地理信息系統(tǒng)8 GIS發(fā)展熱點(diǎn)與未來趨勢(shì)

第八章

GIS發(fā)展熱點(diǎn)與未來趨勢(shì)第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)1、面向?qū)ο蠹夹g(shù)與GIS的結(jié)合2、GIS與GPS、RS的進(jìn)一步集成，3、真三維GIS和時(shí)空GIS4、GIS應(yīng)用模型的發(fā)展5、Internet與GIS的結(jié)合（WebGIS,組件GIS，OpenGIS)一、3S集成概念§8-13S集成第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)GPS是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；GIS是空間信息集成、分析、處理的有力武器；RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段，三者的結(jié)合簡(jiǎn)稱3S集成。二、3S相互作用“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從RS和GPS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。RSGPSGIS幾何配準(zhǔn)、輔助分類等提供或更新區(qū)域信息提供或更新空間定位定點(diǎn)查詢專題信息幾何校正、訓(xùn)練區(qū)選擇及分類驗(yàn)證等提供定位遙感信息查詢一、GIS與遙感結(jié)合的必要性§8-2GIS與RS結(jié)合第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)兩者操作對(duì)象都是空間實(shí)體，相互聯(lián)系支持、補(bǔ)充關(guān)系，兩者的結(jié)合，是技術(shù)上的必須。1、遙感是GIS重要的數(shù)據(jù)源，有效的數(shù)據(jù)更新手段遙感手段能夠迅速、準(zhǔn)確、綜合性地大范圍地采集環(huán)境和資料數(shù)據(jù)，同時(shí)，遙感數(shù)據(jù)具有多光譜和的動(dòng)態(tài)多時(shí)相特點(diǎn)，它為GIS數(shù)據(jù)更新提供了全方位的手段和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源。2、GIS可為遙感分析提供有用的輔助信息和手段

GIS有助于提高遙感數(shù)據(jù)自動(dòng)分類的精度，為遙感應(yīng)用分析提供一個(gè)良好的環(huán)境，從而大大提高遙感信息識(shí)別的精度和效率。

圖片摘自張超二、GIS與遙感結(jié)合的途徑

§8-2GIS與RS結(jié)合第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)(a)發(fā)展一個(gè)能綜合處理矢量和柵格數(shù)據(jù)的矢柵一體的GIS(b)通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)交換格式作中間媒介、相互轉(zhuǎn)換(c)通過GIS與遙感系統(tǒng)間建立接口，實(shí)現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳送

三、例子

以遙感圖像與原始數(shù)據(jù)，應(yīng)用GIS提供的分析功能，對(duì)深圳市城市用地空間分布進(jìn)行了定量的描述和分析，給出了它的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，找出了深圳市用地?cái)U(kuò)展規(guī)律性。

一、GIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

§8-3GIS與GPS結(jié)合第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)二、GIS與GPS結(jié)合的形式第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)1．單臺(tái)移動(dòng)式在用戶設(shè)備上直接配備GIS工具軟件，把接收機(jī)天線接收的定位數(shù)字信號(hào)直接饋入GIS系統(tǒng)，由GIS系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)定位信息進(jìn)行處理并與其數(shù)字地圖匹配，這樣即可全世界實(shí)時(shí)顯示接收機(jī)天線位置；§8-3GIS與GPS結(jié)合2．集中監(jiān)控式當(dāng)定位精度要求高，移動(dòng)區(qū)域廣，需要集中顯示流動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)行狀況時(shí)，便需要采取本方式。1）控制中心，由大屏幕計(jì)算機(jī)、無線電臺(tái)、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成，并配備GIS。2）基站，由電臺(tái)、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成。3）移動(dòng)站（即車載系統(tǒng)），由電臺(tái)、天線、通訊適配器和GPS接收機(jī)組成。三、例子第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)1、黃岡地區(qū)運(yùn)金車GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)影響因素、需解決的關(guān)鍵問題，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)主要功能、主要技術(shù)指標(biāo)。2、中國(guó)大通公司的汽車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)（圖片摘自該網(wǎng)站）

