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【关键词】移动地理信息系统 应用 特点 前景
地理信息系统在我国经过几十年的发展,从原先简单的技术逐渐发展为一种综合性的产业化。但是与实际的投入相比,地理信息系统并没有完全发挥出应用的作用,没有达到预计效果。现阶段,我国信息技术发展的速度非常快,但是应用最为广泛的领域都与位置有着密切的关联,导致地理信息系统的发展受到限制,无法产生巨大的社会经济效益。因此,需要不断提高地理信息技术,建立一种基于位置服务的移动地理信息系统,提高地理信息系统的发展速度,实现高效地理信息系统产业化。这样才能够使地理信息系统的应用范围更加广泛,在最大程度上适应社会发展的需求。
1 研究现状
地理信息系统从产生到现在,经历了多半个世纪,技术逐渐走向成熟。而我国的地理信息系统研究起步较晚,落后西方国家近20年时间。经过这么多年的发展,地理信息系统在我国的应用越来越广泛,占据四分之一的市场份额。我国的城市规划、资源管理、自然风险评估、定位导航等方面都在使用地理信息系统来工作。近几年,我国开始大力发展经济与工程建设,在这些工程开发的过程中,地理信息系统起到了重要的作用,对国土资源管理与工程自然风险预防做出巨大贡献。因此,我国开始重点发展地理信息系统技术,投入大量人力、物力、财力,培养先进的人才与技术人员,逐渐形成一个完整的发展体系。
但是,地理信息系统应用研究的发展过程中,也存在相应的问题,对地理信息系统的发展造成了影响。其中最主要的问题为:
(1)移动地理信息系统理论与模型的建立没有相互统一协调发展,无法实现模型与实际地理的对应关系;
(2)移动地理信息系统体系、功能、技术人员等方面的建设无法满足社会发展的需求;
(3)移动地理信息系统数据结构研究方面存在诸多不足,难以建立地理与事物之间的拓扑关系。
2 特点与功能研究
2.1 特点研究
移动地理信息系统的特点是其快速发展的因素之一,主要的特点有:
(1)移动地理信息系统设备的物理体积较小,携带非常的方便,可以直接进行单手操作;
(2)采用的供电方式非常好,是自供直流电源,系统工作时可以为系统提供充足的电源,系统停止工作时能够自动进入节能模式,如果采用高能电池,可以长时间在野外进行采集工作;
(3)操作简单,移动地理信息系统的输入模式非常人性化,可以根据不同的习惯切换手写、笔触、键盘灯模式;
(4)移动地理信息系统的应用范围非常广泛,可以应用在交通行业、农业生产、电力系统建设、煤田探测、城市化建设等诸多方面;
(5)移动地理信息系统设备可以直接连接到无线网络,通过Internet网络进行数据传输、信息交流等;
(6)可以进行全天24小时服务,移动地理信息系统在工作的过程中,荧光屏会根据周围环境的亮度自行调节,进入省电、经济、高效模式;
(7)移动地理信息系统设备的性价比非常高,软件开发成功之后可以安装在多个设备上,不受用户使用数量的限制,使用数量越多,设备的平均价值就越低,非常合适。
2.2 功能研究
移动地理信息系统融入了现代高端科学信息技术,设备功能越来越全面,主要的功能有:
(1)移动地理信息系统逐渐开始进入高端产品模式,功能逐渐接近计算机,不仅有了最初的文字编辑与记事薄功能,还具备了时间提醒、音乐播放器、录音、计算器等诸多功能;
(2)移动地理信息系统导航功能,现在大多数的汽车都安装有导航系统,这正是基于移动地理信息系统上,可以在道路的岔口进行导航提示,准确的确认路线;
(3)移动地理信息系统的位置定位功能,为了方便工作管理,移动地理信息系统可以对设备持有者的位置进行定位,确定该位置的纬度、经度、行进的时间与方向等;
(4)随着通讯技术的快速发展,手机已经成为当代最为主要的通讯设备。移动地理信息系统的开发已经逐渐朝着手机功能目标发展,已经具备了正常手机的功能,这是缺少一些特殊的功能。
(5)移动地理信息系统的预案储备功能,可以通过设备制定好相应的路线和方案,在需要的时候进行回放,确保工作过程中不会出现差错。
3 应用前景
移动地理信息系统集地理信息、导航定位、通讯技术、数据库和互联网于一身,功能非常全面。现代社会经济发展迅速,用户对移动地理信息系统有着广泛的需求,生活中各个方面都涉及到移动地理信息系统。该系统应用范围非常广泛,可以应用在军事、环保、监测、国土资源管理、交通系统、风险灾害的预警与防预、管线巡检、天气预报等诸多领域当中。不管在哪个行业当中,都需要移动信息系统的协助,才能够完成工作。因此,移动地理信息系统应用还有巨大的发展与提升空间。
4 结束语
移动地理信息系统的应用能够大大促进我国社会经济的发展,提高我国的社会效益与经济效益。因此,应该加强对移动地理信息系统的研究,融入新技术进行创新,从而取得相应的效果。改进移动地理信息系统的存储和调度,加强理论与模型之间的结合,提高系统的功能,并将移动地理信息系统与社会各行各业完美的结合,在最大程度上提高系统的应用范围。
参考文献
[1]王强,李耀华,陈璐琳,苏艳华.国内运营商发展移动互联网的策略[J].现代电信科技,2010(05).
