如何采用分層技術(shù)存儲GIS收據(jù)

我理解的你所謂的分層大致上有兩個方面，不知道LZ講的是哪個？以下分別列出：

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1. 不同的空間要素類型進行分層顯示

空間要素的集合類型包括點、線、面，而每一個幾何類型都有各自的存儲和顯示的特點。分圖層就是把不同的幾何對象按照要素集合類型進行分類存儲、顯示和分析處理。在實際中可以建立不同的類（Class）來抽象不同種類的幾何要素（點類，線類，面類等），然后派生出對象來代表不同的地理對象。

2. 多級別地圖數(shù)據(jù)的分層

通常來說就是按照不同的比例尺進行地理數(shù)據(jù)的分級別顯示。級別越高，顯示的細(xì)節(jié)越多；級別越低，顯示的細(xì)節(jié)越少。在GIS領(lǐng)域，細(xì)節(jié)層次模型（LOD）來專門處理數(shù)據(jù)縮放級別和顯示的問題。

gis中數(shù)據(jù)為何分層和如何分層

CAD制圖數(shù)據(jù)到GIS 數(shù)據(jù)的加工

一、現(xiàn)有基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)的生產(chǎn)狀況：

基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)成果的情況，取決于當(dāng)時生產(chǎn)所采用的設(shè)備情況和當(dāng)時的技術(shù)要求。設(shè)備包括硬件和軟件，當(dāng)沒有電子設(shè)備和計算機軟硬件出現(xiàn)時，我們的成果只是一張白紙圖。后來出現(xiàn)了電子設(shè)備，也出現(xiàn)了計算機軟硬件，這時數(shù)據(jù)的成果很大程度上是取決于軟件。目前，我們正處于這樣的狀況。現(xiàn)在，在我們基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門，一般使用兩種軟件，一種是CAD設(shè)計制圖軟件，如：AUTOCAD和MICROSTATION等，另一種是GIS軟件，如ARCINFO、MAPINFO等，實際上這兩種軟件從底層設(shè)計上，都不是為空間數(shù)據(jù)所設(shè)計，而且兩者有很大的差異。設(shè)計制圖軟件很注重于微觀的事物，他更多的是考慮制圖的精美，而很少考慮數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化問題，他可以制作出精美的圖，但只是為了看而已，計算機如何記錄，如何分析，他沒有太多的考慮。而GIS軟件恰好相反，他比較注重于宏觀，他是要做宏觀的分析，要有好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要為很多行業(yè)所應(yīng)用，而沒有太多考慮精美制圖。故兩者都沒有辦法做到空間數(shù)據(jù)的制圖和GIS要求的統(tǒng)一。由于沒有一套在全世界都流行的專注于空間數(shù)據(jù)的軟件，因此，很多人只好把CAD設(shè)計制圖軟件拿來做二次開發(fā)，想盡辦法來適應(yīng)空間數(shù)據(jù)的要求，尤其是GIS的要求。結(jié)果，在制圖方面沒有問題，在適應(yīng)GIS方面，很難走下去，實現(xiàn)起來實在是困難，或著效率很低。但目前這是我們大部分城市基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門的現(xiàn)狀。再加上，以前的要求也低，因此現(xiàn)在的基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)，尤其是城市基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)大部分還是一個制圖數(shù)據(jù)。

以上我們所談到，大部分城市基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)目前還是處于一種初級的制圖數(shù)據(jù)。但隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，許多部門如：土地、規(guī)劃、水利、交通、電力、電信等都開始廣泛的使用GIS技術(shù)，隨之而來的是對數(shù)據(jù)提出了更高的要求，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不但能夠制圖，而且能夠符合GIS的要求，做GIS應(yīng)用。然而，我們現(xiàn)在大部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門還是不能提供GIS數(shù)據(jù)，因為沒有做從制圖數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)的加工。因而，使用者只能自己去加工數(shù)據(jù)，要花費大量的人力、財力和時間。如某特大型城市防汛部門，花100萬元買了城市的基礎(chǔ)圖，又花了30多萬元進行數(shù)據(jù)加工，用了半年多的時間，而且數(shù)據(jù)更新時會更麻煩。單一家不要緊，然而要用到GIS數(shù)據(jù)的部門很多，每家都從基礎(chǔ)做起，都是些重復(fù)性的工作，這實在是社會資源的浪費，而且會在時間上耽誤很多工作。實際上，最需要做這個工作的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門，因為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門只須做一次，應(yīng)用部門就不會再做那么多的重復(fù)性工作，大大節(jié)省資金和時間。對于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門也有很大的好處，因為提供了非常好的數(shù)據(jù)，就會得到很多部門的認(rèn)可，提高自己的知名度，更多的單位會購買，而且，可以提高一些價格，這客戶完全是會接受，會帶來很大的收益。我們可以把制圖數(shù)據(jù)看作是一個粗加工的產(chǎn)品，GIS數(shù)據(jù)看作是一個精加工的產(chǎn)品，往往精加工的產(chǎn)品會帶來更高的收益?，F(xiàn)在城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也不一定具有壟斷地位，很多城市，規(guī)劃、土地都有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這也形成了一種競爭，那更需要提高數(shù)據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量，有更強的競爭力。除了以上的原因，制圖數(shù)據(jù)加工成GIS數(shù)據(jù)也是為建立大型省級或城市基礎(chǔ)地理信息庫做前期的數(shù)據(jù)預(yù)備。因此，制圖數(shù)據(jù)向GIS 數(shù)據(jù)的加工，是基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門迫切要做的事情，搶占這個先機，會帶來很大收獲。

