地理信息系统的核心问题

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地理信息系统的核心问题范文第1篇

关键词：WebGIS；基本原理；实例研究；问题研究；发展趋势

中图分类号：TU984.2

文献标识码：A

文章编号：1008-0422（2012）06-0103-02

1 引言

二十世纪以来，面对呈指数增长的各种海量信息，GIS作为地理空间信息处理手段，应用日益广泛且需求量巨大。互联网技术的迅速普及更使GIS的发展发生了质的变化， GIS也面临着机遇和挑战。Internet已成为GIS新的操作平台，与Internet技术和标准融合后的WebGIS是GIS学界研究的热点问题。

宋关福[1]从用户实用角度将WebGIS定义为：WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。简单地说，所谓WebGIS是一个基于Internt/Intranet网络环境的一种分布式计算机信息系统，是利用万维网技术对传统GIS 的改造和发展，它能够通过网络进行地理信息的动态、共享、交互分析和查询，Web分布式交互操作是WebGIS的重心。WebGIS的基本思想就是在互联网上提供地理信息，为用户提供空间数据浏览、查询、制作专题地图和分析的功能。

2 webgis基本原理

2.1信息实现技术

目前用来构建WebGIS 系统的技术方法主要有: 通用网关接口法( Common Gateway Interface- CGI) 、服务器应用程序接口法( Server API) 、插入软件法( Plug- ins) 、ActiveX 构件法和Java 编程法等，如表1所示。

2.2数据库管理技术

数据库管理技术包括以下几点[2]：

① 由关系型数据库( RDBMS )管理属性数据。地理空间数据以文件的形式存储，由空间数据管理软件包进行空间操作。地理空间数据文件和关系型数据库之间以指针或关键字建立联系。

② 对关系型数据库进行完善，使其统一管理属性数据和地理空间数据。

③ 在关系型数据库中引入面向对象技术，建立对象关系型数据库(ORDB)或纯对象数据库(OODB)，对象与底层表示分离，空间属性与非空间属性定位平等，实现了属性数据和空间数据一体化管理。

2.3实现模型

目前基于 Internet/Intranet 的 WebGIS 应用开发模型一般是 C(客户机)/S(服务器)的结构以及在此基础上发展起来的 B(浏览器)/S(服务器)结构，体系结构由最开始的二层结构发展到多层结构。其实现模型，归纳起来主要有瘦客户端/胖服务器模型、胖客户端/瘦服务器模型、均衡客户端/服务器模型三种[3]，其中均衡客户端/服务器模型是目前最常用的模型。其原理、优劣归纳如下表2所示。

3 案例研究——基于webGIS的土地利用总体规划信息与管理系统

土地利用总体规划的规划成果（包括图件、文本、说明和表格）基本上都是以图纸、文本的形式保存和管理，存在共享性差、利用效率低、形式单一、成果保存难度大等缺点，利用网络进行土地利用规划信息的，推进土地利用规划信息的全社会共享，提高规划的开放性和公众参与性，具有非常重要的现实意义和应用价值[4]。土地利用总体规划网上信息与管理系统设计流程如图1所示。

4 问题研究

WebGIS的发展拓展了GIS的应用领域，但是从WebGIS的应用现状可以看出，这项技术远未成熟，仍面临着一系列的技术瓶颈和挑战：

1）地理空间信息的继承、共享问题[5]

在开发新的GlS应用的过程中，不可避免要使用旧的地理数据，还要使用其它GIS应用程序生成或处理的地理数据。如何继承性地使用这些数据对GIS互操作性提出要求。

2）缺乏丰富的空间信息表现手法[6]

传统的WebGIS以HTML,ASP作为主要的空间信息表达语言，这类语言因不能准确地描述数据的内部结构而难以表达多源、多语义、多尺度和结构复杂的空间数据，无法实现在互联网上空间信息的查询、整合和定位。

3）无法实现跨平台数据访问

虽然目前微软的DCOM , OMG的CORBA和SUN的RMI等中间件技术提供了强大的分布式计算的实现手段，但是它们有一个共同的缺陷，就是在实际应用中属于封闭式的网络。这使它们无法扩展到迅速发展的互联网上。这样的系统往往十分脆弱，如果一端的执行机制发生变化，那么另一端便会崩溃，使得WebGIS无法实现跨平台的数据访问。

4）传输速率瓶颈和可视化

目前互联网的带宽还处于较低的水平，海量空间数据的传输和图像图形的表达成了WebGIS体系模型的技术瓶颈。在现有的网络和硬件条件下，如何建立快速的响应和传输机制，如何向用户提供多样化的、直观易懂的图形用户界面，动态地、客户化地表现地理空间数据是目前WebGIS的一大难题。

5）分布式操作问题

分布式工作包括空间信息的分布式获取、存储和处理、分布式查询、分析和输出[7]。在目前的技术条件下，分布式存储和获取空间信息已经没有多少问题，但协同不同地区的计算机来处理、分析分布式数据还不能够很好地实现。

6）数据的安全性问题

Web-GIS的出现对数据的时效性和GIS数据共享的要求使GIS安全问题变得更加突出。WebGIS安全问题关心的是在网络环境中的WebGIS的系统、程序、数据等的安全[8]，其中数据的安全仍然是核心问题。