1）主要部件：§8-3GIS與GPS結(jié)合2）系統(tǒng)功能1當(dāng)前位置計(jì)算功能第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-3GIS與GPS結(jié)合2）系統(tǒng)功能2地圖畫面顯示功能第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-3GIS與GPS結(jié)合2）系統(tǒng)功能3最佳路線制定功能第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-3GIS與GPS結(jié)合2）系統(tǒng)功能4檢索功能第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-3GIS與GPS結(jié)合2）系統(tǒng)功能5語(yǔ)音提示功能第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-3GIS與GPS結(jié)合2）系統(tǒng)功能6娛樂功能第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-3GIS與GPS結(jié)合第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)Web原理

Web結(jié)構(gòu)為瀏覽器/服務(wù)器,其原理就是用瀏覽器下載服務(wù)器管理的文件并顯示出來。瀏覽器通過統(tǒng)一資源定位符URL來訪問服務(wù)器并請(qǐng)求取得文檔.

§8-4WebGISWebGIS是建立在Web技術(shù)上的一種特殊環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)，利用Web技術(shù)來擴(kuò)展和完整GIS的一項(xiàng)新技術(shù)。WebGIS的應(yīng)用分為：1）空間數(shù)據(jù)發(fā)布，2）空間查詢檢索3）空間模型服務(wù)，4）Web資源組織

WebGIS其本質(zhì)與一般的地理信息系統(tǒng)沒有區(qū)別，具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分析、和輸出等基本功能，只是運(yùn)行環(huán)境不同。

3、WebGIS與一般GIS相比特點(diǎn)1）基于C/S模式2）信息傳輸是全球性的3）是一分布式系統(tǒng)，用戶、服務(wù)器可分布在不同地點(diǎn)和計(jì)算機(jī)平臺(tái)上。

WebGIS實(shí)現(xiàn)技術(shù)第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)第一種：利用WWW服務(wù)器端的功能來實(shí)現(xiàn)1）CGI方式(通用網(wǎng)關(guān)接口,CommonGatewayInterface)---瘦客戶端§8-4WebGIS如MapInfoProServer，ESRI的InternetMapServer.客戶端服務(wù)器請(qǐng)求回答html第二種：用客戶端瀏覽器的擴(kuò)展技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)1）插件（Plus_in）---胖客戶端

§8-4WebGIS下載插件矢量數(shù)據(jù)服務(wù)器客戶端優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量小，加速用戶操作的反映速度，減少網(wǎng)絡(luò)流量和服務(wù)器負(fù)擔(dān)。缺點(diǎn)：插件需先下載安裝，才能使用，造成不便。如AutoDesk公司的MapGuide。2）JaveApplet

第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)Java程序有兩種：一種Java應(yīng)用程序，可以獨(dú)立運(yùn)行；另一種稱為JaveApplet，只能嵌入到HTML中，被瀏覽器解釋執(zhí)行?！?-4WebGISWeb頁(yè)面JavaApplet客戶端簡(jiǎn)單請(qǐng)求服務(wù)器復(fù)雜請(qǐng)求與插件相比的優(yōu)點(diǎn)：a.運(yùn)行時(shí)，JaveApplet從服務(wù)器下載，不需要進(jìn)行軟件安裝；b.可以實(shí)現(xiàn)Applet與服務(wù)器程序的直接連接，從而使數(shù)據(jù)處理操作既可以在服務(wù)器上現(xiàn)實(shí)，又可以在客戶現(xiàn)實(shí)，以實(shí)現(xiàn)兩段負(fù)載的平衡。