很多對數(shù)據(jù)不是很了解的人認(rèn)為，制圖數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)是一個簡單的工作，他認(rèn)為不就是一個數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換嗎？但實際上，這種理解是十分狹隘的，他提的是一個轉(zhuǎn)換，而我們提的是一種加工。這兩者有著很大區(qū)別，加工包括了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，更重要的是要根據(jù)要求做大量的編輯工作，這是因為GIS數(shù)據(jù)要求更為嚴(yán)格一些，因為他是要讓電腦利用數(shù)據(jù)去分析，必須要有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)模型，而制圖只是人看看而已。在GIS數(shù)據(jù)中要求有代碼、有屬性、有嚴(yán)格的分層，實體要保持是一個整體，不能有不合理的懸掛點和偽節(jié)點，要構(gòu)面、提取中心線等等嚴(yán)格的要求，因此他絕對不僅僅是一項數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化那樣簡單的工作。舉一個不太恰當(dāng)?shù)睦?，但比較形象，對于GIS分析應(yīng)用來說，制圖數(shù)據(jù)簡直就象是一堆垃圾，稱之為垃圾，是因為不經(jīng)加工，他是沒有用的。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，似乎是給這堆垃圾換了一個地方，但他本質(zhì)的東西還是沒有變化，還是沒有價值，只有給他做了回收，進行再加工，他才能變成有用的，GIS所要求的數(shù)據(jù)。具體來講：制圖數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)加工主要要做以下工作：1、 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換：由于受CAD制圖軟件和GIS軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異的影響，想直接在CAD軟件上加工GIS數(shù)據(jù)，非常困難，而且效率很低，一般是采用別的加工軟件。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換首先是圖的轉(zhuǎn)換，這個比較簡單，一般都能轉(zhuǎn)過去，但要注重不能有丟失現(xiàn)象。假如CAD軟件中已經(jīng)有了編碼（由于CAD軟件不支持編碼，故很多都把線形的編碼放在厚度值中或用線形等來表示，點符號用塊來表示），那要通過制作對照表，直接讓軟件把代碼轉(zhuǎn)換過來，按照新的方案，放入各自的層中。2、 進行圖形檢查、編輯處理，這主要有：① 檢查沒有代碼或代碼錯誤的地物，并處理② 檢查給錯層的地物，并處理③ 斷線的連接，如等高線、水系、道路等④ 電力線、通訊線等的連通⑤ 檢查懸掛點和偽節(jié)點，并處理⑥ 檢查是否有重點和重線、線條是否有自相交或打折，并處理⑦ 道路中心線的提?、?構(gòu)面的建筑物要閉合⑨ 要構(gòu)面的植被、水系等，周邊的線條所圍成的圖形不能“漏氣”⑩ 對于打散成基本圖元的圖形，要重新畫，假如軟件有矢量跟蹤提取的功能，進行矢量提取3、 錄入屬性或注記轉(zhuǎn)屬性GIS數(shù)據(jù)要求是有屬性的，可以通過人工錄入，也可以對那些已有的注記，如房屋的結(jié)構(gòu)、層數(shù)，高程點的注記，通過注記轉(zhuǎn)屬性的方法，（假如軟件提供此功能）快速轉(zhuǎn)換。4、 屬性檢查：根據(jù)數(shù)據(jù)的要求，檢查屬性值，如屬性是否為空值，是否具有唯一性等。5、 拓?fù)錁?gòu)面 構(gòu)面也是工作量比較大的工作，一般的是房屋、水系、植被構(gòu)面，這里房屋、水系構(gòu)面較為簡單，只要閉合就可以了。最難處理的是植被構(gòu)面，因為植被是由不同層不同地物所圍成的，最傳統(tǒng)的方法是再畫一遍，這樣效率太低，好的軟件可以自動搜索周邊的線條，會自動拷貝一些構(gòu)面輔助線到植被層，從而直接構(gòu)面。6、 拓?fù)錂z查檢查有沒有標(biāo)識點，還是多于一個，并做處理；檢查小于一定面積的拓?fù)涿?，并做處理；檢查懸掛線，并做處理。7、 接邊為了能形成無縫的地圖，需要進行接邊。接邊的工作量也較大。不同的軟件效率差別很大，要選擇高效率的軟件。8、 根據(jù)后端數(shù)據(jù)的要求，進行轉(zhuǎn)換或入庫以上為一般的制圖數(shù)據(jù)到GIS數(shù)據(jù)加工的大致步驟，數(shù)據(jù)加工會因為標(biāo)準(zhǔn)要求不同，會在某些細(xì)節(jié)上有差別，但工作量的差別比較大。四、GEOWAY是制圖數(shù)據(jù)到GIS 數(shù)據(jù)加工的良好選擇