[2]肖宇航.移动地理信息系统应用研究[D].武汉理工大学,2010.
关键词:地理信息系统;城市规划
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
1、地理信息系统的概述及特点
近些年来,随着科学技术的不断进步,地理信息系统得到了长足发展,地理信息系统(GIS)的基础是地理空间数据库,在计算机软、硬件等支撑环境下,对空间相关数据进行采集、显示、操作、分析和管理,并采用地理模型分析方法,适时为用户提供多种空间、多尺度的地理信息,从而为地理研究和地理决策服务。
为城市规划、建设、管理而设计的技术系统,由软件、硬件、数据、人员等部分组成,具有信息系统的各种特点。地理系统具有以下三个特征,具体包括:在计算机软、硬件系统的支持下,地理信息系统能够实现对复杂的地理信息系统快速、精确、综合的空间定位和动态分析;具有采集、管理、分析和输出多种地理信息数据的能力,实现地理信息的空间性和动态性;由计算机系统支持,对空间数据进行空间地理数据管理,产生有用信息,为用户提供有力决策支持。
城市地理信息系统是专业化的地理信息系统,是为城市规划、建设和管理提供信息和信息服务的空间型地理信息系统。城市建设规划涉及的因素非常多,开发新城要征用土地,改建旧城要拆迁安置,同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中,如果不注意各工程之间的协调,就可能造成混乱,而采用GIS对各种信息进行管理,并基于此进行分析和辅助决策,可以有效地避免发生这种错误。
2、GIS在城市规划和管理中的应用
2.1城市空间数据与地理信息系统
地理信息系统(GIS)是用来管理、分析空间数据的信息系统,所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部门都可以应用GIS。GIS集中存储的空间数据内容有:空间分布位置信息、属性信息和拓扑空间关系信息。城市空间数据的拓展非常广泛,它包括地形数据、土地利用数据、建筑物线状数据、地籍数据、房地产数据以及相对应的属性数据等。就基础地理信息数据而言,城市空间数据最主要的是数字线划图(DLG)、数字正射影像数据(DOM)和数字高程模型数据(DEM)。
城市空间数据与国家基础比例尺地形数据相比所具有的特点有:比例尺大、分辨率高、内容丰富、信息传输效率低、信息老化速度快、数据更新的周期长、费用高等。不同城市分别使用其相对独立的平面参考系统,造成各城市的数据参考基准不一致。随着城市经济的发展和经过多年的努力,我国城市空间数据的发展取得了非常显著的成绩,大部分城市都完成了城市基本地形图的测绘,有些城市还进行了多次修测,地形图件基本上覆盖了城市的建成区、规划市区和城市郊区。从全国范围来讲,空间数据的覆盖情况是沿海城市和中心城市明显高于内地城市和边缘城市。
构建“数字中国”基础框架式测绘系统现阶段的主要任务,各省区都先后立项并建设“数字海南”、“数字山西”等工程,其他省区、数字城市的建设也在紧锣密鼓地进行之中。在进行地理空间基础框架建设中,一般都根据应用需要和实际数据生产与提供的可能来确定框架空间数据集。通过GIS的各项空间属,对这些数据信息进行查询、检索、统计、显示、输出、实现管理的自动化、规范化和标准化,提高城市的管理水平。
2.2 GIS在城市规划和管理的应用
GIS在城市规划和管理中的应用具体表现在以下几个方面:用地规划管理、适用性评价、道路交通规则、公共设施配置、建筑审批管理、地籍管理、城市三维可视化、数字城市、专题制图、城市空间扩张的应用等。具体的可以应用到以下工作中去。常用地图更新:包括地籍房产图、一般的测绘图和土地使用图。土地区划管理:将区划图的图层进行管理,叠加在一起显示,可以方便检查规划图的错误,便于税收部门查询信息。