3）ActiveX方法第八章GIS發(fā)展熱點(diǎn)§8-4WebGIS特點(diǎn)：ActiveX可用各種語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，軟件開發(fā)效率高。缺點(diǎn)：只能在MS_Windows平臺(tái)上運(yùn)行，安全性較差。如MapObject(ESRI)，MapInfo的MapX。Web頁(yè)面ActiveX控件客戶端服務(wù)器Web-GIS基本框架：當(dāng)WWW服務(wù)器與GIS軟件或GIS數(shù)據(jù)建立聯(lián)系后，能對(duì)瀏覽器做出應(yīng)答，把GIS數(shù)據(jù)以某種瀏覽器能識(shí)別的形式反饋回去，實(shí)現(xiàn)瀏覽器對(duì)遠(yuǎn)程地理信息的訪問。請(qǐng)求回答客戶端Web服務(wù)器GIS軟件GIS數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系瀏覽器GIS的未來趨勢(shì)－智能化GISGIS將不斷的發(fā)展和變化。它的發(fā)展不僅基于一系列基本的GIS的特性，而且還依賴于計(jì)算機(jī)和Internet技術(shù)的不斷發(fā)展。下面是一些重要的影響因素：GIS已經(jīng)從數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)共享的方式發(fā)展成為一種知識(shí)方法。基于GIS數(shù)據(jù)集，GIS用戶的工作還要涉及到地圖和全球視圖，空間處理和工作流模型以及多領(lǐng)域的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)模型（數(shù)據(jù)模型）。所有這些都可以通過元數(shù)據(jù)管理發(fā)布和共享地理知識(shí)。第八章GIS未來趨勢(shì)GIS的未來趨勢(shì)－智能化GISGIS系統(tǒng)越來越相互關(guān)聯(lián)，地理知識(shí)正在網(wǎng)絡(luò)上共享。用戶可以在系統(tǒng)間共享和復(fù)制更新，InternetGIS將會(huì)更加成熟和被廣泛使用。日益增強(qiáng)的分布式GIS的功能將被看作是一個(gè)完整的GIS平臺(tái)的重要組成部分。在過去的幾年里，GIS門戶已經(jīng)被用于許多機(jī)構(gòu)，提供對(duì)分布信息的集中式訪問。隨著時(shí)間的推移，GIS門戶將會(huì)有助于分布式GIS數(shù)據(jù)管理和使用。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS獨(dú)立GIS系統(tǒng)將會(huì)基于網(wǎng)絡(luò)以一種松散耦合的方式相互連接。Internet很快將成為統(tǒng)一訪問地理知識(shí)的框架。這些地理知識(shí)依然由許多獨(dú)立的GIS結(jié)點(diǎn)創(chuàng)建、維護(hù)和發(fā)布。在過去的十年里，這個(gè)遠(yuǎn)景曾被作為國(guó)家或全球空間基礎(chǔ)設(shè)施（SDI）詳細(xì)描述過。實(shí)施這個(gè)遠(yuǎn)景的技術(shù)正在成熟。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GISGIS系統(tǒng)具有固有的分布式的特性。用戶相互依靠彼此的信息共享和使用。分布式GIS的內(nèi)涵遠(yuǎn)不只是分布式的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)復(fù)制，而是所有GIS任務(wù)的分布式協(xié)作。除了GIS發(fā)布和數(shù)據(jù)共享之外，用戶還可以通過Internet來編輯、應(yīng)用和管理地理知識(shí)。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS智能化GIS“GIS正在從數(shù)據(jù)庫(kù)方法向知識(shí)方法演變?！保璄SRI總裁JackDangermond，2003年7月。

歷史上，人們通常用抽象化的方式來表達(dá)和共享知識(shí)。這些抽象化的方式，匯總了大量知識(shí)，用于表達(dá)人類的經(jīng)驗(yàn)和理解。這些抽象化的結(jié)果－－如：文字、象形文字、語(yǔ)言、數(shù)學(xué)、音樂，以及藝術(shù)品、繪畫、肖像、地圖等－－被用來一代一代地進(jìn)行文化和文明的記錄與交流。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS人類通過抽象化的方式表達(dá)和交流人們對(duì)地球以及整個(gè)環(huán)境的理解。