GEOWAY是由北京吉威數(shù)源信息技術(shù)有限公司經(jīng)過多年的積累在GEOSCAN（國內(nèi)聞名的掃描矢量化軟件）基礎(chǔ)上開發(fā)的一套空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)、加工軟件。此套軟件從底層結(jié)構(gòu)上就專門為空間數(shù)據(jù)而設(shè)計，綜合考慮了空間數(shù)據(jù)的制圖和GIS應(yīng)用，吸取了CAD軟件、GIS軟件的優(yōu)點，實現(xiàn)了一套數(shù)據(jù)，既可以做GIS應(yīng)用，又可以制作精美的國家標(biāo)準(zhǔn)圖和專題圖的雙重用途，解決了空間數(shù)據(jù)面臨的一個巨大難題。 制圖數(shù)據(jù)到GIS 數(shù)據(jù)加工是GEOWAY軟件其中的一項功能，他的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面：1、 GEOWAY有非常強的數(shù)據(jù)交換能力：GEOWAY不但可以和AUTOCAD（DXF）、MICROSTATION（DGN）、ARCINFO（E00）、ARCVIEW（SHP）、MAPINFO（MIF）、中國空間數(shù)據(jù)交換格式（VCT）、JX4（VTR）、VirtuoZo（XYZ）等常用數(shù)據(jù)格式進行圖形無損交換，而且可以利用對照表，實現(xiàn)代碼和屬性的無損交換，這為數(shù)據(jù)加工奠定了一個良好的基礎(chǔ)。2、 GEOWAY有很好的矢量跟蹤能力： GEOWAY可以用矢量跟蹤的方法把碎化的點、線符號快速提取出來，并賦予代碼和屬性，再不需要人工重新去畫，大大提高工作效率。3、 GEOWAY有非常強大的編輯功能：GEOWAY的編輯功能是經(jīng)過多年大量實踐，而專門針對空間數(shù)據(jù)設(shè)計出來的，具有人性化和高效性。如等高線的連接，他不是簡單的把兩條線按距離連接起來，這樣一方面可能會連錯，把高程不同的連在一起，另外也不符合等高線是按高程點內(nèi)插出來的弧線的要求。GEOWAY的做法是用構(gòu)TIN的辦法，把等高線反演出來，實現(xiàn)正確連接。4、 GEOWAY有非常強大的質(zhì)檢和處理能力：質(zhì)檢，以前的辦法是通過人工來檢查，這種檢查只適用于制圖數(shù)據(jù)的檢查，而且非常費時，對于GIS數(shù)據(jù)，這種辦法在很多時候不能解決問題，如：屬性、拓?fù)?、重線、重點、偽節(jié)點等的檢查 。 GEOWAY 提供了強大的軟件質(zhì)檢功能，檢查的項目有很多：對圖形的有：自相交和打折、兩線相交、重線和重點、懸掛點和偽節(jié)點等;對屬性的檢查有：唯一性、長度、面積、高程、屬性內(nèi)容、空值等；對拓?fù)涞臋z查有：標(biāo)識點、拓?fù)涿?、懸掛線等；還有的檢查有：等高線、凹地高程、編碼、點線矛盾等。除了高效的檢查出問題，還提供了批處理和人工交互的方法來快速處理這些問題。5、 GEOWAY可方便地實現(xiàn)注記轉(zhuǎn)屬性和屬性轉(zhuǎn)注記： 很多GIS要求的簡單屬性，如高程、建筑物結(jié)構(gòu)和層數(shù)等，都在制圖數(shù)據(jù)中的注記就有，假如我們把這些屬性再重新人工錄入一遍，那工作量之大可想而知。GEOWAY引入注記轉(zhuǎn)屬性的功能，經(jīng)過一些設(shè)置，軟件會自動把那些注記轉(zhuǎn)到屬性中。另外，假如錄入了屬性，也可以把他轉(zhuǎn)為注記。6、 GEOWAY有很好的拓?fù)錁?gòu)面功能：現(xiàn)在大家公認(rèn)的最好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是：ESRI公司ARCGIS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用弧段的方式。GEOWAY的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也是采用這一方法。此法構(gòu)面工作量小，而且不是填充面，是真正的拓?fù)涿?。對較難的植被構(gòu)面，GEOWAY提供了自動搜索邊界，自動添加輔助線構(gòu)面的功能。7、 GEOWAY有很好的接邊功能：GEOWAY可實現(xiàn)多圖幅同時帶屬性約束的智能接邊，可以實時對接邊對象進行編輯和處理。