5 WebGIS发展趋势

GIS发展方向是高性能、低成本、开放性、互操作性和灵活性[9]。随着空间理论和网络技术的飞速发展，WebGIS 从技术上将向着更具有互操作性和更加开放化、网络化、分布化、移动化、可视化的方向发展；从应用上将向着更高层次的数字地球、地球信息科学及大众化的方向扩展。其发展趋势包括：

1）基于分布式计算的WebGIS

目前，分布式WebGIS应用已从简单的在分布式Web浏览器上显示地图，发展到了基于互联网的功能综合，远程的用户可以享受普通的GIS数据，并与其他用户实现实时通讯。现阶段，发展分布式WebGIS应用技术集中体现在用品、客户机和网络通讯3个方面[10]。目前，国际、国内都十分注重分布式WebGIS的发展，有关专家认为GIS发展趋势的核心是地理信息开放的分布式计算[11]。

2）第二代互联网(Next Generation In-ternet，NGI)

第二代互联网(NGI)是指高性能的计算机及其通信协议，它主要解决的问题是提高网上信息的传输速率。许多国家都非常重视NGI的研究，中国正在推广作为NGI关键技术的 Ipv6。随着NGI技术的发展，WebGIS的数据传输瓶颈将被打破，其发展和应用将得到更大的提高。

3）互操作和开放式GIS的应用

如何能使不同格式、不同代码、不同标准体系的数据和不同比例尺、不同精度、不同时序的地理空间信息进行互操作、共享，已成为WebGIS进一步发展中急待解决的问题。互操作GIS、开放式GIS的出现和地理标记语言(Geography Markup Language，GML)的应用为解决这些难题提供了很好的方法，是未来WebGIS一个重要的发展方向[12]。

4）基于.NET平台的WebGIS模式

NET是一个建立下一代互联网的网络平台，是一种分布式运算的框架。它以XML为基础，以Web服务为核心，是生成、部署和运行Web服务及应用程序的平台，解决了当今软件开发中有关互操作、集成性、异构数据的共享等核心问题。因此，基于Web Service的GIS系统有望在更高层次上解决目前WebGIS所面临的多源异构数据的集成、共享、分布式、互操作及运行瓶颈等诸多技术难题。

5）虚拟现实技术与WebGIS的结合

虚拟现实GIS(VRGIS)是目前GIS发展的一个前沿。虚拟GIS就是GIS与虚拟地理环境 (VR)技术的结合[13]。VRGIS 的关键技术是3D和4D的建模技术、数据模型的研究、海量数据的存贮和管理、三维显示技术与可视化技术的集成、面向对象的空间数据库研究及其与三维实时显示技术的集成等。

6）WebGIS 的大众化应用——无线GIS

无线通信技术、移动定位技术和WebGIS的结合形成了移动GIS和无线定位服务。它一方面可以使GIS用户随时方便双向互动地获取网络提供的各种地理信息服务，另一方面可以使地理信息随时随地地为任何人、任何事进行服务。目前，无线GIS的关键技术是移动存贮设备、实时性GPS和GSM集成等[14]。

7）基于网格计算的新一代WebGIS

网格计算是一种利用互联网或专用网络把地理上分布的各种计算机、存储系统和可视化系统等集成在一起。基于网格计算的GIS平台，能够分布式、协作化和智能化地处理地理信息，特别适合用于解决涉及大量空间分析的问题，其最终目标是实现空间信息的网格化[15]。

8）GIS 的更高层次——数字地球

数字地球是指以地球为对象，以地理空间为主线，将信息组织起来以实现地球数字化或信息化的复杂系统。数字地球具有空间化、数字化网络化、智能化和可视化等特征，它为人类提供了一种全新认识地球的方式。

9）网络三维可视化

在WebGIS中，结合三维可视化技术，完全再现地理环境的真实情况，把所有管理对象都置于一个真实的三维世界里，真正做到了管理意义上的“所见即所得”。

6 结语

随着信息社会的到来，WebGIS的应用涉及军事、教育、商业等各个领域，而且将渗透到城市建设和管理中的方方面面，未来其应用领域将会不断扩大。WebGIS为传统的GIS发展提供新机遇，随着技术的进步，开放、分布式、全球化、大众化的WebGIS将会得到实现。

参考文献：

[1]宋关福，钟耳顺，王尔琪.WebGIS-基于Internet的地理信息系统的研究.中国图象图形学报，1998.

[2]慕富强，孟磊. WEBGIS技术综述. 甘肃科技， 2003.

[3]屈春燕，叶洪与刘治.WebGIS基本原理及其在地学研究中的应用前景.地震地质，2001(3)

[4]常小燕等.基于WebGIS的县级土地利用总体规划管理信息系统的设计.山东农业大学学报(自然科学版). 2004(4)

[5]王帅.基于WebGIS的Argo数据共享与综合服务系统研究， 2010.

[6]尚武.网络地理信息系统(WebGIS)的现状及前景. 地质通报， 2006.

[7]刘洋， 基于WEBGIS的公交查询系统的设计与实现， 2010，北京邮电大学.

[8]马少娟与张英俊.WebGIS及其技术体系发展综述. 测绘标准化，2003.

[9]高建新.GIS近期发展趋势综述.测绘信息与工程，2003.

[10]杨崇俊等.万维网地理信息系统发展及前景.中国图象图形学报，2001.

[11]刘慕溪.WebGIS-基于Internet的地理信息系统. 科技向导，2011.

