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基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 SuperMap GIS 行业解决方案系列 基于基于 SuperMap GIS 的的气象气象地理信息系统地理信息系统 解决方案解决方案 北京超图软件股份有限公司北京超图软件股份有限公司 2008 年年 10 月月 北京北京 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 版权所有 2003 2008 北京超图软件股份有限公司 保留一切权力 警告 本文档包含的所有内容是北京超图软件股份有限公司的财产 受到著作权法和国 际公约的保护 未得到本公司的书面许可 不能以任何方式 电子的或机械的 包括影印 翻印或转载本文档的任何部分 本文档并不代表供应商或其代理商的承诺 北京超图软件股份有限公司可在不作任何申 明的情况下对本文档内容进行修改 SuperMap 及徽标是北京超图软件股份有限公司的注册商标 SuperMap GIS 系列产品的一切有关权利属于北京超图软件股份有限公司所有 本手册中所涉及的软件产品及其后续升级产品均由北京超图软件股份有限公司制作并 负责全权销售 本文档中提到的其它公司及其产品的商标所有权属于该商标的所有者 北京超图软件股份有限公司联系方式 电话 86 10 82736655 传真 86 10 82734630 网址 销售电子信箱 info 技术支持电子信箱 support SuperMap 欢迎您的任何建议和意见 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 前前 言言 地理信息系统 GIS 是用于采集 模拟 处理 检索 分析和表达地理信 息的计算机信息系统 与一般的管理信息系统相比 地理信息系统具有以下特 征 地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据 并通过数据 库管理系统将两者联系在一起共同管理 分析和应用 从而提供了认识地理现 象的一种新的思维方法 而管理信息系统则只有属性数据库的管理 即使存储 了图形 也往往以文件形式等机械形式存储 不能进行有关空间数据的操作 如空间查询 检索 相邻分析等 更无法进行复杂的空间分析 地理信息系统强调空间分析 通过利用空间解析式模型来分析空间数据 地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计 北京超图软件股份有限公司作为亚洲本土领先的 GIS 厂商 对气象行业的 理解不仅是停留于传统 GIS 的应用思路 更注重如何为气象信息化提供前瞻性 的理解和高可用性支持 符合气象信息化建设所需要的数据整合与数据共享规 范 乃至不同业务部门间系统的柔性化融合 在 十一五 期间 国家对气象行 业的愈将重视 而 SuperMap 将全力以赴来支持气象信息化建设 我们愿意 也有信心与气象行业同仁共同携手 为气象行业信息化建设能够取得更好的发 展而努力 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 目目 录录 第一章第一章 气象领域气象领域 GIS 技术应用现状技术应用现状 1 1 1 用例图示 2 第二章第二章 SuperMap GIS 为气象行业提供的产品体系为气象行业提供的产品体系 7 2 1 SuperMap GIS 为气象行业提供的产品线 7 2 2 SuperMap GIS 2008 系列产品的定位 13 第三章第三章 SuperMap GIS 针对气象行业的特色关键技术针对气象行业的特色关键技术 15 3 1 针对气象行业的特色技术 15 3 1 1 统一的技术内核 15 3 1 2 企业级的网络服务器 15 3 1 3 多源数据集成技术 16 3 1 4 海量空间数据管理技术 17 3 1 5 至强的地图编辑功能 17 3 1 6 完整的数据安全机制 20 3 1 7 丰富的制图与地图表达 20 3 1 8 完善的空间分析功能 21 3 1 9 Web 富客户端开发 23 3 2 气象行业的关键技术难点与解决方案 23 3 2 1 通用 GIS 平台与适合系统需求的业务模型的结合 23 3 2 2 软件资源 服务资源和设备资源的兼容与集成 23 3 2 3 异构环境下 如何保证系统跨平台部署与扩展能力 25 3 2 4 海量空间数据的高效管理和绝密数据的安全管理 26 第四章第四章 SuperMap GIS 针对气象行业的解决方案针对气象行业的解决方案 28 4 1 系统总体框架 28 4 2 系统开发结构 29 4 3 系统功能设计 30 4 3 1 GIS 应用集成框架 30 4 3 2 地图数据维护模块 31 4 3 3 符号库管理 31 4 3 4 图层管理 32 4 3 5 备份和恢复 32 4 4 GIS 应用主界面 32 4 4 1 GIS 基本功能点包括 32 4 4 2 专题制图功能 33 4 4 3 通用图形输出功能 33 4 4 4 气象信息查询功能 34 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 4 4 5 站点数值要素查询 35 4 4 6 站点符号要素查询 35 4 4 7 格点数据查询 36 4 4 8 气象填图功能 36 4 4 9 地面填图 36 4 4 10 