什么是GIS？

GIS（Geography Information

System）是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟、硬件支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、輸入、管理、編輯、查詢、分析、模擬和顯示，并采用空間模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)信息，為地理研究和決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。

它是集計算機科學(xué)、測繪學(xué)、地理學(xué)、空間科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、管理學(xué)為一體的新興科學(xué)，它以高效的數(shù)據(jù)管理能力、空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)監(jiān)測能力，成為目前一種有效的管理決策工具，廣泛應(yīng)用于土地管理、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、工程建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)、商業(yè)等各個領(lǐng)域。

目前的旅游管理與開發(fā)中對GIS的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方而：

旅游信息的查詢。旅游行業(yè)主要是通過提供詳細(xì)的信息服務(wù)的方式來吸引游客。GIS便可以為游客提供關(guān)于旅游地區(qū)的各種信息。例如：在旅游交易會、旅行社中運用互聯(lián)網(wǎng)上的旅游網(wǎng)站、多媒體導(dǎo)游系統(tǒng)中通常是文、聲、圖都具備的查詢系統(tǒng)。

旅游專題圖的制作。GIS所具有豐富性的文本及圖形編輯功能，能夠便于相關(guān)人員對數(shù)據(jù)庫的更新與維護。GIS對數(shù)據(jù)進行儲存所選擇的方式通常是分層儲存，所以它不但可以根據(jù)客戶的需求進行數(shù)據(jù)的輸出，同時也可以對各種專題進行分層或疊加性專題圖的輸出。

旅游開發(fā)決策的輔助。城市規(guī)劃過程中已經(jīng)對GIS的空間分析功能進行成熟的應(yīng)用，同時，它也可以在旅游開發(fā)決策中得到較為合理的運用。

通常情況下是先通過對地形、氣候、交通、地質(zhì)等與旅游資源的評價圖進行合理化的疊加，選擇出優(yōu)先發(fā)展的區(qū)域，之后借助GIS的網(wǎng)絡(luò)分析功能對旅游路線的布局進行合理安排，最后再通過借助GIS的緩沖區(qū)分析功能，對風(fēng)景區(qū)的發(fā)展?jié)撃芗氨Ｗo區(qū)域等進行整體性的確定。

擴展資料：

GIS的基本功能是將表格型數(shù)據(jù)(無論它來自數(shù)據(jù)庫、電子表格文件或直接在程序中輸入)轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示，然后對顯示結(jié)果瀏覽、操作和分析。其顯示范圍可以從洲際地圖到非常詳細(xì)的街區(qū)地圖。顯示對象包括人口、銷售情況、運輸路線以及其他內(nèi)容。

GIS技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫管理、圖形圖像處理、地理信息處理多方面的基礎(chǔ)技術(shù)，在計算機軟件和硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，為各行業(yè)提供規(guī)劃、管理、研究、決策等方面的解決方案。

GIS物流分析軟件集成了車輛路線模型、最短路徑模型、網(wǎng)絡(luò)物流模型、分配集合模型和設(shè)施定位模型等。

車輛路線模型。用于解決一個起始點、多個終點的貨物運輸中，如何降低物流作業(yè)費用，并保證服務(wù)質(zhì)量的問題：包括決定使用多少輛車，每輛車的行駛路線等。

網(wǎng)絡(luò)物流模型。用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問題，也就是物流網(wǎng)點布局問題。