[12]闵连权.地理信息系统的发展动态.地理学与国土研究，2002

地理信息系统的核心问题范文第2篇

【关键词】总图；共享平台；土地信息管理

一、引言

目前，许多大型钢铁企业都已经建设了地理信息系统（GIS）系统，并取得了一定成果。攀钢集团依托攀西地区丰富的钒钛磁铁矿资源优势，依靠自主创新推动钢铁钒钛产业跨越式发展，通过一期、二期以及三期工程建设及近年来的技术改造和资本运营，生产规模和管理水平在不断发展，对地理信息系统的管理方式已经不能满足管理上的要求。为适应管理需要，提升总图管理水平，提高工程实施效率，需要通过攀钢总图信息管理系统的建设，提高集团整体信息化管理水平，进而达到节约工程建设投资、准确设计、辅助决策、提高生产效率和管理成本的目的。

二、攀钢总图管理现状

由于攀钢的二、三期工程建设，弄弄坪工业片区地形、地貌发生了很大变化，目前的总图管理资料满足不了使用要求，给总图管理和项目设计带来很大不便，同时因资料不详等因素，使设计与现状不符的问题经常发生，所以作为设计和管理依据尚欠准确，甚至不能用，根本满足不了公司紧急项目的设计时间要求，设计周期被迫延长。

现有总图版与集团公司现代化管理要求差距甚远，造成投资浪费。攀钢本部建设以来，特别是一期建设受时代影响，设计资料、竣工资料的收集、保存不完整，缺失严重，并且存在施工图与现场实际存在差异等问题，而且地下情况了解不详细，使设计成果出现偏差，施工时遇到许多问题和困难，造成设计、施工被动，不可预见费用投入较大。

三、攀钢总图管理系统的建设

（一）基础工作、数据采集

攀钢自2011年6月开始，对企业总图资源逐步进行全面勘查、普查，现对攀钢现有成存量土地基本完成了地上及地下的建构筑物数据采集工作，在此基础上，采用地理信息系统技术，建立数据库。为攀钢总图信息系统的建立做了大量的基础工作，奠定牢固基础。

（二）总体目标

鉴于当前集团公司在总图管理方面的现状及存在的问题，本着“高起点、高标准、高质量、高效率”的原则，制定企业总图管理的目标，建立数据库，建设攀钢集团总图管理系统，实现全面、有效的管理。攀钢总图信息管理系统，将作为对攀钢集团公司信息化规划的补充和完善的一个子项目进行建设和实施。系统建设需要达到如下目标：

1.实现攀钢集团范围内的总图数据“集中掌控”的管理思想；

2.实现总图图形数据和丰富的属性数据相互关联，以改变以往只能通过简单的标注文字造成的信息量不足；

3.通过空间数据库技术的运用，能够实现厂区总图数据的及时更新和数据版本的唯一性，改变以往总图数据管理混乱的现象，实现厂区总图数据的动态管理；

4.能够实现攀钢土地红线界定范围内的初始登记、变更登记、土地征收、审批、土地权证、土地资源台账等等。

5.为厂区规划、设计、工程实施提供现势性的高精度的地形、管线数据，为攀钢集团可持续建设与发展提供可靠的决策支持信息，力图使总图管理形成一个良性循环，即：土地界定、科学的规划――工程正确实施 ――现势的总图信息――科学的规划。

6.通过采用计算机技术、网络技术、3S技术、虚拟现实技术、系统集成技术和信息安全技术，加速攀钢的信息化进程，提高攀钢总图业务管理及决策的信息化水平，提升领导的决策能力和决策效率。

（三）系统体系结构

根据业务需求以及攀钢总图信息管理系统架构，攀钢总图信息管理系统结构如下图：

1.数据层：数据层是整个系统运行的基础，主要用来实现攀钢总图信息管理系统基础地形数据、综合管线数据、元数据及目录数据的高效存储和管理。

2.服务层：服务层是一系列服务的集合，是数据层和应用层相互通信的中间层，是应用层调用系统数据和系统功能的通道，系统在服务层定义了大量的数据引擎服务、地形服务、电子图服务、管网服务等服务，通过应用服务层，系统完成对各类地理信息的共享和，并实现系统业务功能的处理。

3.应用层：应用层是基于服务层建立的专业业务应用系统。从用户角度看，可以是一个传统意义上的桌面应用程序或WEB应用程序，用户通过应用层来调用服务层提供的各种服务，完成对系统中数据的管理和业务功能的实现。

（四）攀钢总图管理系统建设

1.总体思路

系统建设的总体思路是以地理信息共享服务平台为基础，建设厂区数据共享服务相关标准体系，将全攀钢范围内的地理信息数据纳入到该平台中，实现海量数据管理、空间信息共享、应用功能服务和后台日志监控，为攀钢相关部门提供高效安全的地理信息服务，为建立其他GIS专题应用子系统提供基础数据和基本功能。通过不同系统之间数字资源的互操作，实现数据资源整合、信息，并对外提供资源检索服务，实现数据资源“集中存储、分布管理、共享交换”的管理理念。

2.建设内容

（1）建立攀钢地理信息管理的技术标准及规范

通过项目建设，建立一套完善的地理信息管理技术标准及流程规范，包括数据生成、数据处理入库、数据更新维护标准，使攀钢的地理信息项目建设成为钢铁行业的样板工程，达到以“钢铁GIS看攀钢”的目标。

