地理信息系統(tǒng)概述.pdf

第 20卷 第 2期重 慶 工 學 院 學 報2006年 2月 Vo l 20 No 2Journal of Chongqing Institute ofTechnologyFeb 2006 科技動態(tài) 地理信息系統(tǒng)概述 傅兆敏 胡金寶 華南熱帶農(nóng)業(yè)大學 機電與信息工程學院 海南 儋州 571737 摘要 隨著信息技術(shù)的發(fā)展 地理信息系統(tǒng) GIS 越來越趨向多元化和多學科的交叉發(fā)展 從 G IS 的基本功能及 GIS融合的其它信息技術(shù)出發(fā) 分析了 GIS技術(shù)研究的熱點問題 并通過這些問題 對 GIS的應(yīng)用趨勢進行了論述以及介紹了 GIS的二次開發(fā) 關(guān)鍵詞 地理信息系統(tǒng) 功能 二次開發(fā) 中圖分類號 P91 TP399 文獻標識碼 A文章編號 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 地理信息系統(tǒng) GIS Geographic Infor mation System 是一種基于計算機應(yīng)用的信息工具 可以 對在地球上存在的事物和發(fā)生的事件進行成圖和 分析 在計算機硬件 軟件系統(tǒng)的支持下 它作為 一種十分重要的空間信息系統(tǒng) 是對整個或部分 地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集 存儲 管理 運算 分析 顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng) GIS技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分 析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作 例如查詢和統(tǒng)計分 析等 集成在一起 這種能力把 GIS與其他信息系 統(tǒng)區(qū)分開來 從而使其在公共和私人企事業(yè)單位 中解決復雜的規(guī)劃 決策和管理問題的能力得到 提高 GIS已成為信息產(chǎn)業(yè)中的一個重要組成部 分 1 1 GIS的基本功能 1 輸入 有效地把地理數(shù)據(jù)輸入到 GIS中是 一項瑣碎 費時 代價昂貴的任務(wù) 大多數(shù)的地理 數(shù)據(jù)是從低質(zhì)地圖輸入到 GIS中 常用的方法有 收稿日期 2005 11 23 作者簡介 傅兆敏 1978 男 福建人 碩士 講師 主要從事多媒體及圖像處理技術(shù)研究 數(shù)字化和掃描 數(shù)字化輸入的主要問題是低效率 和高代價 掃描輸入則面臨的一個問題是掃描得 到的柵格數(shù)據(jù)如何變換成 GIS數(shù)據(jù)庫通常要求的 點 線 面 拓撲關(guān)系屬性等形式 就目前的研究進 展而言 全自動的智能地圖識別短期內(nèi)沒有實現(xiàn) 的可能 因而 采用交互式矢量化法的的地圖識別 是一種較為現(xiàn)實的途徑 市場上已有多種交互式 矢量化軟件出售 目前 GIS的輸入越來越多地借助非地圖形 式 遙感就是其中的一種形式 遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為 GIS的重要數(shù)據(jù)來源 與地圖數(shù)據(jù)不同的是 遙感 數(shù)據(jù)輸入到 GIS較為容易 但如何通過對遙感圖 像的解釋來采集和編譯地理信息則是一件較為困 難的事情 因此 在 GIS中大量融入了圖像處理技 術(shù) 許多成熟的 GIS產(chǎn)品 如 MAPGIS等都具有功 能齊全的圖像處理子系統(tǒng) 2 地理數(shù)據(jù)采集的另一項主要進展是 GPS 即 全球定位系統(tǒng) Global Positioning System 技術(shù) GPS可以準確 快速地定位地球表面上的任何地 點 因而 除了作為原始地理信息的來源外 GPS 還在飛行器跟蹤 緊急事件處理 環(huán)境和資源監(jiān) 測 管理等方面有著很大的潛力 2 存儲 GIS中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量 數(shù)據(jù)兩大類 如何在計算機中有效存儲和管理這 兩類數(shù)據(jù)是 GIS的基本問題 在計算機高速發(fā)展 的今天 盡管計算機的硬盤容量已達到 GB級 但 計算機的存儲器對靈活 高效地處理地圖這類對 象仍是不夠的 GIS的數(shù)據(jù)存儲有其獨特之處 大 多數(shù)的 GIS系統(tǒng)中采用了分層技術(shù) 即根據(jù)地圖 的某些特征 把它分成若干層 整張地圖是所有層 的疊加結(jié)果 在與用戶的交換過程中只處理涉及 到的層 而不是整幅地圖 因而能夠?qū)τ脩舻囊?