分配集合模型?？梢愿鶕?jù)各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組，用以解決確定服務(wù)范圍和銷售市場范圍等問題。

設(shè)施定位模型。用于確定一個或多個設(shè)施的位置。在物流系統(tǒng)中，倉庫和運輸線共同組成了物流網(wǎng)絡(luò)，倉庫處于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點上，結(jié)點決定著線路如何根據(jù)供求的實際需要并結(jié)合經(jīng)濟效益等原則，在既定區(qū)域內(nèi)設(shè)立多少個倉庫，每個倉庫的位置，每個倉庫的規(guī)模，以及倉庫之間的物流關(guān)系等，運用此模型均能很容易地得到解決。

GIS技術(shù)在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

0 引言

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展、空間技術(shù)的日新月異及計算機圖形學(xué)理論的日漸完善，GIS（Geographic Information System）技術(shù)也日趨成熟，并且逐漸被人們所認(rèn)識和接受。近年來，GIS被世界各國普遍重視，尤其是“數(shù)字地球”概念的提出，使其核心技術(shù)GIS更為各國政府所關(guān)注。目前，以管理空間數(shù)據(jù)見長的GIS已經(jīng)在全球變化與監(jiān)測、軍事、資源管理、城市規(guī)劃、土地管理、環(huán)境研究、農(nóng)作物估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)測、交通管理、礦產(chǎn)資源評價、文物保護、濕地制圖以及政府部門等許多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。當(dāng)前GIS正處于急劇發(fā)展和變化之中，研究和總結(jié)GIS技術(shù)發(fā)展，對進一步開展GIS研究工作具有重要的指導(dǎo)意義。因此，本文就目前GIS技術(shù)的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢進行總結(jié)和分析。

1 GIS研究現(xiàn)狀及其分析

1.1 GIS研究現(xiàn)狀

世紀(jì)90年代以來，由于計算機技術(shù)的不斷突破以及其它相關(guān)理論和技術(shù)的完善，GIS在全球得到了迅速的發(fā)展。在海量數(shù)據(jù)存儲、處理、表達、顯示及數(shù)據(jù)共享技術(shù)等方面都取得了顯著的成效，其概括起來有以下幾個方面[1]：①硬件系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機結(jié)構(gòu)，初步形成了網(wǎng)絡(luò)化、分布式、多媒體GIS；②在GIS的設(shè)計中，提出了采用“開放的CIS環(huán)境”的概念，最終以實現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)共享為目標(biāo)；③高度重視數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題，并已形成一些較為可行的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；④面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已經(jīng)問世，正在發(fā)展稱之為“對象——關(guān)系DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）”；⑤以CIS為核心的“3S”技術(shù)的逐漸成熟，為資源與環(huán)境工作提供了空間數(shù)據(jù)新的工具和方法；⑥新的數(shù)學(xué)理論和工具采用CIS，使其信息識別功能、空間分析功能得以增強等等。

在GIS技術(shù)不斷發(fā)展下，目前GIS的應(yīng)用已從基礎(chǔ)信息管理與規(guī)劃轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)、預(yù)測預(yù)報，與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合用于全球監(jiān)測，成為重要的輔助決策工具。據(jù)有關(guān)部門估計，目前世界上常用的GIS軟件己達400多種[2].國外較著名的GIS軟件產(chǎn)品有[3]：Auotodesk系列產(chǎn)品、Arc/Info、MapInfo及其構(gòu)件產(chǎn)品、Intergraph、Microstation等，還有Web環(huán)境下矢量地圖發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如XML、GML、SVG等等。我國GIS軟件研制起步較晚，比較成熟的測繪軟件主要有南方CASS，MapGIS，GeoStar，SuperMap等。盡管現(xiàn)存的GIS軟件很多，但對于它的研究應(yīng)用，歸納概括起來有二種情況：一是利用GIS系統(tǒng)處理用戶的數(shù)據(jù)；二是在GIS的基礎(chǔ)上，利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)用戶專用的GIS軟件。目前已成功應(yīng)用包括資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個領(lǐng)域。在美國及發(fā)達國家，GIS的應(yīng)用遍及環(huán)境保護、災(zāi)害預(yù)測、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，加速了GIS應(yīng)用的進程，在城市規(guī)劃管理、交通運輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮r重要的作用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.2 當(dāng)前GIS發(fā)展存在的主要問題

基于以上GIS技術(shù)現(xiàn)狀研究，本文分析認(rèn)為GIS技術(shù)在模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面存在著不足，一定程度上制約了GIS技術(shù)的發(fā)展。