高空填图 37 4 4 11 气象专题制图功能 37 4 5 气象专业 GIS 组件 模块 40 4 6 自动站监测分析组件 模块 41 4 7 精细化气象预报组件 模块 43 4 8 气象灾害分析组件 模块 43 4 9 台风防灾救灾分析组件 模块 44 4 10 气象地质灾害预警分析组件 模块 44 4 11 城市洪涝灾害预警分析组件 模块 45 4 12 其它扩展模块 45 4 13 气象信息实时访问组件 45 4 14 气象信息 WebGIS 发布系统 46 第五章第五章 SuperMap GIS 在自然资源领域的案例在自然资源领域的案例 49 5 1 中国气象局多轨道业务探测资料实时交换监视与统计平台 49 5 1 1 项目背景 49 5 1 2 系统概况 49 5 1 3 系统特点 50 5 1 4 系统主要功能 51 5 2 基于 SuperMap GIS 的加密雨量自动分析与共享系统 53 5 2 1 系统背景 53 5 2 2 系统结构 54 5 2 3 系统实现 55 5 2 4 气象信息地图的定义 57 5 2 5 实时雨量监控图 57 5 2 6 时段雨量图 57 5 2 7 关于专题图 57 5 2 8 地图的发布 58 5 2 9 结束语 58 5 3 中国环境监测总站地表水环境监测空间信息平台 58 5 3 1 项目概述 58 5 3 2 建立水质监测数据的自动采集和传输网络 59 5 3 3 全国多比例尺水质监测基础空间数据库系统 61 5 4 抗震救灾辅助分析系统 63 5 4 1 系统背景 63 5 4 2 系统总体设计 64 5 4 3 系统架构 65 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 5 4 4 系统功能 66 5 4 5 结语 69 第六章第六章 SuperMap GIS 的服务的服务 71 6 1 完整的服务流程 71 6 2 完备的服务方式 72 第七章第七章 北京超图软件股份有限公司简介北京超图软件股份有限公司简介 75 7 1 自主创新的技术力量 75 7 2 SuperMap 的朋友和伙伴 76 7 3 国际化的 SuperMap GIS 品牌 77 7 4 国内 国际大型应用 78 7 4 1 国内大型应用 78 7 4 2 港 台大型应用 79 7 4 3 国际大型应用 79 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 1 第一章第一章 气象气象领域领域 GIS 技术应用现状技术应用现状 气象领域使用 GIS 技术已经有相当长的时间 有很强的技术队伍 应用也已经比较成 熟 特别是国家级气象局各个中心和研究单位 基于国内外 GIS 平台软件 完成了众多的 科研项目和应用系统 主要包括以下几个方面的工作 建立地理信息系统基础数据库 该基础数据库充分考虑到气象 GIS 应用 管理和分析 所涉及到各个部门对 GIS 应用的公共需求 并能适应未来气象发展对数据扩充的需要 建立面向农业气候区划 决策气象服务 人工影响天气 台风灾害评估 气象观测设 备运行系统等一系列应用 建立基于 Internet Intranet 的气象信息 WebGIS 发布系统 该系统可对内或对外提供基 础地图可视化的气象信息 提高气象服务的水平 但是在应用过程中也面临一系列的问题 缺少典型应用案例和成熟的解决方案 气象观测数据 卫星遥感资料等气象专有数据和 GIS 数据融合相对困难 缺乏数据共享机制 虽然可以提供国内 SuperMap 和国外 ArcGIS 格式 1 5 万比例尺 的空间数据 但是还停留在数据拷贝这种原始的共享方式 使用限制较多 地理信息软件 特别是国外 GIS 平台软件 架构复杂 价格昂贵 太过关注地理空间 分析功能 而忽视气象应用本身的需求 导致技术亮点和应用需求脱节 使用门槛过高 学习曲线太陡 增加了 GIS 技术的使用难度 限制了系统进一步推广应用 GIS 相关厂商对行业应用缺乏正确引导 导致气象 GIS 系统建设资金使用不合理 购 置国外软件投入太大 应用开发方投入不足 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 2 案案例图示例图示 地理信息网络门户地理信息网络门户 统计数据管理统计数据管理 农业气候区划农业气候区划 GIS 和雷达数据融合和雷达数据融合 通 过 WebGIS 建设的网络地 理门户能够让 更多的人了解 与自身相关的 行 业 统 计 信 息 基于 B S 的网 络服务平台 能够让用户基 于 共 享 的 模 式 了解相关 的学科领域信 息 提高研究 成果的管理以 及科研效率 通过农业气候 区划系统可以 指导农业生产 和优势农产品 规划 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 3 专专 题题 图图 表表 精细化气象预报精细化气象预报 遥感影像叠加及预警处理遥感影像叠加及预警处理 对于噪声污染 系统着眼于城市 区 域 格 网 的 表 现 利用不同颜色及 点密度的方式 来显示不同区域 的天气状况 通过对业务数 据的查询 根 据需求生成不 同类型的专题 图表 以供辅 助分析 融合雷达及地 理信息的城市 气象灾害预警 系统 可以对 气象灾害进行 临近预报 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 4 气象监测数据管理气象监测数据管理 