随着科学技术的不断发展与应用,地理信息系统相关理论与实践正以崭新的姿态进人城市规划、建设管理的各个领域,在城市网络中,大多数线与线之间的交点是具有拓扑性的交点,但是,在城市GIS中使用的是平面图形,而这些城市网络的关系需要在三维空间中才能正确表现,这需要在应用时进行判定,区分拓扑点和非拓扑点,以防止出现错误的网络分析结果。
近年来多所高校已开始了关于城市GIS的研究工作。清华大学多年前就已经成立中国第一个“虚拟制造中心”;随后,浙江大学建成国内第一套用于虚拟现实技术的CAVE系统;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室已成功解决了城市GIS的关键技术、三维城市模型快速重建、大范围海量数据动态装载以及多种类型空间数据有效组织和管理等;中国科学院资源与环境信息系统也和其他的一些重点实验室创办了关于城市联合实验室;南京大学已专门组建了城市规划与区域开发模拟实验室。地理信息的迅速发展。现如今,地理信息系统在城市空间基础信息管理、城市土地管理、城镇地籍管理、城市公安、交通、旅游规划;城市环境保护、城市供水与地下水资源管理、电力电信设施管理、有线电视信息管理、地下管线管理;以及城市规划管理、城市勘察和救灾等众多方面都有成功的应用;城市地理信息系统一旦建成后,各种图形的信息的更新工作可以明确地分配到各个部门,集中存放于数据库中,实现数据共享。
3、发展前景
3.1 GIS技术在在城市规划和管理中发展前景
可以预见,随着城市的发展,GIS的一些新发展(GIS标准化,GIS网络化,GIS全球化,数据商业化系,GIS企业化,GIS大众化)将在城市规划中得到实际应用。GIS的集成化和智能化使得GIS系统得到可持续发展,该方向包括以下几个方面:“GIS与Rs的结合”;图形数据和属性数据的结合;GIS与专家系统(ExpertSystem)的结合;GIS与GPS和CCD技术的结合。计算机技术的发展和信息高速公路的建成将带来“数字地球”的高速发展,并将为人类提供一种全新的信息交流与共享方式。
3.2 GIS技术在城市交通和城市网络发展前景
GIS 技术在我国主要的应用领域为交通和网络系统,在这两个领域中将会发挥巨大的功能,产生很大的经济效益,并且为社会的发展做出巨大的贡献。
在我国的交通领域中,由于人们的物质生活逐渐的提高,汽车作为日常出行的代步工具越来越多的被人们所接受,并且在这方面的购买力也在呈现逐年递增的趋势。那么这就为城市的交通增加了很大的压力,交通事故频发,在交通环境中损失的经济效益也在递增。GIS 技术在交通中的应用,很好的解决了这个问题,将地理空间信息系统应用到汽车导航中,实现了智能交通的发展,地理空间信息可以实现动态的交通导航功能。在交通领域中,车辆的增加和物流业的发达,都为交通的发展增加了压力,将地理空间信息和交通业有效的融合,可以减少交通事故的发生率,缓解了交通压力,减少对环境造成的污染,并且为我国带来了巨大的经济效益。
在网络中,GIS 技术将得到了更加广阔的发展空间,通过广大的网络系统平台,可以将 GIS 技术的功能充分的发挥出来。在网络系统快速发展的大环境下,使得这项技术的发展如鱼得水。比如说在网络中,将地理空间系统的地图功能进行拓展,可以方便了广大信息使用者对信息的获取,方便了人们的工作和生活。随着第三产业的不断发展,GIS 技术将会获得更大的发展空间,为人们的生产生活提供更好的服务平台,对我国的经济发展起到更大的促进作用。
结语
相信随着科学技术的不断发展应用,以及信息技术的不断进步,地理信息系统在城市规划中的发展前景会更加广阔。
参考文献:
[1] 段学军,吴私.GIS在城市中应用的回顾与展望.数字城市.2003.