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面存在的問題

目前通用的GIS主要有矢量、柵格或兩者相加的混合系統(tǒng)，即使是混合系統(tǒng)實際上也是將兩類數(shù)據(jù)分開存儲，當(dāng)需要執(zhí)行不同的任務(wù)時采用不同的數(shù)據(jù)形式。在矢量結(jié)構(gòu)方面，其缺點是處理位置關(guān)系（包括相交、通過、包含等）相當(dāng)費時，且缺乏與DEM和RS直接結(jié)合的能力。在柵格結(jié)構(gòu)方面，存在著柵格數(shù)據(jù)分辨率低，精度差；難以建立地物間的拓?fù)潢P(guān)系；難以操作單個目標(biāo)及柵格數(shù)據(jù)存貯量大等問題[4].

（2）GIS模型存在的問題

傳統(tǒng)GIS模型是按照計算機的方法對客觀世界地理空間不自然的分割和抽象，使得人們認(rèn)知地理空間的認(rèn)知模型與計算機中的數(shù)據(jù)模型不能形成良好的對應(yīng)關(guān)系，難以表達復(fù)雜的地理實體，更難滿足客觀世界的整體特征要求。在GIS軟件開發(fā)中，如果語義分割不合理，將難以有效表達地理空間實體間的關(guān)系，這就導(dǎo)致較深層次的分析、處理操作難以實現(xiàn)。隨著GIS應(yīng)用需求領(lǐng)域的不斷開拓及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，對空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，使得傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)模型力不從心，逐漸暴露其弊端。

目前，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型一定程度上解決了傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)模型的某些不足，但是OODB（面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫）目前仍未在市場以及關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用方面被廣泛接受，因為OODB作為一個DBS還不太成熟，如缺少完全非過程性的查詢語言以及視圖、授權(quán)、動態(tài)模式更新和參數(shù)化性能協(xié)調(diào)等；且OODB與RDB之間缺少應(yīng)有的兼容性，因而使得大量的已建立起來的龐大的RDB客戶不敢輕易地去選擇OODB.

（3）其他方面亟待解決的問題

當(dāng)前，GIS正處在一個大變革時期，GIS的進一步發(fā)展還面臨不少問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面[5]：①GIS設(shè)計與實現(xiàn)的方法學(xué)問題。在GIS設(shè)計與實現(xiàn)過程中缺乏面向?qū)ο蟮恼J(rèn)知方法學(xué)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法學(xué)的指導(dǎo)，導(dǎo)致GIS軟件系統(tǒng)的可靠性和可維護性差；②GIS的功能問題。當(dāng)前以數(shù)據(jù)采集、存儲、管理和查詢檢索功能為主的GIS，不能滿足社會和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展在空間分析、預(yù)測預(yù)報、決策支持等方面的要求，直接影響到GIS的應(yīng)用效益和生命力；③三維GIS模型及可視化問題。目前大多數(shù)GIS軟件的圖形顯示是基于二維平面的，即使是三維效果顯示也是采用DEM的方法來處理表達地形的起伏，涉及到地底下真三維的自然和人工現(xiàn)象顯得無能為力。

2 GIS未來發(fā)展趨勢

2.1數(shù)據(jù)管理方面

（1）多比例尺、多尺度和多維空間數(shù)據(jù)的表達[6]

對于多比例尺數(shù)據(jù)的顯示，將運用影像金字塔技術(shù)、細(xì)節(jié)分層技術(shù)和地圖綜合等技術(shù)；而為了實現(xiàn)GIS的動態(tài)、實時和三維可視化，出現(xiàn)存儲真三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的3D GIS和真四維時空GIS，這其中涉及了空間數(shù)據(jù)的海量存儲、時空數(shù)據(jù)處理與分析以及快速廣域三維計算與顯示等多項理論與技術(shù)[7].

（2）三庫一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方向

空間數(shù)據(jù)庫向著真正面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和圖形矢量庫、影像柵格庫和DEM格網(wǎng)庫三庫一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展[8].這種三庫一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變了以圖層為處理基礎(chǔ)的組織方式，實現(xiàn)了直接面向空間實體的數(shù)據(jù)組織，使多源空間數(shù)據(jù)的錄入與融合成為了可能，從而為GIS與遙感技術(shù)的集成創(chuàng)造了條件。