做出快速反應(yīng) 地理數(shù)據(jù)存儲是 GIS中最低層和 最基本的技術(shù) 它直接影響到其他高層功能的實 現(xiàn)效率 從而影響整個 GIS的性能 基于計算機圖 形操作平臺的就能夠快速 高效地處理多達上萬 幅的海量地圖庫 這樣就較好地解決了地理數(shù)據(jù) 的存儲問題 3 地理數(shù)據(jù)的操作和分析 GIS中對數(shù)據(jù)的 操作提供了對地理數(shù)據(jù)有效管理的手段 對圖形 數(shù)據(jù) 點 線 面 和屬性數(shù)據(jù)的增加 刪除 修改等 基本操作大多可借鑒 CAD和通用數(shù)據(jù)庫中的成 熟技術(shù) 有所不同的是 GIS中圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù) 據(jù)緊密結(jié)合在一起 形成對地物的描述 對其中一 類數(shù)據(jù)的操作勢必影響到與之相關(guān)的另一類數(shù) 據(jù) 因而操作帶來的數(shù)據(jù)一致性和操作效率是 GIS 數(shù)據(jù)操作的主要問題 地理數(shù)據(jù)的分析功能 即空 間分析 是 GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一 通 過 GIS提供的空間分析功能 用戶可以從已知的 地理數(shù)據(jù)中得出隱含的重要結(jié)論 這對于許多應(yīng) 用領(lǐng)域至關(guān)重要 GIS的空間分析分為兩大類 矢量數(shù)據(jù)空間分 析和柵格數(shù)據(jù)空間分析 矢量數(shù)據(jù)空間分析通常 包括 空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析 多邊形的重新分 類 邊界消除與合并 點與線 點與多邊形 線與多 邊形 多邊形與多邊形的疊加 緩沖區(qū)分析 網(wǎng)絡(luò) 分析 面運算 目標集統(tǒng)計分析等 柵格數(shù)據(jù)空間 分析功能通常包括 記錄分析 疊加分析 濾波分 析 擴展領(lǐng)域操作 區(qū)域操作 統(tǒng)計分析等 4 輸出 將用戶查詢的結(jié)果或數(shù)據(jù)分析的結(jié) 果以合適的形式輸出是 GIS問題求解過程的最后 一道工序 輸出形式通常有 2種 在計算機屏幕上 顯示或通過繪圖儀輸出 對于一些對輸出精度要 求較高的應(yīng)用領(lǐng)域 高質(zhì)量的輸出功能對 GIS是 必不可少的 這方面的技術(shù)主要包括 數(shù)據(jù)校正 編輯 圖形整飾 誤差消除 坐標變換 出版印刷 等 2 GIS的應(yīng)用趨勢 GIS作為計算機科學 地理學 測量學 地圖學 等多門學科綜合的一門邊緣性學科 其發(fā)展與其 他學科的發(fā)展是密切相關(guān)的 近年來 GIS技術(shù)發(fā) 展迅速 其主要動力來自于日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域 對地理信息系統(tǒng)的要求 另一方面 計算機科學的 飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進的工具和手 段 許多計算機技術(shù) 如 Internet技術(shù) 面向?qū)ο蟮?數(shù)據(jù)庫技術(shù) 三維技術(shù) 圖像處理技術(shù)和人工智能 技術(shù)等都可直接應(yīng)用到 GIS中 下面將介紹 GIS 的發(fā)展的趨勢 3 1 W ebG is Internet改變了我們的世界 當前 Internet已不僅僅是一種單純的技術(shù)手段了 而且 已演變成為一種經(jīng)濟方式 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟 大量的 應(yīng)用正由傳統(tǒng)的 Client Server 客戶機 服務(wù)器 方 式向 Brower Server 瀏覽器 服務(wù)器 方式轉(zhuǎn)移 GIS技術(shù)也是如此 GIS技術(shù)和 Internet技術(shù)的融 136重 慶 工 學 院 學 報 合 正逐漸形成一種新的技術(shù) 我們稱之為 W eb G is 