海洋气象功能区域划分海洋气象功能区域划分 气象应急系统 将遥感影像和 矢量数据进行 叠加 表现更加 直观立体 气象等值线 等 值面及专题图 的生成与计算 对海洋气象 环境及海域 使用状况进 行功能区域 划分 实现海 域使用权的 在线申请 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 5 气象探测资料综合分析气象探测资料综合分析 缓冲区分析缓冲区分析 降水监测数据查询降水监测数据查询 基于移动设备的基于移动设备的 GIS 应用应用 通过在移动设备上获取 GPS 坐标 实现对污染源的查询定位 数据采集 直接加载到系统 对全国气象进 行状况进行监 控 查询特定时间 的站点温度值 以及气温在每 小时的时间序 列分布 通过对全国 气象自动站 监测点位的 监测 并能 按照行政区 查看相关省 份的降水状 况 通过缓冲区分 析 邻域分析来 显示被分析对 象企业的相关 信息 如国控污染源 监测断面 排污 口等 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 6 中 能够与遥感影像图 矢量地图 CAD 图结合 表现更直观 及时排查污染点源信息 在突发环境应急事件应用上尤为明显 移动设备集成界面移动设备集成界面 根据行业特征 结合业务进行移动办 公 操作快捷简便 做为数字气象数 字单兵移动系统 为现场气象应急事 件排查提供高效支持 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 7 第二章第二章 SuperMap GIS 为为气象气象行业提供的产品体系行业提供的产品体系 目前 国内外地理信息系统在气象领域的应用已逐渐步入高潮 越来越多的气象工作 者开始认识到地理信息系统技术的独特使用价值 无论是在气象资料的存储与管理 查询 统计分析 自动制图 还是在气象观测设备运行监控 气象监测资料实时显示 共享与发 布 人工影响天气 防灾减灾等气象保障和辅助决策 精细化天气预报 气象建模分析 气候资源监测与气候影响评价 灾害评估等方面 地理信息系统都可发挥巨大的作用 气象系统所涉及的业务集中在自然环境领域 对于某项业务的处理需要与水利 国土 交通 公共应急 医疗等多部门信息系统进行协同工作 因此 GIS 已经成为一项和行业应 用系统密切相关的 水平技术 经过多年各领域工程项目的检验 SuperMap GIS 能够整合于 行业应用系统之中 完全遵循 SOA 架构 遵循 SOA 实践标准与空间信息服务标准和规范 按照一定规范把 GIS 的全部功能以服务的方式发布出来 并且具备服务聚合能力 以集成 来自其他服务器发布的 GIS 服务 2 1 SuperMap GIS 为为气象气象行业提供的产品线行业提供的产品线 SuperMapGIS 是北京超图软件股份有限公司开发的具有完全自主知识产权的大型地理 信息系统软件平台 包括开放式桌面平台 组件式开发平台 空间数据库引擎 服务式 GI S 开发平台 嵌入式开发平台 导航应用开发平台和数据处理平台七个主要的产品线 经 过不断的技术创新 市场开拓和多年的技术与经验的积累 SuperMapGIS 已经成为产品门 类齐全 功能强大 覆盖行业范围广泛 满足各类信息系统建设的 GIS 软件品牌 并深入 到每一个行业应用 拥有大批次的二次开发商 SuperMap GIS 系列产品提供了从数据采集到系统建设乃至信息发布的全系列产品 能 满足各类 GIS 应用领域的需要 用户在实际应用开发过程中 应根据具体项目需求 选择 最合适的 SuperMap GIS 产品 以获得最佳性价比的软件配置 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 8 完整的产品线完整的产品线 开放式桌面平台开放式桌面平台 SuperMap Deskpro SuperMap Express 和和 SuperMap Viewer SuperMapGIS 能够完美读取及转换各种类型 GIS 格式数据 拥有简单易用 丰富 专业的 GIS 数据处理 统计查询 空间分析及专题图表功能 专业级桌面 GIS 平台 SuperMap Deskpro 2008 针对气象业务 面向空间数据采集 编辑 面向地图数据及气象业务数据的管理 制图与输出 面向空间建模和空间分析 可以扩展为空间数据建库与管理平台 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 9 组件式开发平台组件式开发平台 SuperMap Objects 2008 SuperMap Objects NET Java 2008 抛弃 GIS 专用开发语言 直接使用流行开发工具 所见即所得的应用开发方式 高度伸缩性 与其他信息技术 IT 无缝集成 真正让 GIS 融入气象业务系统建设当中 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 10 空间数据库引擎空间数据库引擎 SuperMap SDX SuperMap SDX 支持是目前世界上支持关系数据库种类最多的空间数据库引擎产品 如 Oracle Sybase DB2 SQLServer 国产数据库如 人大金仓 达梦 SDX 包含于 SuperMap 全线产品中 不仅将矢量数据存储于大型数据库中 更能存储影像 栅格及 DEM 数据 影像金字塔技术轻松管理 TB 级海量数据 提供满足高效 稳定的空间 数据访问的需要 一致的数据格式和框架模型 