（2）数据整理入库

在地理信息系统中，数据占有非常重要的地位，前期项目需把目前可用的地理信息数据进行整理入库。攀钢总图信息系统建设过程中涉及多种数据种类，包括基础地形数据、综合管线数据、基础地籍信息数据、地质钻孔数据及各类专题数据。在前期项目中要完成攀钢钒弄弄坪主厂区地上部分总图数据的采集和管网数据入库。

（3）建立攀钢地理信息共享服务平台

利用共享服务平台，实现系统用户、权限、数据服务、系统监控的统一集中管理，用户统一认证；将全攀钢范围内的地理信息数据纳入到该平台中，实现海量数据管理、空间信息共享、应用功能服务和后台日志监控，为攀钢相关部门提供高效安全的地理信息服务。攀钢地理信息服务平台为建立其他GIS专题应用子系统提供基础数据和基本功能。

共享服务平台具有良好的扩展性，主要体现在3个方面：首先是数据库设计具有扩展性，系统实现对数据种类和数据结构的扩充；其次是系统功能扩展性，系统设计和开发采用模块化、结构化的思路，能方便地进行系统升级和功能扩充；再有是系统应用扩展性，系统功能以服务的形式对其，其他系统通过服务调用本平台的数据和功能，快速构建满足自己业务需求的应用系统。

（4）建立总图信息管理等子系统

在项目第一阶段，基于攀钢地理信息共享服务平台，实现总图管理子系统。系统具备良好的开放性和扩展性，并充分利用数据库的准确数据，陆续实现土地信息管理、交通物流、安全生产、应急救灾等管理子系统，最终实现数字化攀钢的总体建设目标。

四、攀钢总图信息管理系统的完善

鉴于前期已开发了攀钢总图信息管理系统，为了更科学、合理地管理和利用测绘成果，及时、准确、安全、方便地位测绘成果使用者提供服务，避免重复测绘，做到资源和数据共享，考虑增加其他各专业子系统以对总图管理系统进行完善。

（一）总图信息系统完善方案

如果另外单独开发建设其他专业子系统，独立维护各子系统相关的地理信息数据，维护成本高，与其他各子系统之间以拷贝方式交换数据，数据的保密性也无法保障。与此相比，在总图信息管理系统建设完成后，利用原有的信息共享平台，开发建设各专业系统的思路具有以下优点：

1.可充分利用原有数据，避免数据的重复采集，节约费用，降低成本。在共享平台的基础上建设各子系统，通过对各部门原有数据的整合与改造，做到数据的充分利用和共享。

2.可实现各子系统的“共建共享”。在共享平台的基础上，遵循标准体系框架，各专业子系统共同建设，实现不同系统的数据交换、共享和各项功能的使用，消除“信息孤岛”，为各部门的专业子系统的建设提供统一的数据与服务。

3.共享平台具有用户权限控制、资源版权控制等处理机制。对各个相对独立的数字资源系统中的数据对象、功能结构及其互动关系进行融合、类聚和重组，重新组合为一个新的有机整体，形成一个效能更好、效率更高的新的资源体系；资源整合的基础上通过信息和检索服务，向用户展示资源信息，方便用户使用数字资源，实现数据资源“集中存储、分布管理、共享交换”的管理理念。

（二）攀钢土地信息管理系统的建设

为进一步加强对攀钢所属土地承包管理和土地利用现状管理，应开展攀钢土地管理信息系统项目建设。

攀钢土地信息管理系统由土地信息共享子系统和土地业务信息管理子系统组成，其中土地信息共享子系统为土地业务信息管理系统提供数据支撑与服务支撑，土地业务信息管理子系统主要在土地信息共享子系统提供的数据与服务基础上对攀钢的土地进行可视化、流程化、规范化、标准化等的管理。

土地信息管理系统主要实现地籍管理，包括初始登记、变更登记、查询统计、图形编辑和图形输出，以及土地征收、审批，供应资料信息存储、查询，土地开发利用、土地处置和评估、土地规划信息查询、规划成果管理、用地预审等各种图档材料的管理。

五、结语

随着信息化建设的不断深化，越来越要求使用现代化的方式来管理和规划厂区。攀钢总图管理系统作为攀钢集团公司信息化规划的补充和完善，其建设将加速攀钢的信息化进程，提高攀钢总图业务管理及决策的信息化水平，提升领导的决策能力和决策效率。在此基础上，基于同一个信息共享平台，建设开发土地管理、工程地质等各专业子系统对总图管理进行完善，可充分利用原有数据，避免数据重复采集，实现数据资源的集中存储、分布管理和共享交换，实现各专业子系统的共建共享，为各部门的专业子系统的建设提供统一的数据与服务。

参考文献：

[1]周京春， 王贵武. 地下管线信息管理系统建设中核心问题的探讨[J]. 数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集. 2008， 10.

[2]何江龙， 解智强等. 浅谈昆明市地下管线动态更新管理体系的建立[J]. 城市勘测， 2010.

[3]段鹏. 总图计算机管理系统的应用设想[J]. 浙江冶金， 2007， 8.

[4]唐雪琪.从攀钢的发展看总图运输设计的重要性[J]. 钢铁技术， 2007（04）.