客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務(wù) 器上的最新數(shù)據(jù) 而這一 Internet所特有的優(yōu)勢大 大方便了 GIS的數(shù)據(jù)管理 使分布式的多數(shù)據(jù)源 的數(shù)據(jù)管理和合成更易于實現(xiàn) 無論服務(wù)器 客戶 機是何種機器 無論 W ebGis服務(wù)器端使用何種 GIS軟件 由于使用了通用的 W eb瀏覽器 用戶就 可以透明地訪問 W ebGis數(shù)據(jù) 在本機或某個服務(wù) 器上進行分布式部件的動態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié) 同處理與分析 實現(xiàn)遠程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享 要廣泛 推廣 GIS 使 GIS系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受 而不僅僅局限于少數(shù)受過專業(yè)培訓的專業(yè)用戶 就要降低對系統(tǒng)操作的要求 W ebGis更易于操 作 它是降低操作復雜度的最好選擇 目前 W ebG is在 Internet的應(yīng)用為典型的三 層結(jié)構(gòu) 包括客戶機 應(yīng)用服務(wù)器與 W eb服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 這種方式又稱為瘦客戶機系統(tǒng) 所 有的地圖數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都放在服務(wù)器端 客戶 端只是提出請求 所有的響應(yīng)都在服務(wù)器端完成 只需在服務(wù)器端進行系統(tǒng)維護即可 因此大大降 低了系統(tǒng)的工作量 2 GIS協(xié)助海量數(shù)據(jù)管理 GIS技術(shù)的瓶頸 之一就是如何解決海量空間數(shù)據(jù)管理問題 因為 對于一個城市級的 GIS系統(tǒng) 其數(shù)據(jù)量極其巨大 一般可達到 GB的數(shù)據(jù)量級 傳統(tǒng)的基于文件的管 理方式顯然不能處理這些問題 而利用面向?qū)ο?的大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)則能夠有效地解決這一問題 在面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫中 海量地圖數(shù)據(jù) 的使用變得更加簡單 只需建立單一圖層 不必再 進行分幅處理 如果用戶原來的數(shù)據(jù)源是分幅的 可將其全部存儲到一個圖層中 數(shù)據(jù)庫將自動對 其進行拼接和索引處理 即可形成一個完整的圖 層 在應(yīng)用時 客戶端只需極少量的編程 實際上 只是指定數(shù)據(jù)源 就可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫里數(shù)據(jù)的動 態(tài)顯示 數(shù)據(jù)庫會根據(jù)當前地圖客戶端的顯示視 野 自動將此范圍內(nèi)的圖形檢索出來 并送到客戶 端顯示 因此 即使服務(wù)器端的數(shù)據(jù)是 GB級的 在 客戶端的數(shù)據(jù)量卻僅是幾十到上百 kB 大大減輕 了客戶端系統(tǒng)的配置需求 并減輕了網(wǎng)絡(luò)流量 3 三維 GIS與虛擬現(xiàn)實三維 GIS是許多應(yīng) 用領(lǐng)域?qū)?GIS的基本要求 三維 GIS可以幫助人 們更加準確真實地認識我們的客觀世界 它可以 支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎(chǔ) 的三維空間數(shù)據(jù)庫 解決了三維空間操作和分析 問題 4 高分辨率遙感與 GIS結(jié)合 GIS為核心的 高分辨率遙感影像與 GIS GPS 全球定位系統(tǒng) 的 集成 使得人們能夠?qū)崟r地采集數(shù)據(jù) 處理信息 更新數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù) GIS已發(fā)展成為具有多媒 體網(wǎng)絡(luò) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及數(shù)據(jù)可視化的強大空 