[2] 邻伦,刘瑜,张晶.地理信息系统一原理、方法和应用[M〕.北京:科学出版社,2001.
关键词 城市轨道交通,地理信息系统,设计
0 引言
我国从1965年开始修建地铁以来,城市轨道交通建设的规模不断扩大[1]。40多年虽然已完成数量巨大的工程地质勘察及轨道项目建设,但在项目中产生出的大量规划资料、基础地质勘察资料等的城市轨道基础地理信息,相当部分处在一种分散使用、分散保管、甚至大量遗弃的状态;此外,目前对城市轨道交通基础地理信息的存储管理还是以文字、图纸、图表为主的传统管理,查阅不便,尤其在处理大量工程数据时更是难以下手。因此,必须有一套现代的信息管理系统与之配套,而地理信息系统技术的发展为此提供了一种恰当和实用的工具。
地理信息系统(GeographicalInformationSys-tem,简为GIS)是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术,是多种学科交叉的产物。近年来,地理信息系统在全球得到空前迅速的发展,成为实现现代化科学管理的高新技术。它被广泛地应用到城市规划、城市地下管网管理、城市交通、社会服务等方面。GIS具有处理海量数据的存储、进行复杂的逻辑运算和数据挖掘的功能,同时也是实现空间图形显示与空间信息查询、分析的有效工具。利用GIS的数据输入、存贮、检索、显示和综合分析应用等功能[2-3],将轨道交通基础数据的空间信息与其相关的属性信息结合,能够实现城市轨道交通基础地理信息检索、统计、分析、修改、打印等,为城市轨道交通基础地理信息提供快速、准确的现代化管理手段;此外,城市轨道交通基础数据中有大量的工程地质数据和地下管线数据,传统的数据管理很难把不同类型的数据进行三维可视化显示,亦无法对数据进行分析和处理。而地理信息系统的三维可视化功能是以适当的数据结构建立特征数学模型,采用计算机图形技术将数学描述以3D图像的形式予以表现,这样可以实现城市轨道交通基础数据管理的可视化。
1 城市轨道交通基础GIS的分析与设计
1.1 总体结构
系统利用ArcGIS的强大的地图操作功能,来实现对城市轨道交通所涉及的地层、钻孔、监测、构筑物、管线等基础地理数据的可视化管理和分析。系统由硬件、GIS软件和系统软件、数据库、接口等4部分构成,其总体结构如图1所示。
1.2 模块设计
系统要对大量的轨道交通沿线的各种空间及属性数据进行管理,同时也要实现地层数据、构筑物数据和管线数据的可视化分析。根据通用软件设计原理,系统采用模块化设计。分为专题信息管理、基础信息管理和系统维护3个子系统总共由8个模块组成,如图2所示。
1.3 系统功能
系统要求把孤立、分散的各种城市轨道交通基础数据以地理空间为纽带建立起相关关系,在此基础上开发形成基于GIS的城市轨道交通基础地理信息系统。使各种钻孔数据、轨道周边构筑物基础数据、地面地形数据、地下管线数据等形成一个有机的整体;对城市轨道交通基础信息进行检索、查询、分析;同时可以使地层信息实现三维显示;并初步形成一个可扩展的城市轨道交通基础信息数据库。系统的主要功能如下:
1)地图的操作功能。包括地图的放大、缩小和移动等操作;对各种图形要素进行分层显示的功能;此外,还可以执行图形的任意范围打印输出功能。
2)属性数据录入编辑。对所有图形的属性建立专门的属性数据库表,通过数据维护子模块完成数据的录入、编辑、修改。主要的属性数据操作对象包括轨道交通概况、钻孔基本信息、轨道项目施工信息、地层分层信息、各类地下管线信息、地面建筑物信息、构筑物基础信息、监测数据等。
3)图形输入编辑。系统数据包括空间数据和空间属性数据两种。空间数据是指二维平面数据,主要包括轨道交通及站点、地形地貌、地质构造、建筑物、钻孔、管线、构筑物基础等点、线、面状数据。这些数据以层的方式进行组织,以矢量图的形式在平面图上表现出来。系统可通过数据维护子模块对空间数据进行编辑,即进行点、线、面的添加、删除操作。
4)信息检索与查询功能。系统可以同时对空间和属性数据进行方便、灵活、准确的查询与定位。实现空间图形数据和属性数据的双向联合查询和分析,既可由图形信息查询所需的属性信息,又可根据各种的属性信息条件查询图形信息。系统设计了点击、条件、逻辑等查询方式,具有空间位置、属性、范围等多种查询检索功能。