地理信息系统的核心问题范文第3篇

关键词：3D GIS；SuperMap；三维校园；设计与实现

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）20-4831-03

Design and Implementation of 3D Digital Campus 3D Based on GIS Technology

YUAN Zhao-feng ，WEI Ao-xue， ZHENG Jia， MU Ming-hui， DING Yan-qing

（Institute of Disaster Prevention disaster information engineering， Hebei 065201，China）

Abstract： The three-dimensional geographic information system （3DGIS） is the GIS spatial query， analysis and decision function and VR （virtual reality） 3D visualization of organic living together， enhance the visual effect of GIS system and 3D spatial analysis ability. Taking the Institute of Disaster Prevention as the research object， the 3D modeling technology， computer network technology， virtual reality technology and software development technology based on HTML+JavaScript， the development environment and SuperMap cloud GIS software development platform， using MVC design patterns and object-oriented development method， realized the 3D campus system of disaster prevention. The system has a 360 degree view three-dimensional scene， 3D measurement， POI query localization function and 3D campus navigation， 3D campus than 2D more visual image， closer to the campus scenery， has a certain application value.

Key words： 3D； GIS； SuperMap； 3D campus； design and Implementation

20世纪70年代初，二维地理信息系统开始起步，至今已经广泛地应用到各行各业，对社会发展和经济发展产生了巨大的影响，但是随着计算机技术的不断发展和GIS应用的不断深入，二维地理信息系统已无法满足人们在某些领域的需求，例如：教育、地质、气象、数字校园、数字城市等。进入二十世纪90年代后，虚拟现实技术和三维可视化迅猛发展起来，为我们建立三维地理信息系统提供强有力的理论和技术支持，我们能用三维GIS技术进行三维空间的操作和分析，让空间对象真实、立体的展现在用户面前。与此同时，随着高校扩建的步伐不断加快和国家扩招政策的实施，高校也面临着一个新的发展，因此，通过把三维GIS技术应用到数字校园中，集成校园导航、校容校貌展示、招生宣传、校园信息化管理的新一代三维数字校园系统，将是大势所趋，对学校的对外形象宣传、招生宣传、信息化管理将产生重要的作用。综上所述，研究三维数字校园是非常必要的。

1 系统总体设计

本文以防灾科技学院为研究对象，首先调研校园的基础信息，在SuperMap Deskpro中建立空间属性数据库、对于校园中所有实体对象采用3DMAX软件建立三维模型，并用SuperMap iServer场景；然后基于三维建模技术、计算机网络技术、虚拟现实技术和软件开发技术，HTML+JavaScript开发环境与SuperMap 云GIS软件开发平台，采用MVC设计模式和面向对象开发方法进行系统功能开发。系统功能主要有三维场景浏览、三维场景基本操作、对象选择查询、对象准确定位、对象属性查询以及显示、场景导航等功能。下面是系统架构图：

2 系统关键技术

2.1 二三维一体化技术

随着3DGIS技术的发展，人们越来越希望在一个系统中同时包含二维和三维的功能，就是实现二三维的一体化技术。本系统采用了超图的SuperMap iServer服务，改服务是基于跨平台GIS内核的云GIS应用服务器，具有支持二三维一体化地图缓存，提供二三维一体化的服务、管理与聚合功能，提供多层次的扩展开发能力，采用面向服务的地理信息共享方式，用于构建SOA应用系统和GIS专有云系统。非常适用于智慧城市、智慧校园系统的应用。

2.2 缓存技术

对于3DGIS系统，如何在短时间内利用现有硬件系统加载大量的三维模型和海量的数据是核心问题，为了解决这个问题，本系统中用到了场景缓存这一新技术，场景缓存是基于整个场景生成的缓存，通过一次操作，即可将已经加载到场景中的不同类型的数据图层生成不同类型的缓存。系统可以通过场景的缓存能够使数据在桌面上快速的加载与显示、使客户端的更高效浏览。但是由于一个场景缓存只能完成一个功能，因此在本系统中，为了在实现3D浏览的同时还能对地图进行属性查询等操作，我们采用同时2个场景缓存的技术解决了以上问题。

3 校园空间数据库及3D建模

3.1 校园空间数据库的建立

建设校园空间数据库，首先要对校园空间信息建立清晰的模型，通过对系统的需求进行分析，我们采用面向对象的方法对建立模型，将校园空间数据按其空间特征进行分层组织，细分为点、线、面等实体类型把与地理空间有关的对象抽象为楼房建筑、道路、树木、草地和管线等通用概念，具体分析如下：

1） 楼房建筑物：要包括教学楼、办公楼、实验楼、图书馆、学校医院、食堂、学生宿舍、体育场馆和公共设施的位置以及房屋结构等。

2） 树木草地：反映校园树木、绿地、草坪的种类、分布及覆盖面积等。

3） 道路：反映校园内各主要道路情况，包括道路位置、走向、路面宽度及坡度等。

4） 文字注记：要对校园内的各地理实体标注文字及注记，如楼房名称、道路名称等。

经过这样的数据信息划分，用户可以根据关心的重点不同决定哪些图层以高亮度显示并进行专门的操作，更加方便了实际的管理。

3.2 3D模型制作与

在制作本系统时为了使所有的模型更加逼真，我们通过拍摄真实的物体得到图像经过PS等图像处理软件优化纹理加工处理后作为纹理贴图，再使用3DMAX等软件手工建立目标场景模型数据并贴到模型上，然后利用GIS插件导出，再将场景整合到GIS系统中，“图2”是3DMAX建模过程。