間數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)系統(tǒng) 高分辨率遙感影像是 實時獲取 動態(tài)處理空間信息對地觀測 分析的先 進技術(shù)系統(tǒng) 是為 GIS提供準確可靠的信息源和 實時更新數(shù)據(jù)的重要保證 GPS主要是為遙感實 時數(shù)據(jù)定位提供空間坐標 以建立事實數(shù)據(jù)庫 它 們之間的集成 不僅實現(xiàn)了互補 而且產(chǎn)生了強大 的邊緣效應(yīng) 將極大地增強以 GIS為核心的綜合 體系的功能 5 無線通訊與 GIS 無線通訊改變了人們的 生活和工作方式 隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展 特別 是 WAP技術(shù)的應(yīng)用 使無線通信技術(shù)與 GIS技術(shù) 以及 Internet技術(shù)的結(jié)合成為可能 形成了一種新 的技術(shù) 無線定位技術(shù) W ireless Location Tech nology 因此也衍生一種新的服務(wù) 即無線定位服 務(wù) W ireless Location Service 無線定位技術(shù)的應(yīng) 用很廣泛 利用這種技術(shù) 人們可以利用手機查詢 到自己所在的位置 再利用 GIS的空間查詢分析 功能 查到自己所關(guān)心的信息 3 GIS的二次開發(fā) 由于 GIS軟件具有專業(yè)性強的特點 它們不 能解決所有的問題 因此 針對某些具體問題 還 必須由用戶進行二次開發(fā)才能解決 對從事地理 信息系統(tǒng)研究和應(yīng)用而言 開發(fā)和設(shè)計地理信息 系統(tǒng)具有 2方面的含義 一是從底層開發(fā)的一個 通用的地理信息系統(tǒng) 即通用平臺的開發(fā) 二是在 商業(yè)化地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行二次開發(fā) 完 成專用地理信息系統(tǒng)的開發(fā)任務(wù) 二次開發(fā)可分 為單純的二次開發(fā)和集成的二次開發(fā) 1 單純的二次開發(fā) 單純二次開發(fā)指完全借 助于 GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進行應(yīng)用系統(tǒng) 開發(fā) GIS工具軟件大多提供了可供用戶進行二次 開發(fā)的語言 用戶可以利用這語言 以原有 GIS工 具軟件開發(fā)平臺 開發(fā)出自己的地 下轉(zhuǎn)第 146頁 137傅兆敏 等 地理信息系統(tǒng)概述 整個部門的人力資源評價體系評價結(jié)果為 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 根據(jù)最大隸屬度原則 該旅游部門的人力資 源屬于優(yōu)的范疇 4 結(jié)束語 在旅游業(yè)的人力資源評價體系中運用的一些 相關(guān)指標如工作能力 心理能力 經(jīng)驗 強度等的 含義具有明顯的模糊特征 因此運用專家的知識 和經(jīng)驗對評價指標量化 再采用層次分析理論與 模糊判斷理論相結(jié)合的方法對其綜合評價 會使 評價結(jié)果更為客觀 通過實例驗證這是一個科學 合理的人力資源評價指標體系 必然會給旅游業(yè) 帶來極大的經(jīng)濟效益和社會效益 參考文獻 1 陳禹 馮仁德 鄧莉 西部企業(yè)人力資源開發(fā)改革與 創(chuàng)新 J 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟 2003 2 9 10 2 陳建先 人力資源能力建設(shè)與核心能力 J 重慶工 商大學學報 社會科學版 2005 22 4 59 63 3 張偉強 胡林 劉少和 等 旅游產(chǎn)品的品牌戰(zhàn)略研究 初探 J 商業(yè)研究 2005 5 125 127 4 鞏艷芬 孫曉春 張博等 人力資源評價指標體系與 模糊判斷 J 大慶石油學院學報 2003 27 4 96 99 5 王恒久 鞏艷芬 領(lǐng)導決策的評價指標體系與模糊判 斷 J 科學管理研究 2000 18 2 52 54 6 何童 陳勇 一種改進的個人綜合素質(zhì)模糊評價方法 J 濟南大學學報 自然科學版 2005 19 1 72 74 責任編輯 劉 舸 上接 137頁 針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序 這種 方式雖然較方便 但進行開發(fā)的宏語言作為編程語 言 功