5)信息可视化功能。系统可以将数据库中的信息以文字、地图、图片等形式加以显示,并为用户提供分层显示和各要素的选择显示等功能。系统将以点、线为基本形态,以钻孔数据为基础,选用适当的内插方法,将零散的、局部的二维地质钻孔数据构成地层信息在三维空间中显示;并重现地下空间形态和组合关系,重建三维模型,用三维图形生动地表现出来,从而实现地下复杂空间结构与关系的表达、分析和过程的三维可视化。通过三维轨道可视化显示,可以直观、生动地反映轨道及其沿线各区域的概况。
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6)空间分析功能。强大的系统分析功能是GIS的优点之一。在现有的空间数据基础上,利用缓冲分析、网络分析、叠合分析与数据挖掘技术,支持复杂空间问题的决策研究,模拟预测变化趋势等。如:以轨道线为中心,建立任意长度的缓冲区,分析出在缓冲区范围内各种管线的分布情况,显示某范围内距离轨道最近的管线或者对其进行碰撞检查等;还可以对大量长期的轨道监测数据进行综合分析,建立回归分析模型,以预测轨道沉降变化。
7)数字影像叠合。对地面影像数据进行配准后可以叠合在矢量图上,以此来增加地面可视化效果。同时也可在此基础上进行地面要素分析。
8)用户权限设置。根据需要设置两类用户:管理员、客户。用户必须使用帐号和密码才能进入系统。管理员具有全部权限,可以进行系统备份、数据录入、修改、查询、删除、打印输出等,还可以增加、删除客户;客户的基本权限有数据查询、统计和打印输出等,客户可以有一个,也可以有多个。
2 城市轨道交通基础GIS的实现
2.1 数据库处理
依据系统基本功能和数据编码等,建立基于SQLSever的数据库管理系统。数据库中数据模型对象可分为如下几类:轨道工程信息表、钻孔基本信息表、剖面地层信息表、地层基本信息表、钻孔层位信息表、构筑物基础基本信息表、构筑物基础层位表、管线基本信息表、管线层位信息表等。以此来建立图形属性数据库,并建立图形属性值与索引字段关联。由图形属性值定位数据库索引字段,以此来调用其他相关字段内容。
2.2 GIS二次开发技术
系统采用ArcGIS作为二次开发平台,调用Ar-cGIS部分优秀的功能模块,并对其进行修改、完善,具体体现在:
1)图形数据属性编辑。根据相关行业规范定义图形属性及其结构,建立与数据库的连接,提高软件的专业化水平。
2)库文件扩充。根据行业标准定义图例及各种专业符号,扩充ArcGIS的图例库、图形库,用于显示调用。
3)以缓冲区分析和叠加分析为基础进行轨道沿线构筑物基础数据和管线数据的专题分析。
2.3 城市轨道交通基础数据一体化显示
1)采用遥感图片配准、建筑物贴图和三维造型技术,实现地面景观和建筑物的立体显示。
2)根据坐标的精确定位,确定构筑物基础数据、管线数据和轨道数据的位置关系,实现地下轨道基础数据的显示。同时,可以在ArcGIS功能模块支持下,进行系统查询功能开发,实现轨道范围内各种管线和构筑物基础数据的查询、分析。
3)依据多层DEM\TIN混合算法,以钻孔数据为基础,对轨道通过的地层数据进行可视化显示。首先,确定轨道沿线区域的综合地层顺序;其次,逐层形成单个地层的构建,各个地层体是通过上下两个地质层面表示的;最后,在区域范围内,在两层面间填充颜色、纹理[4-5]。
3 应用
1) 图形显示功能。如图3为本系统主界面,显示上海轨道交通规划图。
2) 轨道、管线等基础数据查询。点击图形要素,显示图形属性信息;亦可以输入查询条件,搜索数据库信息。如图4所示。
3) 地面建筑物三维显示。将遥感图像配准后,叠加在三维环境中显示,如图5所示。
4) 地下基础数据三维显示界面,如图6所示。
4 结语
1)城市轨道交通基础地理信息系统具有开放、通用、易操作、易维护、易扩展等特点,是一个集实用性和综合性为一体的多功能信息管理系统;
2)城市轨道交通基地理信息系统的应用,可以融合各种不同来源的城市轨道交通基础数据,进而达到数据的共享;
3)三维数据模型建立及其分析功能实现了轨道沿线各类基础地理信息的可视化表达,提供了一种直观的城市轨道交通基础地理信息游览查询,促进了城市轨道交通基础数据管理的信息化;
4)初步实现的地上建筑与地下要素关联显示和分析功能,具有良好的普适性,可进一步深入开发应用;
5)在充分实现系统内在功能的基础上可以不断深入地进行数据挖掘、开发集成所需的新功能,将可大大提高城市轨道交通基础信息管理的效率与质量,使城市轨道交通基础信息管理向科学化、数字化、可视化大步迈进。
参考文献
