GIS原理与方法12-14GIS发展趋势

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1、中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院地理信息系统原理地理信息系统原理中国地质大学江城学院GIS GIS 原理与方法原理与方法 1 1 绪论绪论 2 2 空间数据结构空间数据结构 3 3 地理信息系统的地理数学基础地理信息系统的地理数学基础 4 4 地理信息系统的数据输入地理信息系统的数据输入 5 5 地理信息系统的数据处理地理信息系统的数据处理 6 6 空间数据管理空间数据管理 8 8 空间分析空间分析 9 9 数字高程模型数字高程模型 12 GIS12 GIS输出与数字地图输出与数字地图 13 13 地理信息系统工程地理信息系统工程 14 14 地理信息系统的发展趋势地理信息系统的发展趋

2、势 中国地质大学江城学院14 14 地理信息系统的发展趋势地理信息系统的发展趋势栅格数据结构、矢量数据结栅格数据结构、矢量数据结构构传统的传统的GIS系统系统空间分析空间分析面向对象的数据模型和多库一体面向对象的数据模型和多库一体化化大型关系数据库为后台的数据管大型关系数据库为后台的数据管理理数据挖掘和知识发现、数据融合数据挖掘和知识发现、数据融合 75%Data Conversion:10-15%Attribute TaggingSpatial 5%AnalysisData ConversionSpatial AnalysisAttribute Tagging中国地质大学江城学院14 14

3、地理信息系统的发展趋势地理信息系统的发展趋势 14.1 14.1 互操作互操作GISGIS 14.2 GIS14.2 GIS的集成化的集成化 14.3 GIS14.3 GIS的大众化和信息服务的大众化和信息服务 14.4 14.4 嵌入式嵌入式GISGIS 14.5 14.5 网格网格GISGIS中国地质大学江城学院14.14.互操作互操作GISGIS 1.GIS互操作的概念互操作的概念 GIS互操作是具有不同数据结构和数据格式的互操作是具有不同数据结构和数据格式的GIS系统的集成。以系统的集成。以互操作标准开发的不同互操作标准开发的不同GIS应用系统之间能动态地进行相互间的应用系统之间能动态

4、地进行相互间的功能调用，数据集之间可以透明地访问，从而允许用户通过网络功能调用，数据集之间可以透明地访问，从而允许用户通过网络实时获取不同系统中的地理信息，避免了冗余数据存储，这是实实时获取不同系统中的地理信息，避免了冗余数据存储，这是实现地理空间数据共享的一次深刻的技术革命。现地理空间数据共享的一次深刻的技术革命。中国地质大学江城学院 2.开放式地理信息系统（开放式地理信息系统（OGIS）及其特点）及其特点 （1）互操作性互操作性 OGIS提供地理数据和地理操作的标准接口，这些接口提供地理数据和地理操作的标准接口，这些接口支持孤立系统和网络，以完成应用程序之间的地理数据访问和交换；分支持孤立

5、系统和网络，以完成应用程序之间的地理数据访问和交换；分布式的客户布式的客户/服务器结构的地理操作和分布式对等实体的地理操作。服务器结构的地理操作和分布式对等实体的地理操作。（2）支持信息团体性）支持信息团体性 具有不同的应用背景的用户可以方便地交换地理具有不同的应用背景的用户可以方便地交换地理数据而不会造成语义的误解和损失。数据而不会造成语义的误解和损失。（3）普适性）普适性 通过通过OGIS定义的标准接口和协议，所有的应用程序，无论定义的标准接口和协议，所有的应用程序，无论是属于哪个专业领域，都可以方便地处理地理数据。是属于哪个专业领域，都可以方便地处理地理数据。（4）兼容性）兼容性 由于由

6、于OGIS并不定义地理数据的存储格式和处理方法，因此并不定义地理数据的存储格式和处理方法，因此基于基于OGIS的应用程序将能够与旧有的地理数据保持兼容。的应用程序将能够与旧有的地理数据保持兼容。（5）可移植性）可移植性 OGIS独立于软件、硬件及网络环境，因此，它不需修改独立于软件、硬件及网络环境，因此，它不需修改便可在不同的计算机上运行。便可在不同的计算机上运行。（6）可扩展性）可扩展性 硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，其性能和硬件平台的性能成正比；软件方面，可以随着新的地理数据类其性能和硬件平台的性能成正比；软件方面，可以随着

7、新的地理数据类型和处理方法的发展而发展，它具有容纳新的地理数据处理技术和新的型和处理方法的发展而发展，它具有容纳新的地理数据处理技术和新的分布计算平台技术的能力。分布计算平台技术的能力。（7）可伸缩性）可伸缩性 基于基于OGIS的应用程序通常由相对独立的软件组件构成，的应用程序通常由相对独立的软件组件构成，这些组件可以为各种计算环境重新配置，而不必考虑数据量的大小。这些组件可以为各种计算环境重新配置，而不必考虑数据量的大小。中国地质大学江城学院 3.OGIS的组成部分的组成部分 OGIS软件框架主要由软件框架主要由3部分组成：统一的开放部分组成：统一的开放式地理数据模型；统一的地理操作服务模型