（3）基于空間數(shù)據(jù)倉庫（Spatial Data warehouse）的海量空間數(shù)據(jù)管理的研究

空間數(shù)據(jù)量非常大，而且數(shù)據(jù)大都分散在政府、私人機構(gòu)、公司的各個部門，數(shù)據(jù)的管理與使用就變得非常復(fù)雜，但這些空間數(shù)據(jù)又具有極大的科學(xué)價值和經(jīng)濟價值，因此大多數(shù)發(fā)達國家都比較重視空間數(shù)據(jù)倉庫的建立工作，許多研究機構(gòu)和政府部門都參與到空間數(shù)據(jù)倉庫建立的研究工作。

（4）利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進行知識發(fā)現(xiàn)

空間數(shù)據(jù)挖掘是從空間數(shù)據(jù)庫中抽取隱含的知識、空間關(guān)系以及其他非顯式的包含在空間數(shù)據(jù)庫中但以別的模式存在的信息供用戶使用，這是GIS應(yīng)用的較高層次。由于目前空間數(shù)據(jù)的組織與管理仍局限于二維、靜態(tài)、單時相，且仍以圖層為處理基礎(chǔ)，因此，當(dāng)前的GIS軟件和空間數(shù)據(jù)庫還不能有效地支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘。

2.2技術(shù)集成方面

（1）“3S”集成

“3S”是GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）和GIS的簡稱，“3S”集成是指將遙感、空間定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)這三種對地觀測技術(shù)有機地集成在一起。地理信息是一種信息流，RS、GPS和GIS中任何一個系統(tǒng)都只側(cè)重于信息流特征中的一個方面，而不能滿足準(zhǔn)確、全面地描述地理信息流的要求。因此，無論從物質(zhì)運動形式、地學(xué)信息的本質(zhì)特征還是“3S”各自的技術(shù)特征來說，“3S”集成都是科技發(fā)展的必然結(jié)果。

目前，“3S”集成還僅限于兩兩結(jié)合方式，這是“3S”集成的初級和基礎(chǔ)起步階段，其核心是GIS與RS的結(jié)合。這種兩兩結(jié)合雖然優(yōu)于單一系統(tǒng)，但是仍然存在以下缺陷。將“3S”進行集成從而形成一體化的信息技術(shù)體系是非常迫切的。這種集成包括空基“3S”集成和地基“3S”集成，即在硬件方面建立具有同步獲取涉譜數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的高重復(fù)觀測能力的平臺，而在軟件方面使GIS支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝，同時解決圖形和圖像數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理問題。

（2）GIS與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）是一種最有效地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機交互技術(shù)，是當(dāng)代信息技術(shù)高速發(fā)展和集成的產(chǎn)物。從本質(zhì)上說，虛擬現(xiàn)實就是一種先進的計算機用戶接口，通過計算機建立一種仿真數(shù)字環(huán)境，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形、聲音和接觸感受，利用多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，用戶可以如同在真實世界那樣“處理”計算機系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛擬物體。將虛擬和重建逼真的、可操作的地理三維實體，GIS用戶在客觀世界的虛擬環(huán)境中能更有效的管理、分析空間實體數(shù)據(jù)。因此，開發(fā)虛擬GIS已成為GIS發(fā)展的一大趨勢。

（3）分布式技術(shù)、萬維網(wǎng)與GIS的結(jié)合[9]

目前，隨著Internet技術(shù)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)深人到各行各業(yè)，作為與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的GIS也不例外，它們的結(jié)合產(chǎn)生了web GIS.當(dāng)前Web GIS系統(tǒng)已經(jīng)得到迅速的發(fā)展，到1999年1月，僅在美國出現(xiàn)的這類系統(tǒng)就有23種之多。又由于客戶端可能會采用新的應(yīng)用協(xié)議，因此也被認(rèn)為是Internet GIS.

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，分布式計算的優(yōu)勢日益凸顯，GIS與分布式技術(shù)結(jié)合也就成為必然，它們的結(jié)合即構(gòu)成了分布式CIS.它就是指利用最先進的分布式計算技術(shù)來處理分布在網(wǎng)絡(luò)上的異構(gòu)多源的地理信息，集成網(wǎng)絡(luò)上不同平臺上的空間服務(wù)，構(gòu)建一個物理上分布，邏輯上統(tǒng)一的GIS.它與傳統(tǒng)GIS最大的區(qū)別在于它不是按照系統(tǒng)的應(yīng)用類別、運行環(huán)境劃分的，而是按照系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布特征和針對其中數(shù)據(jù)處理的計算特征而分類的。

（4）移動通信技術(shù)與CIS的結(jié)合發(fā)展[10]