[1]贾学天.关于地理信息系统在地铁中应用的初步设想[J].中国市政工程,2003(5):71.
[2]陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社,1999.
[3]吴信才.地理信息系统设计与实现[M].北京:电子工业出版社,2002.
关键词: 地理信息系统 空间信息数据 数学模型
Abstract: the Geographic Information System as acquisition, storage, geographical spatial data analysis and management of the important tools, techniques and discipline, to map, graphics, or the data form said the result of the treatment, in national economic and national defense construction are playing a significant role.
Key words: the geographic information system space information data mathematical model
中图分类号: P208 文献标识码:A 文章编号:
1地理信息系统应用现状
地理信息系统,简称GIS(Geographic Informa-tion System),是融合计算机图形和数据库于一体,用来存储和处理空间信息的高新技术。其研究应用主要有以下两个方面。一是利用GIS系统来处理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的专用地理信息系统软件。GIS把地理位置和相关属性信息有机结合起来,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求,并借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能,为土地利用、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供辅助决策,在国民经济和国防建设等方面发挥着重大的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。
2地理信息系统的主要功能
GIS是将地面的实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据中,即数据采集和编辑修改,最终建立空间地理信息数据库。
2.2制图功能
建立地理信息系统首先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制出用户所需要的各种图件。GIS不仅可以为用户输出全要素地图,而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图,
2.3查询管理功能
地理对象通过数据采集与编辑后,形成庞大的地理数据集,通过数据库管理系统来进行空间数据属性的查询,同时可以看到地图上表示的查询结果。
地理信息系统大多采用关系数据库管理系统,属性数据库管理模块的主要功能是用户定义各类地物的属性数据结构,可以通过建立数学模型分析空间数据进行制定规划和决策。
3 地理信息系统应用实例
3.1地理空间数据管理
主要是对以多种方式录入的地理数据进行有效的数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索,以多种方式输出决策所需的地理空间信息。为城市规划、市政工程设计、城市交通等部门提供测绘保障服务。
3.2综合分析评价与模拟预测
GIS不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取,还可以将对现实世界各个侧面的思维进行评价,得到综合分析评价结果;也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上,模拟这些过程的发展,对未来的结果作出定量的和趋势预测,对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果,以作出最优决策。
