地理信息系统概述.pdf

第 20卷 第 2期重 庆 工 学 院 学 报2006年 2月 Vo l 20 No 2Journal of Chongqing Institute ofTechnologyFeb 2006 科技动态 地理信息系统概述 傅兆敏 胡金宝 华南热带农业大学 机电与信息工程学院 海南 儋州 571737 摘要 随着信息技术的发展 地理信息系统 GIS 越来越趋向多元化和多学科的交叉发展 从 G IS 的基本功能及 GIS融合的其它信息技术出发 分析了 GIS技术研究的热点问题 并通过这些问题 对 GIS的应用趋势进行了论述以及介绍了 GIS的二次开发 关键词 地理信息系统 功能 二次开发 中图分类号 P91 TP399 文献标识码 A文章编号 1671 0924 2006 02 0135 03 Summarization of GIS Geographic Infor mation Syste m FU Zhao m in HU Jin bao College ofElectro mechanical and Infor mation Engineering South China University ofTropicalAgriculture Danzhou 571737 China Abstract W ith the development of infor mation technology GIS tends to develop in a mult i unit and mult i science manner This paper beginsw ith basicGIS functions and other infor mation technology that combines GIS analyzes hotspot problem s aboutGIS technology research throughwhich development of GIS can be viewed by studying these proble m s and introduces second ti me develop m ent of GIS Keywords Geographic Infor mation System Function Second ti me development 0 引言 地理信息系统 GIS Geographic Infor mation System 是一种基于计算机应用的信息工具 可以 对在地球上存在的事物和发生的事件进行成图和 分析 在计算机硬件 软件系统的支持下 它作为 一种十分重要的空间信息系统 是对整个或部分 地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集 存储 管理 运算 分析 显示和描述的技术系统 GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分 析功能与一般的数据库操作 例如查询和统计分 析等 集成在一起 这种能力把 GIS与其他信息系 统区分开来 从而使其在公共和私人企事业单位 中解决复杂的规划 决策和管理问题的能力得到 提高 GIS已成为信息产业中的一个重要组成部 分 1 1 GIS的基本功能 1 输入 有效地把地理数据输入到 GIS中是 一项琐碎 费时 代价昂贵的任务 大多数的地理 数据是从低质地图输入到 GIS中 常用的方法有 收稿日期 2005 11 23 作者简介 傅兆敏 1978 男 福建人 硕士 讲师 主要从事多媒体及图像处理技术研究 数字化和扫描 数字化输入的主要问题是低效率 和高代价 扫描输入则面临的一个问题是扫描得 到的栅格数据如何变换成 GIS数据库通常要求的 点 线 面 拓扑关系属性等形式 就目前的研究进 展而言 全自动的智能地图识别短期内没有实现 的可能 因而 采用交互式矢量化法的的地图识别 是一种较为现实的途径 市场上已有多种交互式 矢量化软件出售 目前 GIS的输入越来越多地借助非地图形 式 遥感就是其中的一种形式 遥感数据已经成为 GIS的重要数据来源 与地图数据不同的是 遥感 数据输入到 GIS较为容易 但如何通过对遥感图 像的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困 难的事情 因此 在 GIS中大量融入了图像处理技 术 许多成熟的 GIS产品 如 MAPGIS等都具有功 能齐全的图像处理子系统 2 地理数据采集的另一项主要进展是 GPS 即 全球定位系统 Global Positioning System 技术 GPS可以准确 快速地定位地球表面上的任何地 点 因而 除了作为原始地理信息的来源外 GPS 还在飞行器跟踪 紧急事件处理 环境和资源监 测 管理等方面有着很大的潜力 2 存储 GIS中的数据分为栅格数据和矢量 数据两大类 如何在计算机中有效存储和管理这 两类数据是 