8、和式地理数据模型；统一的地理操作服务模型和实现团体间的地理数据和操作资源共享的信息实现团体间的地理数据和操作资源共享的信息团体模型。团体模型。中国地质大学江城学院4.OGIS的实现技术的实现技术面向对象技术和分布计算技术面向对象技术和分布计算技术开放式数据库互连（开放式数据库互连（ODBC）分布式对象技术分布式对象技术中国地质大学江城学院14.14.GIS GIS的集成化的集成化 14.2.1 GPS14.2.1 GPS、RSRS与与GISGIS的集成的集成 14.2.2 GIS14.2.2 GIS多源空间数据集成多源空间数据集成 14.2.3 GIS14.2.3 GIS与应用模型集成与应用模

9、型集成 14.2.4 GIS14.2.4 GIS与专家系统的集成与专家系统的集成 14.2.5 GIS14.2.5 GIS应用平台集成应用平台集成 14.2.6 GIS14.2.6 GIS与多媒体技术集成与多媒体技术集成中国地质大学江城学院14.2.1 GPS14.2.1 GPS、RSRS与与GISGIS的集成的集成 虽然GIS在其理论和应用技术上有了很大的发展，但单靠传统GIS的使用却不能满足目前社会对信息快速、准确更新的要求。而与GIS独立、平行发展的全球定位系统（GPS）和遥感（RS）为GIS适应社会发展的需求提供了可能性。中国地质大学江城学院GPSGPS是空间实体快速、精密定位的现代化

10、工具；是空间实体快速、精密定位的现代化工具；GISGIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器；是空间信息集成、分析、处理的有力武器；RSRS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段，是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段，三者的结三者的结合简称合简称3S3S集成。集成。RSRSGPSGPSGISGIS几何配准、几何配准、辅助分类等辅助分类等提供或更新提供或更新区域信息区域信息提供或更新提供或更新空间定位空间定位定点查询定点查询专题信息专题信息几何校正、训练区选择及分类验证等几何校正、训练区选择及分类验证等提供定位遥感信息查询提供定位遥感信息查询中国地质大学江城学院各种卫星定位系统比较各种卫星定位系统

11、比较定位系统定位系统卫星数量卫星数量在轨数量在轨数量定位精度定位精度研制国家研制国家北斗一号：3二号：3030（今明年10颗）10m1m中国Galileo 3021m欧盟GLONASS241710-15m俄罗斯GPS24245m美国中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院导航中国地质大学江城学院娱乐功能娱乐功能中国地质大学江城学院3S3S集成移动测量（制图）系统集成移动测量（制图）系统中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院路面检测与测量系统路面检测与测量系统（RTM）中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院车载测量系统应用领域车载测量系统应用领域车辆导航车辆导航公路及铁路等道路网的测绘公路及

12、铁路等道路网的测绘建筑物的测绘建筑物的测绘交通事故现场勘查与测量交通事故现场勘查与测量流动交通监测车和移动作战流动交通监测车和移动作战环境监测环境监测智能化交通智能化交通中国地质大学江城学院14.2.2 GIS14.2.2 GIS多源空间数据集成多源空间数据集成 1多源数据的特点多源数据的特点 （1）多语义性）多语义性 （2）多时间尺度）多时间尺度 （3）多分辨率）多分辨率 （4）多比例尺）多比例尺 （5）多数据格式）多数据格式（6）多空间维数）多空间维数（7）多精度水平）多精度水平（8）多参考系统）多参考系统（9）多表达形式）多表达形式 中国地质大学江城学院 2多源数据的集成模式多源数据的集

13、成模式 （1）数据格式转换模式）数据格式转换模式 （2）数据互操作模式）数据互操作模式 （3）直接数据访问模式）直接数据访问模式 中国地质大学江城学院14.2.3 GIS14.2.3 GIS与应用模型集成与应用模型集成 GIS与应用模型的集成，既可以发挥与应用模型的集成，既可以发挥GIS空间操作空间操作方面的优势，又可以提高方面的优势，又可以提高GIS应用系统的分析功应用系统的分析功能，弥补能，弥补GIS在专业应用领域的分析功能的不足。在专业应用领域的分析功能的不足。现有的几种集成方法如下：现有的几种集成方法如下：（1）源代码集成方式）源代码集成方式（2）函数库集成模式）函数库集成模式 （3）

14、可执行程序集成方式）可执行程序集成方式（4）DDE和和OLE集成集成（5）基于组件的集成方式）基于组件的集成方式（6）搭建式（插件式）的集成方式）搭建式（插件式）的集成方式中国地质大学江城学院14.2.4 GIS14.2.4 GIS与专家系统的集成与专家系统的集成 GIS与专家系统的结合是建立智能化空间决策支持系统与专家系统的结合是建立智能化空间决策支持系统（Spatial Decision Support Systems，SDSS）的重要）的重要途径。它为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过途径。它为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助