海量空间数据管理能力 高并发与备份 数据权限管理机制 长事务管理及版本控制机制 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 11 服务式开发平台服务式开发平台 SuperMap IS NET 2008 SuperMap iServer NET 2008 SuperMap iServer Java 2008 B S 系统的服务器产品由 IS NET iServer NET iServer Java 提供 能够构建企业级 乃至政府门户级别的 数据 服务 共享平台 在浏览器上能发布矢量及栅格方式的空间数据 更能够对我国领土进行准确标注 完善的安全机制能够对不同级别 不同权限的用户访问进行有效控制 为了满足气象业务系统安全 高效率的服务器响应 SuperMapGIS 能够实现高效的跨 平台特性 完美部署于 Unix 和 Windows 系统组成的大型业务系统之上 使用浏览器统一 简化用户操作 通过网络实现更广泛的访问范围 大幅度降低系统大规模部署的成本 系统集成 维护与升级都更加简便 负载均衡技术保证大量访问的快速响应 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 12 嵌入式开发平台嵌入式开发平台 eSuperMap 能够满足常见的移动和嵌入式设备上的空间数据采集与访问的需要 能够满足常见的移动和嵌入式设备上的空间数据采集与访问的需要 eSuperMap 运行于 WindowsCE 及 WindowsMobile 系统上 直接安装各种掌上电脑 PDA 及手机等移动设备中 提供 GPS 接口 能够通过 GPRS 等无线通讯方式来访问及传 输数据 为野外作业提供方便 灵活的应用模式 面向移动 GIS 应用开发平台 能够开发手持环境监察系统 及污染源采集系统 可用于车载自导航系统开发 可用于空间信息移动采集软件开发 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 13 2 2 SuperMap GIS 2008 系列产品的定位系列产品的定位 SuperMap GIS 2008 的产品及其对应的用户如图所示 SuperMap GIS 产品定位与用户 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 15 第三章第三章 SuperMap GIS 针对针对气象气象行业的行业的特色特色关键技术关键技术 3 1 针对针对气象气象行业的特色技术行业的特色技术 SuperMap GIS 是超图软件研制的大型地理信息系统软件系列 适用于从嵌入式设备到 个人电脑 从工作站到大型服务器 从单机环境到网络环境 从局域网到互联网等多种应 用环境 SuperMap GIS 集成了许多新的技术 是紧扣 IT 发展主流的 GIS 软件平台 3 1 1 统一的技术内核统一的技术内核 SuperMap GIS 从设计开始 就将统一的技术内核作为最重要的标准 综合说来 SuperMap GIS 的技术特色表现为以下几个方面 具有相同的数据模型 SuperMap GIS 所有产品 都使用相同的数据格式 无需任 何处理就可以直接使用 而且没有任何信息损失 与嵌入式产品之间 也仅需进行简单转 换就可以直接使用 有效地避免了不同数据模型差异导致的信息损失和额外工作量 SuperMap GIS 系列软件具有统一的地图配置 SuperMap GIS 桌面软件制作的地图 可以在 SuperMap Objects 系统中直接使用 无需任何转换和处理 桌面软件和开发平台中 配置的地图 可以直接在 Web 应用中发布 无须任何额外处理 3 1 2 企业级的网络服务器企业级的网络服务器 SuperMap GIS 2008 中正式推出了服务企业级应用的网络 GIS 开发平台系列 该系列 平台产品主要基于面向服务的开发与架构 为企业级应用系统从服务定制 个性化服务集 成 第三方服务无缝聚合 Web 开发 配置 部署与管理提供一体化的解决方案 SuperMap GIS 网络服务开发平台所构建的应用系统具有企业级网络 GIS 服务无缝聚合能力 并拥有 高度的服务管理能力 可以跨网络 跨平台与第三方服务进行交互访问良好的集成与扩展 能力 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 16 3 1 3 多源数据集成技术多源数据集成技术 支持多种数据格式转换 SuperMap GIS 具有强大的数据交换能力 可与流行的 GIS 和 CAD 软件交换数据 实 现多种数据格式的输入和输出 SuperMap GIS 不仅支持 E00 MIF 和 DXF 等流行的文本交换格式 而且支持 TAB MapInfo SHP ArcView Coverage ArcInfo DWG AutoCAD DGN MicroStation 等二进制数据格式 此外 SuperMap GIS 还支持各种影像数据格式 包括 TIFF GEO TIFF BMP JPEG IMG Erdas MrSID ECW 等 MrSID 和 ECW 是基于小波变换的影像 压缩格式 多源空间数据无缝集成技术 由于地理信息系统的图形数据格式各异 给信息共享带来极大的不便 所以 如何解 决多格式数据源集成 成为 GIS 应用系统开发中的重要难题之一 SuperMap GIS 的多源空 间数据无缝集成 SIMS Seamless Integration of Multi