GIS的基本问题 在计算机高速发展 的今天 尽管计算机的硬盘容量已达到 GB级 但 计算机的存储器对灵活 高效地处理地图这类对 象仍是不够的 GIS的数据存储有其独特之处 大 多数的 GIS系统中采用了分层技术 即根据地图 的某些特征 把它分成若干层 整张地图是所有层 的叠加结果 在与用户的交换过程中只处理涉及 到的层 而不是整幅地图 因而能够对用户的要求 做出快速反应 地理数据存储是 GIS中最低层和 最基本的技术 它直接影响到其他高层功能的实 现效率 从而影响整个 GIS的性能 基于计算机图 形操作平台的就能够快速 高效地处理多达上万 幅的海量地图库 这样就较好地解决了地理数据 的存储问题 3 地理数据的操作和分析 GIS中对数据的 操作提供了对地理数据有效管理的手段 对图形 数据 点 线 面 和属性数据的增加 删除 修改等 基本操作大多可借鉴 CAD和通用数据库中的成 熟技术 有所不同的是 GIS中图形数据与属性数 据紧密结合在一起 形成对地物的描述 对其中一 类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数 据 因而操作带来的数据一致性和操作效率是 GIS 数据操作的主要问题 地理数据的分析功能 即空 间分析 是 GIS得以广泛应用的重要原因之一 通 过 GIS提供的空间分析功能 用户可以从已知的 地理数据中得出隐含的重要结论 这对于许多应 用领域至关重要 GIS的空间分析分为两大类 矢量数据空间分 析和栅格数据空间分析 矢量数据空间分析通常 包括 空间数据查询和属性分析 多边形的重新分 类 边界消除与合并 点与线 点与多边形 线与多 边形 多边形与多边形的叠加 缓冲区分析 网络 分析 面运算 目标集统计分析等 栅格数据空间 分析功能通常包括 记录分析 叠加分析 滤波分 析 扩展领域操作 区域操作 统计分析等 4 输出 将用户查询的结果或数据分析的结 果以合适的形式输出是 GIS问题求解过程的最后 一道工序 输出形式通常有 2种 在计算机屏幕上 显示或通过绘图仪输出 对于一些对输出精度要 求较高的应用领域 高质量的输出功能对 GIS是 必不可少的 这方面的技术主要包括 数据校正 编辑 图形整饰 误差消除 坐标变换 出版印刷 等 2 GIS的应用趋势 GIS作为计算机科学 地理学 测量学 地图学 等多门学科综合的一门边缘性学科 其发展与其 他学科的发展是密切相关的 近年来 GIS技术发 展迅速 其主要动力来自于日益广泛的应用领域 对地理信息系统的要求 另一方面 计算机科学的 飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手 段 许多计算机技术 如 Internet技术 面向对象的 数据库技术 三维技术 图像处理技术和人工智能 技术等都可直接应用到 GIS中 下面将介绍 GIS 的发展的趋势 3 1 W ebG is Internet改变了我们的世界 当前 Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段了 而且 已演变成为一种经济方式 网络经济 大量的 应用正由传统的 Client Server 客户机 服务器 方 式向 Brower Server 浏览器 服务器 方式转移 GIS技术也是如此 GIS技术和 Internet技术的融 136重 庆 工 学 院 学 报 合 正逐渐形成一种新的技术 我们称之为 W eb G is 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 而这一 Internet所特有的优势大 大方便了 GIS的数据管理 使分布式的多数据源 的数据管理和合成更易于实现 无论服务器 客户 机是何种机器 无论 W ebGis服务器端使用何种 GIS软件 由于使用了通用的 W eb浏览器 用户就 可以透明地访问 W ebGis数据 在本机或某个服务 器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协 同处理与分析 实现远程异构数据的共享 要广泛 推广 GIS 使 GIS系统为广大的普通用户所接受 而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户 就要降低对系统操作的要求 W ebGis更易于操 作 它是降低操作复杂度的最好选择 目前 W ebG is在 Internet的应用为典型的三 层结构 包括客户机 应用服务器与 W eb服务器 数据库服务器 这种方式又称为瘦客户机系统 所 有的地图数据和应用程序都放在服务器端 客户 端只是提出请求 所有的响应都在服务器端完成 只需在服务器端进行系统维护即可 因此大大降 低了系统的工作量 2 GIS协助海量数据管理 GIS技术的瓶颈 之一就是如何解决海量空间数据管理问题 因为 对于一个城市级的 GIS系统 其数据量极其巨大 一般可达到 GB的数据量级 传统的基于文件的管 