WAP/WML技術(shù)作為無線互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個熱點，已經(jīng)顯示了其巨大的應(yīng)用前景和市場價值。WAP柳ML技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了移動GIS（Mobile GIS）應(yīng)用和無線定位服務(wù)LBS（Location一basedServices）。通過WAR/WML技術(shù)，移動用戶幾乎可以在任何地方、時間獲得網(wǎng)絡(luò)提供的各種服務(wù)。無線定位服務(wù)將提供一個機會使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進人到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域里。大多數(shù)的分析家都認(rèn)為，到2010年，無線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來將會由其機動性所決定。

當(dāng)前用于地理信息交互的語言還不足以完成真正的“設(shè)備無關(guān)接口”的互操作。各種移動設(shè)備對于從地理信息服務(wù)器所獲得的信息，其表現(xiàn)方式是各不相同的，用戶輸人方式也不相同。因此，對于不同的移動設(shè)備需要一種統(tǒng)一的標(biāo)記語言。無線定位服務(wù)將提供一個機會使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進人到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域里：大多數(shù)的分析家都認(rèn)為，到2010年，無線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來將會由其機動性所決定。

（5）GIS與決策支持系統(tǒng)（DSS）的集成[11]

決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，簡稱DSS）是以管理學(xué)、運籌學(xué)、控制論、行為科學(xué)和人下智能為基礎(chǔ)，運用信息仿真和計算手段為基礎(chǔ)，綜合利用現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)庫、信息和模型來輔助決策者或決策分析人員解決結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化問題，甚至非結(jié)構(gòu)化問題的人機交互系統(tǒng)。

目前，絕大多數(shù)的GIS還僅限于圖形的分析處理，缺乏對復(fù)雜空間問題的決策支持，而目前絕大多數(shù)的DSS則無法向決策者提供一個友好的可視化的決策環(huán)境。因此，將GIS與DSS相集成，最終形成空間決策支持系統(tǒng)（SDSS），借助GIS強大的空間數(shù)據(jù)處理分析功能，并在DSS中嵌入空間分析模塊，從而輔助決策者求解復(fù)雜的空間問題，這是GIS應(yīng)用向較高層次的發(fā)展。其中SDSS中知識的表達、獲取和知識推理以及模型庫、知識庫、數(shù)據(jù)庫三庫接口的設(shè)計是啞待解決的關(guān)鍵問題。

2.3 發(fā)展歷程方面

自20世紀(jì)60年代世界上第一個GIS——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）問世以來，經(jīng)過40年的發(fā)展，GIS經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展。目前，隨著第三代互聯(lián)網(wǎng)的提出與實施，以及計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的飛速發(fā)展，GIS即將步入第四代GIS發(fā)展階段。

第四代GIS軟件將在數(shù)據(jù)組織、存儲、檢索和運算等方面發(fā)生革命性的變革。數(shù)據(jù)組織應(yīng)該是面向空間實體的，空間位置只是實體眾多屬性中的一類，它應(yīng)和其它屬性有機地組織在一起并統(tǒng)一存放：“關(guān)系”概念和“關(guān)系運算”應(yīng)該加以擴充，應(yīng)該包括空間關(guān)系及其運算；傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化查詢語言應(yīng)該擴充，把空間關(guān)系及其查詢包括在里面；以倒排表為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫索引機制應(yīng)該擴展，建立至少包括拓?fù)潢P(guān)系在內(nèi)的新的索引機制；數(shù)據(jù)存儲機制應(yīng)該適應(yīng)空間數(shù)據(jù)提取和計算的要求等。只有實現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的一體化存儲和處理，才能自由地、方便地、快速地實現(xiàn)人們所期望的處理功能。在功能上，第四代GIS軟件應(yīng)該具備支持?jǐn)?shù)字地球（區(qū)域、城市）的能力，成為OS、DBMS之上的主要應(yīng)用集成平臺，它具有統(tǒng)一的海量存儲、查詢和分析處理能力、一定的三維和時序處理能力、強大的應(yīng)用集成能力和靈活的操縱能力，且具有一定的虛擬現(xiàn)實表達。

3 結(jié)束語

通過以上對GIS現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的分析，可以看出，GIS作為信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，正以前所未有的速度向前發(fā)展。把握當(dāng)前GIS的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及不足，有利于人們預(yù)見GIS的發(fā)展趨勢，站在更高更遠的角度去揚長避短，較好地促進GIS技術(shù)的快速發(fā)展。隨著地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化住處產(chǎn)品在全世界的普及，GIS將深人到各行各業(yè)以至千家萬戶，成為人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具和助手。

新聞標(biāo)題：包含采用分層技術(shù)的GIS系統(tǒng)的詞條
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