防灾科技学院的场景是建立在三维球体上的一部分，在建立场景时，考虑到场景的显示效率和显示效果，场景当中的一些固定且数量较多的实物是通过建立三维符号来减少数据复杂程度的，并对场景当中的部分实物是通过场景缓存添加的。为了增加场景的真实性，通过粒子效果添加喷泉效应防灾科技学院全景如图3所示：

4 功能实现

4.1 定位

根据SuperMap提供的相机类，新建一个实例camera，设置camera的经纬度和高度值，以及角度值等属性，利用flyingOperator中的 flyto方法将相机定位到用户查询的对象的相应位置。实现了用户的选择性浏览。

4.2 量算

根据SuperMap封装好的MeasureDistance和MeasureArea类，新建控件measureDisAction和measureAreaAction，通过触发这两个控件中对应的触发后事件和结束后事件完成量算过程。

4.3 查询

用户选择自己感兴趣的建筑对象后，系统获取到你选择的对象，并将它作为参数传入对应的函数中，我们可以通过获取对象字段的方法，读取到该对象属性表中的所有字段值，然后将这些字段中筛选并显示在气泡中，这样系统将会显示出该模型对应实物的属性信息，校园中各重要建筑及景点都关联了相应的属性信息，能快速显示被点击物的属性信息，还可以通过搜索或者选择建筑的名称，通过GetFeature3DsBySQLParameters、GetFeature3DsBySQLService这两个类用SQL查询的原理查找到对象，从而查找到对象属性表中的所有字段，通过这些字段中的经纬度坐标对建筑进行定位，建筑名称进行气泡显示，这样就可以实现定位并查询建筑物的位置了。

4.4 飞行

三维飞行主要是指指定路线后，能使场景以一定的速度，按照一定的轨迹进行飞行模拟，可以起到校园导航的作用，实现方法是在SuperMap Deskpro中制定好飞行节点和路线，导出成一个飞行文件，程序中我们通过调用这条飞行路线，获取到其几个节点的经纬度，相机方向等，设置好速度，同样用flyingOperator中的 flyto方法，实现节点到节点间的飞行，起到了使用户能够更加真实置身于三维场景中，快速熟悉活动路线等作用。

5 总结

在信息化的发展和高校扩招的需求下，高校建设和宣传的压力在不断被增大，好的校园建设是学院硬件的展现，好的宣传方式则会在院校招生工作中起到积极的作用，而集成校园导航、校容校貌展示、招生宣传、校园信息化管理的新一代三维虚拟校园地理信息系统，将是大势所趋，它将校园自然环境、人文环境重现在网上，使用户身临其境。三维虚拟校园的发展将会与“数字校园”相结合，在视觉和功能上满足院校招生、建设、宣传的需要，成为校园门户网站不可缺少的重要栏目，对学校的对外形象宣传、招生宣传、信息化管理将产生重要的作用。

参考文献：

[1] 张华超.毛春宇.虚拟校园导航系统的研制[J].产业与科技论坛，2012，10（3）：53-55.

[2] 李芳，肖洪，杨波.三维数字校园的设计与实现[J].系统仿真技术，2010，5（01）：71-75.

[3] 李颖颖，袁希平，甘淑.基于MuhiGenCreator/Vega的虚拟校园设计研究[J].科技情报开发与经济，2008，18（19）：146―147.

[4] 施贵刚，程效军.网络虚拟校园三维建模方法研究与实现[J].工程图学学报，2008，12（2）：83-88.

地理信息系统的核心问题范文第4篇

关键词：环境保护；信息技术；环境保护信息系统；3S技术

1 环境保护是一项复杂的系统工程

环境保护是当今人类面临的重大问题，也是我国要处理的基本问题。环境保护是指为了保障人类现今和以后的长久生存和社会经济的可持续发展，要通过各种措施协调人类与环境的关系，解决已存在或潜在的问题的一种统称。环境保护包括很多方面：自然环境、地球生物、人类环境、生态环境。环境保护是一项复杂的系统工程，涉及自然科学和社会生活的各个方面和领域，比如行政、法律、经济、科学技术等。随着社会的进步和发展，我国的环境保护的任务更加繁重，情势更加复杂多变，环保部门要与时俱进，采用先进科学技术和方法，服务于我国的环境保护工作。

2 信息技术在环境保护中的应用现状

随着计算机和互联网的普及，信息技术对社会的发展影响越来越大，环境保护也不例外。环境保护必须依靠新兴科学技术手段，采用现代管理方法，提高环境保护的工作效率和工作质量，我国环境保护信息系统开发和应用、信息化管理已经有许多年了。环境保护的各部门和各系统基本都为主管的相应业务配备了环境信息管理系统（结构图如图1所示）。建立了相对完整的应用体系：国家环保总局有信息中心、全国32个省都建立了省级环境信息中心、超过100个城市建有环境信息中心，信息中心不仅配备了覆盖率广的卫星通信专网、先进的硬件设施和软件系统，也配备了经过专业培训的信息管理人员，为我国深入认识、掌握环境污染和环境破的程度、根源、危害，进行相关信息的获取、分析、存储、调用，有计划的开展环境保护、预防，生态恢复、控制污染等方面做出了杰出贡献。