理方式显然不能处理这些问题 而利用面向对象 的大型数据库技术则能够有效地解决这一问题 在面向对象的空间数据库中 海量地图数据 的使用变得更加简单 只需建立单一图层 不必再 进行分幅处理 如果用户原来的数据源是分幅的 可将其全部存储到一个图层中 数据库将自动对 其进行拼接和索引处理 即可形成一个完整的图 层 在应用时 客户端只需极少量的编程 实际上 只是指定数据源 就可实现对数据库里数据的动 态显示 数据库会根据当前地图客户端的显示视 野 自动将此范围内的图形检索出来 并送到客户 端显示 因此 即使服务器端的数据是 GB级的 在 客户端的数据量却仅是几十到上百 kB 大大减轻 了客户端系统的配置需求 并减轻了网络流量 3 三维 GIS与虚拟现实三维 GIS是许多应 用领域对 GIS的基本要求 三维 GIS可以帮助人 们更加准确真实地认识我们的客观世界 它可以 支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础 的三维空间数据库 解决了三维空间操作和分析 问题 4 高分辨率遥感与 GIS结合 GIS为核心的 高分辨率遥感影像与 GIS GPS 全球定位系统 的 集成 使得人们能够实时地采集数据 处理信息 更新数据以及分析数据 GIS已发展成为具有多媒 体网络 虚拟现实技术以及数据可视化的强大空 间数据综合处理技术系统 高分辨率遥感影像是 实时获取 动态处理空间信息对地观测 分析的先 进技术系统 是为 GIS提供准确可靠的信息源和 实时更新数据的重要保证 GPS主要是为遥感实 时数据定位提供空间坐标 以建立事实数据库 它 们之间的集成 不仅实现了互补 而且产生了强大 的边缘效应 将极大地增强以 GIS为核心的综合 体系的功能 5 无线通讯与 GIS 无线通讯改变了人们的 生活和工作方式 随着无线通讯技术的发展 特别 是 WAP技术的应用 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 W ireless Location Tech nology 因此也衍生一种新的服务 即无线定位服 务 W ireless Location Service 无线定位技术的应 用很广泛 利用这种技术 人们可以利用手机查询 到自己所在的位置 再利用 GIS的空间查询分析 功能 查到自己所关心的信息 3 GIS的二次开发 由于 GIS软件具有专业性强的特点 它们不 能解决所有的问题 因此 针对某些具体问题 还 必须由用户进行二次开发才能解决 对从事地理 信息系统研究和应用而言 开发和设计地理信息 系统具有 2方面的含义 一是从底层开发的一个 通用的地理信息系统 即通用平台的开发 二是在 商业化地理信息系统的基础上进行二次开发 完 成专用地理信息系统的开发任务 二次开发可分 为单纯的二次开发和集成的二次开发 1 单纯的二次开发 单纯二次开发指完全借 助于 GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统 开发 GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次 开发的语言 用户可以利用这语言 以原有 GIS工 具软件开发平台 开发出自己的地 下转第 146页 137傅兆敏 等 地理信息系统概述 整个部门的人力资源评价体系评价结果为 A 0 35 0 30 0 35 13 R 0 450 300 150 10 0 350 300 250 10 0 450 250 200 10 14 S A R 0 35 0 30 0 25 0 10 15 根据最大隶属度原则 该旅游部门的人力资 源属于优的范畴 4 结束语 在旅游业的人力资源评价体系中运用的一些 相关指标如工作能力 心理能力 经验 强度等的 含义具有明显的模糊特征 因此运用专家的知识 和经验对评价指标量化 再采用层次分析理论与 模糊判断理论相结合的方法对其综合评价 会使 评价结果更为客观 通过实例验证这是一个科学 合理的人力资源评价指标体系 必然会给旅游业 带来极大的经济效益和社会效益 参考文献 1 陈禹 冯仁德 邓莉 西部企业人力资源开发改革与 创新 J 工业技术经济 2003 2 9 10 2 陈建先 人力资源能力建设与核心能力 J 重庆工 商大学学报 社会科学版 2005 22 4 59 63 3 张伟强 胡林 刘少和 等 旅游产品的品牌战略研究 初探 J 商业研究 2005 5 125 127 4 巩艳芬 孙晓春 张博等 人力资源评价指标体系与 模糊判断 J 大庆石油学院学报 2003 27 4 96 99 5 王恒久 巩艳芬 领导决策的评价指标体系与模糊判 断 J 科学管理研究 2000 18 2 52 54 6 何童 陈勇 一种改进的个人综合素质模糊评价方法 J 济南大学学报 自然科学版 2005 19 1 72 74 责任编辑 刘 舸 上接 137页 针对不同应用对象的应用程序 这种 方式虽然较方便 但进行开发的宏语言作为编程语 言 功