|
地理信息系統(tǒng)的基本技術(shù)與發(fā)展動(dòng)態(tài)
（作者未知） 2009/6/7
（接上頁）圖象處理子系統(tǒng).
地理數(shù)據(jù)采集的另一項(xiàng)主要進(jìn)展是GPS技術(shù).GPS可以準(zhǔn)確、快速地定位在地球表面的任何地點(diǎn)，因而，除了作為原始地理信息的來源外，GPS在飛行器跟蹤、緊急事件處理、環(huán)境和資源監(jiān)測(cè)、管理等方面有著很大的潛力.
(2)存儲(chǔ).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(jì)算機(jī)中有效存儲(chǔ)和管理這兩類數(shù)據(jù)是GIS的基本問題.在計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的今天，盡管微機(jī)的硬盤容量已達(dá)到GB級(jí)，但計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器對(duì)靈活、高效地處理地圖這類對(duì)象仍是不夠的.GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卻有其獨(dú)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，整張地圖是所有層疊加的結(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脩舻囊笞鞒隹焖俜磻?yīng).
地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)效率，從而影響整個(gè)GIS的性能.基于微機(jī)平臺(tái)的MAPGIS能夠快速、高效地處理多達(dá)上萬幅的海量地圖庫，這不僅在國(guó)產(chǎn)GIS軟件中處于領(lǐng)先地位，即使與國(guó)外同類產(chǎn)品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問題密切相關(guān).
(3)地理數(shù)據(jù)的操作和分析.GIS中對(duì)數(shù)據(jù)的操作提供了對(duì)地理數(shù)據(jù)有效管理的手段.對(duì)圖形數(shù)據(jù)(點(diǎn)、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(duì)地物的描述，對(duì)其中一類數(shù)據(jù)的操作勢(shì)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)一致性和操作效率問題是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(duì)于許多應(yīng)用領(lǐng)域是至關(guān)重要的.
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(diǎn)線、點(diǎn)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(yùn)算，目標(biāo)集統(tǒng)計(jì)分析.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(kuò)展領(lǐng)域操作、區(qū)域操作、統(tǒng)計(jì)分析.
(4)輸出.將用戶查詢的結(jié)果或是數(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.輸出形式通常有兩種：在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示或通過繪圖儀輸出.對(duì)于一些對(duì)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(duì)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(biāo)變換、出版印刷等.
2 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)
近年來地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，其主要的原動(dòng)力來自日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)不斷提高的要求.另一方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進(jìn)的工具和手段，許多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)都可直接應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)中［3］.下面我們對(duì)當(dāng)前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域作一介紹. 2.1 GIS中面向?qū)ο?object oriented)技術(shù)研究 面向?qū)ο蠓椒槿藗冊(cè)谟?jì)算機(jī)上直接描述物理世界提供了一條適合于人類思維模式的方法，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應(yīng)用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS的發(fā)展方向.這是因?yàn)榭臻g信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理的一維信息更為復(fù)雜、瑣碎，面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪?fù)雜的空間信息提供了一條直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向?qū)ο蟮腉IS的一般結(jié)構(gòu).
面向?qū)ο蟮腉IS較之傳統(tǒng)GIS有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)所有的地物以對(duì)象形式封裝，而不是以復(fù)雜的關(guān)系形式存儲(chǔ)，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；(2)以對(duì)象為基礎(chǔ)，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸惤Y(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS可以直接定義和處理復(fù)雜的 地物類型；(4)根據(jù)面向?qū)ο髄ate_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方法，增強(qiáng)系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴(kuò)充性；(5)基于icon的面向?qū)ο蟮挠脩艚缑�，便于用戶操作和使�?
Smallworld GIS是目前面向?qū)ο驡IS中最為典型的代表.一些傳統(tǒng)的GIS也開始部分采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，如ARC/INFO 7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM 9,FACET系統(tǒng)等.
面向?qū)ο蟮腉IS也存在一些尚待進(jìn)一步研究的問題：(1)大對(duì)象的操作仍受硬件條件的限制；(2)對(duì)象的獨(dú)立性與顆粒度問題；(3)矢量和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一的、支持動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和復(fù)合對(duì)象表示的（未完，下一頁）
|