3 信息技术在环境保护信息系统的应用

3.1 环境保护信息系统的主要结构与功能

环境保护信息系统是融合了3S技术、模型技术、多媒体技术、人工智能技术、仿真技术、互联网技术的具有辅助决策功能的综合环境保护信息系统，其主要结构包括了上述技术对应的相应系统。环境保护信息系统应有信息的获取和显示、查询、分析、表达、数据监测、融合、自动化集成、开发环境专题子系统、为环境决策的开发和研究提供信息与技术支持等。总之，环境保护信息系统应最大限度的涉及环境相关的各方面我，为环境保护提供最大限度的信息与技术支持。

3.2 计算机技术应用于环境保护信息系统的管理

环境保护信息系统的数据采集、录入、传输、分析、存储、表达和应用，无不需要依靠计算机技术，建立完整的环境保护信息系统，可以增强环境保护信息的共享，提高资源利用率和孤效率。

3.3 互联网技术与环境信息系统的融合更能实现环境保护质量的提高

环境保护的目的是促进人类、社会与资源的协调发展，满足当代人的发展又不损害后代的利益，也就是说，环境信息系统获取的环境信息、研究的环境保护对策、环境处理工艺等都需要及时的向大众传播，应用于现实，而互联网的运用不仅可以加速信息的传播，为大众提供快捷、全面的环境信息，提高环境保护信息系统的服务质量和效率，对提高大众参与度也具有不可忽视的作用。互联网和环境保护信息系统的融合是必不可少的部分。

4 3S技术在环境保护信息系统中的运用

3S技术是指环境保护信息系统中最重要的技术。3S技术是指GIS（地理信息系统）、RS（遥感技术）、GPS（全球定位系统）技术。3S技术结合了空间技术、卫星定位、导航系统、传感技术、通讯技术、计算机技术等多项综合技术，随着信息技术的发展，3S技术的部分功能可以实现融合和集成，对信息的采集、录入、编辑、管理、分析、表达、传播和应用具有重要作用。

4.1 3S技术利于环境保护信息系统中的模型制作

环境信息的获取，环境保护的规划、决策制定很多时候要依靠合理的模型来作参考。3S技术结合了地理学、城市空间学、环境科学等，通过计算机技术和信息技术能实现地理信息、环境空间的信息的获取、分析、管理和运用，所以，当3S技术和环境模型相融合和集成时，可为大气、水、土壤、城市、人口等的空间分布和要素分析形成点、线、面的空间模拟实体，并且可表现其相关属性，方便分析和决策，同时也可检验制作的应对系统，比如潮河流水质、空气质量预测模型等。

4.2 3S技术与ES技术结合使环境保护信息系统更加智能化

ES即专家系统，因其强大的定性分析能力，是人工智能近年来被应用的最广泛的一个分支。ES系统的核心问题是系统知识的权威性、简明性和广泛适用性，ES的定性分析能力和3S技术的结合，可以使环境保护信息系统更为准确、便利的进行模型选择、评估、校正，对提高环境信息管理，发挥系统的决策功能具有实际意义。

4.3 3S技术与仿真系统集合提高了环境保护信息系统的交互性

环境保护面临的问题是非常复杂和广大的，绝大多数需要依靠仿真技术。无论是大的环境问题中复杂环境信息和系统的研究和构建，比如大气、水体、土壤等不同条件下的不同污染物的量控制、研究和治理方法的实施等，还是小的环境问题比如具体的某种污染物的处理工艺的实验、分析，处理系统的审核、改进等，都需要集合模型技术、仿真技术在仿真的环境下进行操作，3S、三维动画、多媒体、多传感器、高分辨显示器等结合营造的仿真环境，可以增强工作人员的环境感，增强人机的交互，大大提高工作效率。

4.4 3S与在线监测技术融合使环境保护信息系统更具实用性

环境保护信息系统最重要的功能之一是实行环境监测。污染物的浓度、来源、变化等监测数据是后面分析、采取应对措施的依据。3S技术中的GPS定位功能对监测十分必要。

5 结束语

环境保护是涉及多个方面多个领域的系统工程，应用先进的计算机技术，建立环境保护信息系统，对环境保护适应社会发展，与时俱进，提高保护质量和效率具有重要意义，文章对计算机技术在环境保护信息系统中的应用情况作了分析，具有一定的现实意义。

参考文献

[1]魏斌，黄明祥.信息技术在生态环境保护中应用及发展趋势[J].环境保护，2014，42（14）：36-39.

地理信息系统的核心问题范文第5篇

近年来，在应用需求的强大驱动下，我国通信业有了长足的进步。现有通信行业中的许多企业单位，如电信公司或移动集团，其信息系统的主要特征之一是对线路的实时监控要求很高，数据量庞大，如何将实时控制与信息系统集成在一起便成为系统实施的一个关键部分。

在参与了某个通信公司的一套网管系统以及决策支持系统的设计后，我们分析了两者的集成与应用工作，深切地感受到有一个良好的设计策略以及重视所选用的工具是一个关键。这个项目主要是对下属各分站的子网以及有关链路的连通情况进行实时监控、实现报警、路由控制和授权等功能，其关键在于提供一个实时显示情况的地图界面，井将数据汇总和组织，建立起数据仓库以及进一步实施数据挖掘分析，从而能支持企业的决策分析。我作为设计人员之一，着重在本文中讨论控制系统与信息系统集成时的策略。