地理為關(guān)于“位置”的抽象和表達(dá)提供了一種通用的框架。

GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS在數(shù)字計(jì)算時(shí)代，我們已經(jīng)開始獲取我們所知的任何事物并通過網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)）進(jìn)行共享。這些知識(shí)很快被數(shù)字化。同時(shí)GIS正在不斷發(fā)展，幫助人們更好地在各個(gè)層面上理解、表達(dá)、管理和溝通整個(gè)地球，并使之成為一個(gè)系統(tǒng)。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS關(guān)于世界的一些概念，地理學(xué)提供了一種傳統(tǒng)的重要框架和語(yǔ)言進(jìn)行組織和交流。而GIS則是一種相對(duì)較新的機(jī)制，它將地理知識(shí)劃分為五個(gè)主要元素：地圖和全球可視化提供一種交互式視角展現(xiàn)地理信息。用于回答問題，表達(dá)結(jié)果以及作為真實(shí)工作的操作臺(tái)。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS地理數(shù)據(jù)集基于文件和數(shù)據(jù)庫(kù)的地理信息——要素、網(wǎng)絡(luò)、拓?fù)洹⒌乇怼y(cè)量和屬性。空間處理和工作流模型用于自動(dòng)化和重復(fù)性任務(wù)的空間處理過程的集合。數(shù)據(jù)模型地理數(shù)據(jù)集的模式、行為和完整性規(guī)則。元數(shù)據(jù)描述其它元素的文檔——幫助用戶組織、發(fā)現(xiàn)和獲取共享地理知識(shí)的文檔目錄。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GIS這五個(gè)元素，與完整的GIS軟件一起構(gòu)成了建立智能化地理信息系統(tǒng)的基石。智能化GIS使得封裝數(shù)字化的地理知識(shí)成為可能。這些元素也為應(yīng)用GIS戰(zhàn)勝諸多挑戰(zhàn)提供了基礎(chǔ)（例如，效率的提高，智能的有見地的決策，有科學(xué)依據(jù)的規(guī)劃，資源計(jì)算、評(píng)估和交流等）。GIS的未來趨勢(shì)－智能化GISGIS將地理信息抽象為五種元素用于表達(dá)地理知識(shí)。這些元素

與高級(jí)軟件一起組成了構(gòu)建智能化GIS的基石

GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS長(zhǎng)期以來，GIS用戶在數(shù)據(jù)共享和使用上依靠相互協(xié)作。今天，大家已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，地理信息系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)和屬性來源于多種組織機(jī)構(gòu)。每個(gè)GIS組織開發(fā)自己地理信息系統(tǒng)中信息內(nèi)容的一部分，但不是全部，至少一些層來自于組織的外部。1、分布式系統(tǒng)和C/S模型1）分布式系統(tǒng)（DistributedSystem）定義：一組獨(dú)立計(jì)算機(jī)的集合，但從用戶的角度來看，如同一臺(tái)計(jì)算機(jī)。2）C/S模型（Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù)器）是一種分布式系統(tǒng)，C/S模型基于簡(jiǎn)單的請(qǐng)求/應(yīng)答協(xié)議，即客戶端向服務(wù)器提出信息處理的請(qǐng)求，服務(wù)器針對(duì)請(qǐng)求完成處理，并將結(jié)果作為響應(yīng)返回客戶端?？蛻舳?客戶端2數(shù)據(jù)服務(wù)器服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器請(qǐng)求回答2、GIS與分布式由于GIS固有特點(diǎn)，使得運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)上的分布式系統(tǒng)特別適合于構(gòu)造較大規(guī)模的GIS應(yīng)用，其表現(xiàn)為：1）