source Spatial data 技术 无需转换 就可以直接访问多种格式的数据 除 SuperMap 本身的数据格式以外 还支持直接访问 DWG DXF 和 DGN 等矢量数据格式 以及 BMP JPEG TIF RAW 等栅格数据格式 该技术具有多格式数据直接访问 格式无关数据集成 位置无关数据集成和多源数据复合 管理等特点 由于 SIMS 采用开放式引擎自动载入技术 可以自行定制特殊的数据引擎 达到 SuperMap GIS 直接访问该数据格式的目的 此项技术对于具有特殊数据格式而又不便于公 开的特殊行业具有重大意义 支持 XML SuperMap GIS 全面支持 OpenGISGML 3 0 标准 可以把每一个数据集和每一个几何对 象输出为 XML 字符串 同时也可以从 XML 字符串创建几何对象 通过这一技术 一方面 可以与任何支持 XML 的软件进行数据交换 另一方面还可以实现 GIS 的空间数据在网络 之间以 XML 串的方式传输 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 17 SuperMap GIS 对 XML 的支持 还表现在工作空间的存储上 SuperMap GIS 的工作空 间除了采用二进制的 SMW 格式存储外 还可以保存为 XML 格式 SXW 通过这一格 式 可以更加方便的维护工作空间 并能在网络上传输 3 1 4 海量空间数据管理技术海量空间数据管理技术 多级混合空间索引技术 海量空间数据管理是现代 GIS 必须解决的重要技术问题 也是 GIS 软件能否应用于大 型项目的一个重要标志 空间数据索引是实现海量数据管理的关键技术之一 在国家 863 项目 面向网络海量空间信息大型 GIS 的推动下 SuperMap GIS 创造性地开发了基于四叉 树 R 树和网格的多级混合索引技术 克服了传统单一索引技术的不足 为海量矢量数据 管理奠定了坚实的基础 海量空间数据库引擎技术 SDX SDX Spatial Database eXtension 是 SuperMap GIS 的空间数据库引擎 SDX 使用创 新的数据结构和索引技术 提高了大数据量的管理能力 综合性能超过国际同类软件 在 国内外多个 GIS 大型应用中 SuperMap SDX 技术成功取代了国际同类产品 得到了广 泛应用 SuperMap GIS 2008 中 空间数据库引擎包括 SDX for SQL Server SDX for Oracle SDX for Sybase SDX for DB2 SDX for Kingbase 和 SDX for DM3 等 海量影像数据管理技术 影像数据是 GIS 应用的重要数据来源 随着高分辨率遥感技术的发展及应用范围的扩 大 通常一个区域内的高分辨率影像数据少则几百兆 多则几百 GB 甚至几个 TB 因此 对海量影像数据高效存储和快速显示成为 GIS 应用的关键难点之一 SuperMap GIS 充分考 虑到这个需求 开发了一系列海量影像数据管理技术 如海量影像数据库存储技术 支持 MrSID 和 ECW 影像压缩格式以及跨平台的海量影像压缩技术 SIT 等 3 1 5 至强的地图编辑功能至强的地图编辑功能 传统 GIS 软件的图形编辑功能一般都较 CAD 软件弱 导致以前在采用 GIS 进行系统 建设的同时 往往还需要混合使用 CAD 软件进行空间数据采集工作和数据管理 更新工 作 这样既增加了成本 又容易带来数据损失等问题 SuperMap GIS 突破了传统 GIS 在地 图编辑方面的局限 提供了强大的地图编辑功能 从而可以直接使用 GIS 软件进行数据建 库 管理 更新和开发工作 灵活的交互式地图编辑 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 18 SuperMap GIS 直接提供交互式地图编辑功能 内嵌了几十种不同类型的几何对象 包 括简单的点 线 面 文本和复杂的参数化几何对象 复杂几何对象等 对已有的几何对象 SuperMap GIS 提供了打断 修剪 延长 镜像 倒角 平滑 裁 剪和擦除等功能 甚至对几何对象的每一个控制点都可以进行增加 删除和移动的修改功 能 此外 SuperMap GIS 还提供了透明操作功能 在编辑的过程中可以随时切换到放大 缩小 漫游等操作 然后再继续进行编辑操作 使编辑工作更加方便 超强智能捕捉功能 SuperMap GIS 编辑功能的强大 更体现在它提供了智能捕捉功能 捕捉功能包括线捕 捉和点捕捉 线捕捉 当前线水平垂直捕捉 当前线经过点捕捉 当前线固定角度捕捉 当前线固 定长度捕捉 当前线与被捕捉线性地图要素平行和当前线与被捕捉线性地图要素垂直 点捕捉 当前鼠标点在其他线性要素的延长线上 当前鼠标点在其他线性要素上 当 前鼠标点在其他线性要素中点和当前鼠标点在其他点要素上等 SuperMap GIS 强大的捕捉功能大大增强了数据处理能力 从而大幅度提高了制图的精 度和生产效率 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 19 半自动跟踪矢量化 栅格数据矢量化也是 GIS 产品编辑功能的一个重要方面 SuperMap GIS 栅格数据矢量 化全面支持 Image ECW MrSID 数据集和 Grid 数据集 在色彩上 既支持黑白两色 也 支持彩色 大大拓宽了数据来源 同时 SuperMap GIS 还支持对矢量面对象的自动跟踪 更加方便了数据处理和数据制 