【正文】

众所周知，通信行业需要有一整套监控通信网络的手段，其工作特点是涉及到的各分站与基站的在地理位置L的分布性，更加需要有在更高一级提供检测不同分站链接情况的手段。一般来讲，由于数据都是海量的，所以，如何将整个网络系统所得的数据及时处理，以便和决策部门的分析相结合，也成为迫切需要解决的重要课题。简言之，分布性、实时性以及数据海量性是解决整个系统设计和集成的核心问题。

首先，让我们来讨论一下“网管监控系统”。由于我参与设计与开发的这个系统并不是位于基层的分站，其定位在将下属各分站的主机通信数据（包括数据流量、链路负荷、通往其他结点即主机的连通情况等）加以收集，所以对于具体通信事务的底层操作要求并不很高。

考虑到上述原因，我们采用了一个地理信息系统开发平台Mapinfo并采用Delphi编程，后台用SQLServer数据库（这是由于考虑到决策所需要用到的是Microsoft公司的OLAPService）。在分析和计划之前，我们先对ITU801标准做了详细的探讨，这只是一个有关子网和链路定义以及分层等描述的标准，在听取了许多分站人员的建议后，将MAPINFO公司提供的一个相关的MAPX的ActiveX控件嵌入到Delphi程序中，利用MAPX中提供的丰富的类以及操作，比如Object、Layer等实现网管界面，井且加入了子网和链路的概念，对属下的分站可以随意地组合成为不同子网，而且实现了放大与缩小的功能，大致可以将整个地区的分站集中在一张地图中，能显示在屏幕上，这时，只是显示出各个分站的概要，小到可以显示出某台主机的机柜、机柜直到插件板（因为这些都要实时监控）。我们采用了分层的方法来实现以上缩放。对于一些静态的数据，如分站，主机的位置等则先用Mapinfo公司提供的一套编制地理信息的工具（MAPX是其提供给编程工具的一个ActiveX控件）做成静态的层次图放置于数据库中。

我们新做成的这套系统通过与各分站的专用线路加以连接，能实时地得到数据，显示于地图上，反映出各站、各子网、各链路的实时状态，并能将控制命令传回分站（如强制链路中断、路由转换等）。

现在，让我们来讨论其中最为关键的问题，即是要将实时控制系统与企业信息系统加以集成，我们的设想和体系结构大体上可以用一张简图表示。

在这个体系结构中，由各分站保留着详细的数据，网管系统则在一定时间间隔内将汇总到的数据作少量统计，抽取其中需要保存的内容放入数据库，如每分钟流量，某分站与其他分站每分钟通信流量，在该分站中某个链路的负荷（这些链路有可能是动态分配的，也可能是固定分站之间的通信链路）。尽管如此，数据仍然是海量的，因此，如果要把这些数据都直接送到各个决策部门，比如送给市场部门是不现实的。所以，我们在数据库的基础上建立了数据仓库，确定了客户、时间、通信量、计费和故障等几个数据仓库的主题，每隔一定时间对数据库中的原始数据进行清理与抽取等预处理工作，建立好数据仓库。这里的预处理包括了许多方面的内容，比如有建立计算时间，但是无计费的（计费值为零）的数据，应视为建立失败的无效数据，需要予以剔除；某些企业租用的是专用线路按月计费，中间的通信因此无计费的一些有关记录也应剔除等。

在预处理之后，再利用OLAPService的分析将数据融合与汇总。按照决策部门的需要提供相应数据（比如：市场部门需要每一分站的收益，客户分布情况以及客户费用等）。这些都可以由OLAPService对数据作预先处理，此时处理完的数据在逻辑上是以立方体（CUBE）形式存在的，其占用的存储空间便能显著地降低，如1999年8月有2000万条通讯记录，即使形成作为备份的文本都需要4G空间，经过OLAPService处理后仅需200M左右空间，因此，经处理后的数据主要存放于另外的相关部门的机器中，而不能与主服务器放在一起。

最后，再来讨论由决策人员所使用的系统。由于这些部门并不分散，我们就没有采用OLAPServce的Web方案。采用Delphi编制了访问OLAPService的客户端软件，用了OLAPService提供的、CubeBrowser控件，用相似于网页的界面提供了数据立方体的各种操作，如上钻（观察角度从月转到季度甚至年），切片，旋转等操作。为了便于输出打印数据，还内嵌了Microsoft的Excel数据透视表，可以将在CubeBrowser上所看到的数据转化为Excel的表格形式，或者转换成饼形图、柱形图和曲线图等，比如可以观察每天24小时通信流量的分布曲线图，可以发现在夜间12点以后明显通信流量减少，而决策部门便可制定某些优惠或减价措施吸引更多客户在12点之后使用网络。

另外，在采用OLAPService中的数据挖掘功能时，其中提供的两类算法分别是基于决策树的分类和基于决策树的聚类，市场部门的聚类算法将客户根据费用情况加以聚集，以期发现处于同一消费水平的客户的共同特征，便于制定政策，吸引客户。这方面的努力我们将会进一步持续进行，以保证有足够的海量数据而发现其中的规律。

整个系统运行后，其数据采集，数据处理等一系列工作都由程序定期地自动进行，该系统应用已有一段时间，受到了不少好评。当然，也发现了其中有不少问题，比如；主服务器数据库的容量问题，主站与分站的通信效率问题，还有在网管系统中，网络故障的确定还不够细致，需要由分站再具体化加以确定，决策系统与网管系统之间还缺少直接通信手段等，这些都有待于进一步的解决与改进。