數(shù)據(jù)的分布2)應(yīng)用功能的分布3）外設(shè)共享4）并行計(jì)算

GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

GIS標(biāo)準(zhǔn)的演化

WebServices提供了一種新的多系統(tǒng)集成的互操作方式

GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GISGIS最重要的標(biāo)準(zhǔn)將以不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。Internet在分布式GIS中扮演了至關(guān)重要的角色并將持續(xù)下去。不斷發(fā)展的信息技術(shù)框架也將會(huì)起到巨大的幫助作用?；赬ML和SOAP的WebServices框架幫助獨(dú)立的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)作。無線通訊技術(shù)和基于瀏覽器訪問的集中式的企業(yè)級(jí)應(yīng)用架構(gòu)的發(fā)展都意味著，對(duì)用戶來說，GIS可以分布在任何計(jì)算機(jī)環(huán)境中。GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大大多數(shù)GIS數(shù)據(jù)共享還會(huì)基于文件共享和數(shù)據(jù)復(fù)制FTP下載的這兩種簡(jiǎn)單機(jī)制。然而，數(shù)據(jù)共享框架將不斷發(fā)展。例如，應(yīng)用ArcIMS或類似技術(shù)廣泛實(shí)施的GIS網(wǎng)絡(luò)發(fā)布應(yīng)用。而且，部署GIS目錄門戶的應(yīng)用也不斷增加，提供了通過GIS站點(diǎn)集中訪問發(fā)布的地理信息的途徑。所有這些分布式GIS應(yīng)用將會(huì)非常重要。GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大除了GIS數(shù)據(jù)的發(fā)布和使用，GIS用戶也會(huì)在分布式GIS數(shù)據(jù)管理和空間處理方面加強(qiáng)合作。一些組織將會(huì)建立越來越復(fù)雜的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)來支持所有這些應(yīng)用，其他的組織會(huì)根據(jù)他們的特定需要實(shí)施部分的應(yīng)用。GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

GIS系統(tǒng)架構(gòu)不斷發(fā)展，基于Internet的分布式趨勢(shì)也越來越明顯

GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

實(shí)際上，GIS用戶有可能位于InternetGIS應(yīng)用的任何一個(gè)級(jí)別。組織內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享將會(huì)最終導(dǎo)致實(shí)施InternetGIS的需求。許多組織將會(huì)沿著由簡(jiǎn)單到高級(jí)的趨勢(shì)不斷地推動(dòng)GIS應(yīng)用的實(shí)施。GIS軟件技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，必然提供對(duì)高級(jí)應(yīng)用的支持。然而也必須提供足夠的靈活度，支持完整的各個(gè)層面GIS應(yīng)用的實(shí)施。GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

InternetGIS不斷發(fā)展的使用模型

GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS技術(shù)的遠(yuǎn)景許多組織依靠相互協(xié)作的GIS－－構(gòu)建，并維護(hù)最新的，多尺度的，連續(xù)的地理信息。這個(gè)過程不是作為單一組織的獨(dú)立行為，而是依靠多組織的相互協(xié)作。目前，大多數(shù)組織建立和維持著自己的地理內(nèi)容。雖然組織之間的信息類型差別很大，但大多開始于相同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集，并不斷更新、豐富以滿足特定的需求。GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS技術(shù)的遠(yuǎn)景大多數(shù)用戶都意識(shí)到了分享和重新利用這些豐富數(shù)據(jù)的潛在需求。許多人希望把GIS數(shù)據(jù)合并為一個(gè)覆蓋更大區(qū)域的，完整的、多用途的圖層，滿足許多組織和應(yīng)用軟件的要求。此外，他們希望相互合作建立其他的關(guān)鍵GIS數(shù)據(jù)層。一些重要的應(yīng)用，如地籍?dāng)?shù)據(jù)管理、國(guó)家制圖、應(yīng)急響應(yīng)和國(guó)土安全都推動(dòng)了這些需求。GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS技術(shù)的遠(yuǎn)景

為達(dá)成這一目的，一個(gè)方式就是建立一個(gè)GIS組織的分布式網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)組織擁有一部分?jǐn)?shù)據(jù)，并有數(shù)據(jù)共享的責(zé)任共同建立一個(gè)共享數(shù)據(jù)庫(kù)。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該是多用途的，并堅(jiān)持具有共同的表現(xiàn)形式和內(nèi)容的指導(dǎo)方針。每個(gè)參與者都必須使用本地GIS去建立、維持、分享和出版特定區(qū)域或特定專題的GIS數(shù)據(jù)。

GIS的未來趨勢(shì)－分布式GIS

分布式GIS技術(shù)的遠(yuǎn)景協(xié)作式GIS對(duì)聯(lián)合并集成獨(dú)立的數(shù)據(jù)提供者，構(gòu)成一個(gè)GIS網(wǎng)絡(luò)邁出重要的一步。GIS網(wǎng)絡(luò)將獨(dú)立的個(gè)體連接成為一個(gè)整體（例如：為一個(gè)地方政府、州、國(guó)家乃至世界維護(hù)一個(gè)完整的地理信息數(shù)據(jù)）。用戶還希望構(gòu)建