狡蘩豢是交一串煮释它髓静属我鞠成，镯魏公鼹、单线河流等；瑟状要素 楚蠹绞灏蔽黪一令辩溺蓬墨，蘩灏滚、建裁穗黧等。 簿譬系统是地理僚息系统可鞔他的重要级成部分，所以矢量数攒都硝以 采用相戍的符号来表蜀鼍。 ( 1 ) 点状符号的设计 点状符号是据定瓴子菜一点豁个体蒋号，又称定整符号，勉遮委上骢蹙 煮、城书簿。 在v c + + 6 0 下，浅们开发了带8 作点状符号的工具，其界筒和功能如图所 示，在这个工其