作 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 20 自动维护拓扑关系 编辑网络数据集时 节点与弧段的关系等拓扑维护是一个重要而麻烦的问题 SuperMap GIS 很好地解决了编辑过程中拓扑关系的维护 无论是修改节点还是修改弧段 与之相连的弧段和节点都会自动调整 找到自己的位置 如果添加了弧段或节点 根据设 置 SuperMap GIS 将进行自动打断或连接等操作 以保证网络数据的完整性 不必频频重 建拓扑关系 无限次 Undo Redo 功能 SuperMap GIS 在编辑过程中 会自动记录所有地图编辑操作信息 并提供不限次数的 Undo 和 Redo 功能 这些功能大大增强了地图编辑过程的可控性和安全性 3 1 6 完整的数据安全机制完整的数据安全机制 空间数据库的数据安全 在早期的大型 GIS 应用中 客户端一般采用文件共享的方式访问服务器上的空间数据 文件 这种方式使得从客户端极其容易盗取数据文件 导致数据流失 SuperMap GIS 空间 数据库技术采用关系数据库存储空间数据 系统管理员可以在服务器端定义每一个客户端 的访问账号 密码和权限 客户端系统则只能在规定的权限范围内访问或使用空间数据 无法得到原始数据 从而从根本上解决了传统 GIS 数据存取模式上的数据安全问题 文件型数据安全 为了充分保护应用开发者的知识产权 SuperMap GIS 提供了文件格式数据 SDB 的 密码保护功能 使用加密后的文件开发应用系统 系统使用者即使有 SuperMap 软件 在 不知道密码的情况下也无法使用您的数据 保证了数据的高度安全 影像数据安全 影像数据的应用近几年越来越广泛 对其安全问题 SuperMap GIS 也进行了充分考虑 一方面 SuperMap GIS 支持把影像数据存储于空间数据库和 SDB 文件中 通过上述数据 库和文件的保密技术对其进行安全保护 另一方面也支持 MrSID 影像数据格式的密码功 能 SuperMap GIS 2008 支持对 SIT 文件进行加密的功能 保证了 SIT 影像数据的安全 3 1 7 丰富的制图与地图表达丰富的制图与地图表达 精美的地图显示 方便的符号制作与管理工具 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 21 填充模式编辑器 规整的地图排版布局 3 1 8 完善的空间分析功能完善的空间分析功能 三维建模与分析 3D Analysis SuperMap GIS 内置了三维可视化引擎内核 允许象二维地图一样把多个图层叠加在一 起显示 并能对每个图层进行控制 网络分析 Network Analysis 网络分析功能在交通 电力和城市管网等方面的应用具有重大意义 SuperMap GIS 提 供了丰富而实用的网络分析功能 最短及最佳路径分析 关键点和关键边分析 旅行商分析 最近设施查找 服务区分析 资源分配 选址分析 缓冲区分析 Buffer Analysis SuperMap GIS 提供了完善的缓冲区分析功能 既可以对点 线 面对象创建普通缓冲 区 也可以创建环状缓冲区 多级缓冲区 多对象复合缓冲区和不对称缓冲区等分析功能 多对象建立联合缓冲区 不对称缓冲 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 22 叠加分析 Overlay Analysis SuperMap GIS 的叠加分析可以在几何对象与矢量数据集之间 矢量数据集相互之间进 行 提供了 Intersect Identity Union Clip 和 Erase 等分析功能 栅格分析 Grid Analysis SuperMap GIS 5 不仅提供了栅格数据之间的加 减 乘 除四则运算 而且提供了乘 方 开方 对数和三角函数等任意复杂的混合运算 同时 SuperMap GIS 的栅格分析模型 还可以自由扩展 以满足更为复杂的分析需要 栅格代数运算 SuperMap GIS 提供了的基于地形表面的水文分析功能 包括伪洼地填充 生成流向 图 勾绘流域面 水系提取和累积汇水量等功能 水文分析 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 23 3 1 9 Web 富客户端开发富客户端开发 Ajax 是 Asynchronous JavaScript and XML 的简称 中文的意思可以表达为 在 Web 上 通过 JavaScript 使用异步的 XMLHttp 请求 实现无刷新的 Web 界面 SuperMap GIS 2008 中网络服务器产品家族为二次开发用户提供了基于 Ajax 技术的开发方式 AjaxMap 开发者使用 AjaxMap 可以快速构建起一套应用网站 为最终用户带来了流畅的地图浏览体 验 3 2 气象气象行业的行业的关键技术难点与解决方案关键技术难点与解决方案 3 2 1 通用通用 GIS 平台平台与适合系统需求的业务模型的结合与适合系统需求的业务模型的结合 通用 GIS 平台和专业模型的成功结合需要数据层 业务逻辑层 系统表现层等多个层 次的协调和联动 除了需要灵活完备的应用开发接口的支持 对于平台软件的必要定制与 改动 及时 高效 准确 深入的技术支持是保证系统建设成功的关键手段 SuperMap GIS 是我国具备完全自主知识产品 在我国国内设有相当规模的研发机构和遍及全国的服务机 构 能够予以开发者和集成商最大限度的技术支持 