3.3空间分析和查询功能
地理信息系统的空间分析功能包括空间特征的几何分析、数字地面模型分析、网络分析、数字影象分析和地理变量的多元分析。这些分析功能为分用户提供了解决多种问题的有效手段,是地理信息系统的重要组成部分。根据地理对象的图形查询相应属性信息;按照属性信息的特点,查询对应的地理目标。空间分析的目的是解决某类与地理空间有关的问题,通常涉及多种空间分析操作的组合。
3.4地图制图功能
地理信息系统的发展是从地图制图开始的,因而GIS的主要功能之一用于地图制图,建立地图数据库。地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地形图,而且可以根据用户需要分层输出各种专题,更重要的是由于GIS是一种空间信息系统,它所制作的图也能够反映一种空间关系,可以制作多种立体图形,而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。
3.5建立专题信息系统和区域信息系统
专题信息系统具有有限目标和专业特点,系统数据项的选择和操作功能是为特定的专门目的服务。这类信息系统主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标,可以有不同的规模,其特点是数据项多,功能齐全,通常具有较强的开放性。
3.6地理信息系统与遥感图像处理系统的结合的应用
遥感数据是地理信息系统重要信息源。目前大多数GIS系统已揉进图像处理功能,并把它作为其中一个子模块。通过使用自动影像匹配和自动目标识别技术,处理卫星和航空飞机实时获得数字影像,可以将正影影像叠加到数字地图上,提供现势性很强的地形数据。
3.7属性数据的综合及融合
现有的GIS中,属性数据只是用于检索和查询或进行简单的统计。在众多项的属性数据中,有时将几个属性项的属性数值加以综合,构成具有某领域特定意义的新属性项的新属性值,这种综合是经过某领域研究人员深思熟虑的综合分析,用数量表示某领域问题的综合概念和结果特征。因此在数据融合前,必须把定性数据定量化,然后筛选出独立、有用的变量,选择相应的数学模型和模型单元,确定地质异常临界值大小,根据它对未知单元进行异常圈定和异常评价,最后利用GIS其显示结果。
4 结束语
随着科学技术的发展,地理信息系统将向着数据标准化,系统集成化,平台网络化和应用社会化方向发展,GIS的应用范围将不断发展不断拓宽,在国防与经济建设中发挥更加重要的作用。
参考文献:
[1] 马建文,阉积惠.地理信息系统及资源信息综合 地质出版社,1993
关键词:数字城市;地理信息;数据存储技术
1引言
国家测绘局于2006年启动了“数字城市地理空间框架建设示范工程”项目,通过在全国选择若干具备条件的城市作为试点,开展数字城市地理空间框架建设,总结经验,推动数字中国、数字省区的建设,并下发了《关于做好数字城市地理空间框架建设试点工作的通知》,明确提出构建城市统一的地理信息公共平台的要求。玉林市成为数字城市是玉林市经济发展的契机,因此,本论文重点探讨玉林市如何构建数字城市地理信息平台。
本论文将主要结合玉林市的地理空间特点,探讨玉林市发展与构建数字城市地理信息平台的主要技术和实现方案,以期从中能够找到发展数字城市地理信息管理系统的模式与应用技术,并以此和广大同行分享。
2数字化城市地理信息系统应用现状
目前很多城市成立了基础地理信息中心,但没有很好地发挥作用,主要存在以下几个方面的问题。
(1) 各个城市的基础地理信息建设发展不平衡
不同的城市和地区对于城市基础地理信息系统的建设的必要性和需求不一,发达城市和地区已经深刻地认识到了地理信息的重要性,因此加大力度和投资,然而一些不发达城市和地区,由于自身经济实力和地理因素等原因,还没有体会到城市基础地理信息管理的重要性,而且没有合适的部门来投资进行市基础地理信息系统的建设。因此在城市基础地理信息系统的建设上存在很的差异。
(2) 城市基础地理信息的数据质量不是很高
数据的好坏,直接影响着系统应用分析结果的可靠性和系统应用目标的真正实现,而缺少数据质量保证的GIS(Geographic Information System,地理信息系统)系统的分析结果,将无法得到用户的信任。目前由于大部分城市在建设基础地理信息系统时是将原来的纸质地图进行数字化、扫描矢量化等,原来的地图和现在的地图在进行益加或匹配的时候,会有精度不一致的情况,在某种程度上会对城市基础地理信息系统的建设产生影响。