15、决程和方案的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。策者提高决策水平和质量。中国地质大学江城学院14.2.5 GIS14.2.5 GIS应用平台集成应用平台集成 企业企业GIS需要和办公自动化系统、材料管理需要和办公自动化系统、材料管理系统、工程档案管理系统等进行紧密集成。系统、工程档案管理系统等进行紧密集成。企业应用企业应用GIS和其他系统进行集成，从而形和其他系统进行集成，从而形成以成以GIS为核心的为核心的Intranet企业级地理信息企业级地理信息系统集成平台。通过系统集成平台。通过GIS系统，也使管理部系统，也使管理部门一些相对封闭的数据真正走向开放，从门一些

16、相对封闭的数据真正走向开放，从而节约了企业的投资，推动了行业的信息而节约了企业的投资，推动了行业的信息化建设进程（闾国年，化建设进程（闾国年，2003）。）。中国地质大学江城学院14.2.6 GIS14.2.6 GIS与多媒体技术集成与多媒体技术集成 多媒体地理信息系统（多媒体地理信息系统（MGIS）将文字、图形（图）将文字、图形（图像）、声音、色彩、动画等技术融为一体，为像）、声音、色彩、动画等技术融为一体，为GIS应用开拓了新的领域和广阔前景。应用开拓了新的领域和广阔前景。它不仅能为社会经济、文化教育、旅游、商业、它不仅能为社会经济、文化教育、旅游、商业、决策管理和规划等提供生动、直观、高

17、效的信息决策管理和规划等提供生动、直观、高效的信息服务，而且将使电脑技术真正走进人类社会生活。服务，而且将使电脑技术真正走进人类社会生活。多媒体技术在多媒体技术在GIS领域的深入应用，乃至出现具领域的深入应用，乃至出现具有良好集成能力的有良好集成能力的MGIS是技术发展的必然。是技术发展的必然。中国地质大学江城学院14.3 GIS14.3 GIS的大众化和信息服务的大众化和信息服务 人类所接触的信息中有人类所接触的信息中有80%以上都与空间相关，以上都与空间相关，随着人类对空间信息需求的快速增加已经让越随着人类对空间信息需求的快速增加已经让越来越多的人认识并了解来越多的人认识并了解GIS，GI

18、S正在成为普通正在成为普通公众解决空间位置问题的有力工具，公众解决空间位置问题的有力工具，GIS走向大走向大众已成为众已成为GIS发展的必然趋势。当前，发展的必然趋势。当前，GIS正逐正逐步融入步融入IT主流，已成为主流，已成为IT产业重要的组成部分。产业重要的组成部分。GIS正随着计算机和网络的普及为越来越多人的正随着计算机和网络的普及为越来越多人的使用，如使用，如Google Earth的普及和位置信息服务的普及和位置信息服务都是都是GIS大众化的例证。大众化的例证。中国地质大学江城学院 数字地球 1998年美国副总统戈尔在加利福尼亚科学年美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心做了题为中心做了

19、题为“数字地球数字地球-认识认识21世纪我们世纪我们这个星球这个星球”的讲话以后，数字地球一词开的讲话以后，数字地球一词开始风靡全球。始风靡全球。汽车导航 LBS Mobile GIS中国地质大学江城学院数字公路数字公路中国地质大学江城学院数字深圳数字深圳中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院LBS中国地质大学江城学院中国联通推出中国联通推出“GPS one”“GPS one”手机手机定位已达到定位已达到5-105-10米米中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院中国地质大学江城学院14.4 14.4 嵌入式嵌入式GISGIS 嵌入式设备的优点是小巧灵

20、活、便携性好。但受到其硬件嵌入式设备的优点是小巧灵活、便携性好。但受到其硬件的限制，传统的运行于的限制，传统的运行于PC机上的机上的GIS软件的某些功能在嵌软件的某些功能在嵌入式环境下难以实现，如可视化，嵌入式设备的显示屏通入式环境下难以实现，如可视化，嵌入式设备的显示屏通常较小，传统常较小，传统GIS软件中图形和注记等的可视化方式可能软件中图形和注记等的可视化方式可能就不适合于嵌入式设备。就不适合于嵌入式设备。嵌入式嵌入式GIS可应用于国防、测绘、导航等领域。可应用于国防、测绘、导航等领域。中国地质大学江城学院14.5 14.5 网格网格GISGIS 网格地理信息系统网格地理信息系统(Gri

21、dGIS)是指实现广域是指实现广域网络环境中空间信息共享和协同服务的分网络环境中空间信息共享和协同服务的分布式布式GIS软件平台和技术体系（方金云，软件平台和技术体系（方金云，2003）。将地理上分布、系统异构的各种）。将地理上分布、系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等，系统、地理信息系统、虚拟现实系统等，通过高速互连网络连接并集成起来，形成通过高速互连网络连接并集成起来，形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境就是网格处理环境就是网格GIS。中国地质大学江城学院End！中国地质大学江城学院演讲完毕，谢谢观看！