能够保证对平台定制的快速响应 从 而保证了通用 GIS 平台与适合系统需求的专业气象水文业务模型的结合 保障了系统成功 的建设与运行 3 2 2 软件资源 服务资源和设备资源的兼容与集成软件资源 服务资源和设备资源的兼容与集成 GIS 平台所支持建设的系统需要能够充分考虑当前已有的数据 服务资源 并结合未 来建设可能的功能扩展 尽可能复用数据 服务资源 实现软件资源 服务资源和设备资 源的兼容与集成 避免重复建设 为满足不断增长的对企业级服务能力的需求以及各种外部条件的日趋成熟 IT 业界 越来越意识到 SOA 架构的必要性与优势 基于 UGC 内核的大型开放式企业级服务式 GIS 平台 SuperMap iServer 系列产品提供面向空间信息服务的企业级体系结构 支持面向服务 的体系结构 Service Oriented Architecture SOA 标准 可用于构建功能强大 多层多级 服务无缝聚合 服务集中式管理 具有高度无缝可扩展业务的企业级网络应用系统和网络 服务 该产品在服务器端 可以面向网络客户端提供与大众化桌面 GIS 产品相同功能的 GIS 服务 也可以与其他网络服务无缝聚合 是一个可多层次扩展的面向服务 GIS 的开发 框架 SuperMap iServer 提供面向服务的组件 支持标准和异构系统 支持 OGC 规范 用 户可以聚合第三方服务发布地图 3 2 2 1 Service GIS 服务式服务式 GIS 面向服务的架构面向服务的架构 SuperMap iServer 提供服务式 GIS 具有面向服务的架构 它提供一套自己的服务 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 24 同时能够与其他服务提供商的服务进行无缝聚合 使用 SuperMap iServer 可以与任何一种 GIS 服务 面向服务的体系结构 SOA 将应用程序的不同功能单元 称为服务 通过这 些服务之间定义良好的接口和契约联系起来 这种具有中立的接口定义 没有强制绑定到 特定的实现上 的特征称为服务之间的松耦合 松耦合系统的好处有两点 第一是它很灵 活 可以适应业务中的改变 另一点是 当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实 现逐渐地发生改变时 它也能够继续存在 3 2 2 2 Open GIS 开放的空间信息服务平台开放的空间信息服务平台 SuperMap iServer 的体系结构具备开放 互操作 可升级 可扩展性 为了推动 WebGIS 的开放性和互操作 OGC Open GeoSpatial Consortium 制定了一系列的规范 随着 OGC 共 享标准的出台与不断完善 WebGIS逐步向着信息共享的方向发展 矢量数据统一采用GML 作为交换格式 可以和栅格数据一样通过 HTTP 协议进行传输 所提供的服务也逐步细化 标准化 只要遵循 OGC 各类服务规范即可在异构环境下完成相关空间数据处理任务 大 大降低了服务端与客户端的耦合度 除 OGC ISO 相关标准以外 KML GeoRSS 等也是目 前实际采用较多的数据互操作格式 SuperMap iServer 是开放式的大型企业级 GIS 平台 支持 WMS WFS WCS WPS 等多种 OGC 标准 Web 服务 并且支持将空间数据发布为 KML KMZ GeoRSS 等格式 开发者也可以基于 iServer 平台 开发更多的 Web Services 将数据对外发布为其它格式 通过标准的协议 实现软件资源 服务资源和设备资源的兼 容与集成 3 2 2 3 Aggregation GIS 空间服务的无缝聚合空间服务的无缝聚合 SuperMap iServer 不仅仅是开放的 能发布其他的服务 还具备无缝聚合第三方空间 服务的能力 从而使得一个应用系统开发者能够从其他服务员源透明地获取任何空间数据 服务和任何空间数据处理能力 然后使用 SuperMap iServer 对其进行发布 而不管它的数 据格式和数据模型 GIS 的空间分析 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 领域是至关重要的 SuperMap iServer 支持与空间数据服务和计算服务进行无缝聚合 使 得处理空间数据的能力得到大幅度的提高 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 25 3 2 3 异构环境下 如何保证系统跨平台部署与扩展能力异构环境下 如何保证系统跨平台部署与扩展能力 SuperMap GIS 基于 共相式 GIS 的体系进行设计和开发 共相式 GIS 的本质在于通 过精心设计的软件构架 把 GIS 所特有的功能 分析处理算法和所依赖的信息技术进行有 效的隔离 使得两者可以各自独立的发展而不会相互牵连制约 不会因为快速变化的信息 技术的发展而导致整个软件从头再来 因此 共相式 GIS 的核心思想 就是要建立一套具 有普遍适应性的共相式 GIS 内核 Universal GIS Core UGC 实现那些相对稳定的 远离易 变的技术环境的 GIS 核心功能 并在 UGC 基础之上扩展那些与不断发展的技术环境关系 紧密的外围功能模块和人机交互界面 就当前技术环境而言 共相式 GIS 就是能够支持当前存在的任何计算设备 Any device 任何操作系统 Any operation system 任何开发语言 Any programming