(3) 城市基础地理信息系统建设比较盲目
在沿海和南方一些经济较发达的城市进行GSI建设后,有一些城市比较盲目地从事城市基础地理信息系统的建设,结果造成了极大的浪费和损失,有些城市虽然建立了自己城市的基础地理信息系统,但是从来没有应用起来,因此城市基础地理信息系统的建设还要充分考虑各个部门和层次的用途需要,综合考虑,结合城市建设统一规划,才能更好地发挥出其作用。
3数字化城市地理信息平台的设计
3.1 系统架构设计
城市基础地理信息平台用于存储各个部门公用的数据,并通过城域网与各个职能部门的数据节点进行连接,形成一种分布式的空间数据共享应用环境。由于基础地理信息平台中的数据是各部门都需要的数据,因此又称其所在的服务器为数据中心节点,相应的其它专业部门的数据节点称为分节点。
基础地理信息平台的数据库是由中心节点和分节点组成的分布式网络数据库结构,数据库之间通过城域网相互连接。平台数据的核心是中心节点数据库,它存储着数字正射影像数据、数字高程模型数据、基本要素矢量数据、地名数据和相应的属性数据等基础地理信息数据,并通过元数据库和元数据平台来进行集成。而分节点则存储着相应部门的专业数据库,并通过中心节点提供的应用系统接口建立自身的上层部门应用系统来完成对中心节点的数据访问。
3.2 平台实现的关键技术探讨
(1) 城市地理信息数据存储技术探讨
在常见的地理信息系统中,都是将地理特征表达为带有分类属性的几何对象,然后以层(Layer)为概念组织、存储、修改和显示它们,分层几乎成了GIS(地理信息系统)的一个必不可少的基本特征。GIS分层思想给我们在地理对象的管理上带来了极大的方便,在实际应用中已广为开发者和使用者接受。因此,在本论文中,将采用基于图层的表达方式对城市地理信息数据进行存储。基于图层的数据组织方式如下:
① 对于地理位置上分布的空间数据,可以按空间范围划分图层,例如全国铁路交通图,就可由各个省市的铁路交通图组成。
② 对于空间范围相同的空间数据,可能由于应用的需要而人为地划分到不同图层里,即按专题划分图层,例如北京市交通图,按交通的种类可以划分为一级公路图、二级公路图、三级公路图、……。
③ 同样是对于空间范围相同的空间数据,可以按照空间数据的类型进行划分。由点状地物可以组成点图层,由线状地物组成线图层,由面状地物组成面图层,这种分层方式在地理信息系统的空间数据组织方法中是较为常见的一种。这也是在本文中用到的空间数据组织方式,它对于空间数据动态调用策略的实施非常适合。这里采用的技术手段也是将空间数据分层处理,每个图层数据存储在四个文件中,一般情况下都是按照点、线、面来组织空间数据以形成点图层、线图层和面图层。这种数据的组织方式也被称为简单型空间数据模型,每个图层只存储一种空间类型数据;但它不能构建拓扑,在某些领域中不能使用。
(2) 城市地理信息数据链接技术探讨
对于数字城市地理信息管理平台,海量的地理信息数据需要存储,一旦当需要调用某个地理信息数据时,也需要能够快速响应,因此对于海量的地理信息数据的链接设计就显得很重要。在本论文中,采用索引图文的方式来解决海量数据的快速调用响应这一问题。
索引图层就是将应用系统中涉及到的地理范围划分成若干个区域,并由这些区域对象构成的一个图层。每个区域对象对应若干个在该区域范围内可见的图层文件,当该空间区域对象部分或全部包含于当前视野范围内时,这些图层中的空间数据即被调用。索引图层的制作对于动态调用空间数据机制能否更少的调用多余空间数据起到举足轻重的作用。根据具体项目的空间数据的特点,索引图层中的区域单元划分得越细,就越能减少对视野范围外的空间数据的调用。有了索引图层,每当地图服务器从客户端得到新的视野范围后,并不用再对每个图层文件中的空间数据依次判断,而是首先判断当前视野范围内包含索引图层中的哪些区域对象,然后调用这些区域对象对应的图层文件,从而实现对相关地理信息数据的快速调用读取。
4结语
本论文对于数字城市地理信息平台的设计构建,是对数字城市地理信息管理系统研究的一次有益的尝试与探索,因而是值得推广的,当然,更多的技术问题还有赖于广大技术工作人员的共同努力才能够实现我国数字城市地理信息管理系统应用水平的长足发展。
参考文献:
[1] 吴信才,白玉琪,郭铃铃.地理信息系统(GIS)发展现状及展望[J].计算机工程与应用,2000, (4):8-10.