language 任何数据库 Any database 和任何数据格式 Any data format 的 GIS 软件 并可以以很小代 价来支持未来的计算设备 操作系统 开发语言 数据库和数据格式的 GIS 平台软件 综合考虑多种因素 C C 语言无疑是构建共相式 GIS 内核的最佳选择 几乎所有的 操作系统都支持 C C 如果说 Java 程序的特点是 编写一次 到处运行 Write once run anywhere 用 C C 编写的程序则具有 编写一次 到处编译 Write once compile anywhere 的特点 C C 程序库的跨平台性 早已被 STL boost fox wxWidgets 等多 个知名 C 库所验证 C C 不仅具有支持多种操作系统的特点 而且成熟 标准 还可 以被其它多种开发语言调用 更重要的是 C C 作为系统级开发语言 程序的效率远高于 Java 超图软件早在 2001 年在国家 863 课题 面向网络海量空间数据大型 GIS 的支持下 就 开始了在跨平台操作系统上用 C C 语言开发 GIS 的研究和尝试 并于 2005 年推出共相 式 GIS 的第一个版本 目前 整个系列产品已经非常成熟 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 26 3 2 4 海量空间数据的高效管理和绝密数据的安全管理海量空间数据的高效管理和绝密数据的安全管理 SuperMap SDX 是 SuperMap GIS 平台中的空间数据库引擎 它为 SuperMap GIS 中的 所有产品提供访问空间数据的能力 通过它来实现对空间数据的存储 索引 读取和更新 SuperMap 的系列产品 如 SuperMap Deskpro SuperMap Objects 和 SuperMap iServer 都内置 了空间数据库引擎 SuperMap SDX 通过它实现对空间数据库的访问 SuperMap SDX 技术是自主创新的产品 尤其在海量空间数据的高性能管理方面 具备多种独特的自主创新技术 达到了国际先进的水平 3 2 4 1 采用混合多级索引技术采用混合多级索引技术 索引技术是空间数据库引擎的一项关键技术 它直接影响到空间数据访问和查询的效 率 SuperMap GIS 在大量研究和实验的基础上发现 任何一种索引技术都有其不足之处 采用单一索引不能满足现在海量影像和矢量空间数据混合存储时获取数据的需求 因此 SuperMap GIS 创造性的提出了混合多级索引技术 在数据库引擎中采用了多层级网格 四 叉树和 R 树三种索引 充分发挥每一种索引的优势 提高数据访问和查询效率 针对标准分幅的典型类型的空间数据 SuperMap 还支持按指定字段或按空间范围来创 建图幅式索引 组合使用文件缓存技术 可为这种典型类型的应用提供顶级的访问性能 此外 在 SuperMap SDX 中 还允许直接为矢量数据集属性字段创建和删除字段索引 用户可以直接在 SuperMap 环境中对业务数据的索引进行维护 以进一步加快对属性数据 的查询和访问速度 3 2 4 2 数据缓存技术数据缓存技术 数据缓存 SuperMap SDX 是为均衡网络和服务器负载 提高应用整体性能而提供的智 能分布式存储方案 开启文件缓存选项后 应用程序在访问存储在空间数据库中的数据时 会首先检查本地缓存库中是否已经有相应数据的最新版本 如果没有相应的缓存数据或是 缓存数据不是最新版本 则从服务器端读取数据并更新本地缓存数据 这样下次访问的时 候就可以直接读取本地缓存数据 如果本地缓存中已经有了相应数据的最新版本 则不必 通过网络向服务器请求数据 而是直接读取本地缓存数据来完成显示或分析的功能 通过 基于 SuperMap GIS 的气象地理信息系统解决方案 27 这种解决方案 可以大幅降低数据库服务器负载和网络负载 从而大幅提高应用程序的整 体性能 3 2 4 3 支持数据有损支持数据有损 无损压缩无损压缩 对数据进行压缩 有利于节省存储空间和网络带宽 提高数据传输速率 另外 数据压 缩后有利于实现保密通讯 提高数据的安全性和系统整体的可靠性 SuperMap SDX 对矢量和栅格数据均支持无损压缩和有损压缩技术 无损压缩是利用 数据的统计冗余进行压缩 在解压时可以完全恢复原始数据而不引入任何失真 但其压缩 率受到数据统计冗余度的限制 对于空间数据其压缩率一般在 2 1 至 5 1 之间 无损压缩 技术适用于对数据精度要求非常高的行业与应用 由于压缩比缩比的限制 无损压缩技术 并不能完全解决空间数据的存储和传输问题 应用领域也比较有限 为了获得更大的压缩比率 SuperMap SDX 提供了面向矢量数据和栅格数据的有损压 缩技术 有损压缩方法可以实现比无损压缩方法大得多的压缩率 它在压缩的过程中允许 损失少量的信息 虽然在解压时不能完全恢复原始数据 但损失的部分对精度的影响很小 所以大绝大多数的 GIS 项目中都可以得到应用 矢量数据和栅格数据的有损压缩思路并不 完全相同 栅格数据的压缩算法类似于多媒体应用中的图像压缩算法 主要应用行程编码 离散余弦变换和小波变换等算法对数据进行压缩 而矢量有损压缩则主要利用空间对象节 点之间的近邻相关关系来对坐标点的坐标数据进行分频编码以达到数据压缩的目的 SuperMap SDX 中的压缩技术可以根据空间数据的特点智能决定压缩的相关参数 不需要 用户进行繁琐的相关设置 在保证高压缩比和时间性能的基础上简化了操作步骤 在实际 应用中收到了良好的效果 基