5地图制图学与地理信息工程的发展

地图制图学与地理信息工程的发展地图制图学与地理信息工程理论地图制图学与地理信息工程学科中除了地图投影、地图综合和地图符号等传统理论外，又增加了地图空间认知理论、地理信息传输理论、地图视觉感受理论等现代理论，地图制图学与地理信息工程科学的理论体系正在逐步形成。计算机数字化方式的地图制图生产地图制图生产实现了由传统的手工制图技术向现代计算机数字制图技术的跨越式发展。地图制图和出版的数字化与一体化已成为中国地图制图生产的基本技术手段，彻底改变了地图制图技术的落后状况，增强了地图制图与出版的科学性。地图自动制图综合研究我国在解决自动综合的许多难题方面取得了充分体现自主创新精神的优秀成果，为电子计算机按照模型来模拟人在制图综合过程中的思维方式创造了十分有利的条件，比较客观和正确地反映了人脑思维特点。尽管计算机不可能百分之百地模拟在制图综合过程中人脑思维的过程，但可以最大限度地逼近这个目标。地理信息公共服务平台建设“以信息化带动工业化，实现经济社会的跨越式发展”是党中央在新时期，给我国这样一个发展中国家确定的发展战略。实现信息化的必要条件是各类信息的互联互通。要实现信息的互联互通，作为其搭载平台的地理信息系统必须统一。发展到今天需要信息共享、互联互通阶段，科学决策、突发事件应急、精准管理等需要的综合信息必须高度集成。基于现有的国外软件（如ArcGIS）进行二次开发的问题：体系架构不能适应分布式存储应用需求数据驱动难于实现异构集成只能提供简单的地图应用功能效率较低在我国已有基础上，鼓励完全从底层研制我国自主知识产权的公共平台软件。规划省测绘局市测绘局县测绘局税务环保水利公安分布式存储、多节点协同0101…0101…0101…0101…对外提供“一站式”服务房产工商……0101…0101…0101…各部门通过平台交换共享0101…40大类278亚类基础地理信息数据库地理信息公共平台一库一平台地理空间框架基础地理信息数据体系组织运行体系目录与交换体系政策与标准体系公共服务体系测绘基准基础地理信息数据面向服务的数据管理系统支撑环境目录与元数据交换管理系统专题数据支撑环境地图与数据提供在线服务系统支撑环境基础地理信息数据、地理信息公共平台和地理空间框架之间的关系统一规划，共同建设压缩成本，方便共享公共服务平台旅游地理信息系统金土工程应用系统房产信息服务系统旅游地理信息系统金土工程应用系统房产信息服务系统测绘服务模式质的飞跃重视和加快数字城市的建设虚拟现实技术的实用化——对于虚拟地理环境，现在注重研究构建统一的分布式虚拟地理环境系统框架，目的是实现不同类型仿真系统间的互操作和部件的重用，体现了层次化、抽象的数据类型、隐含激活及支持分布式的特点。通过对虚拟现实技术中场景的建模和控制的深入研究，使系统具有真正意义的分布性、三维性、交互性，多媒体集成性和境界逼真性，从而更接近实用。数字城市是数字中国的基础和重要组成部分，是加快数字中国建设的引领工程，对于加快测绘成果转化、推动测绘更好服务经济社会科学发展、提升测绘服务大局、服务社会、服务民生的能力和水平意义重大。数字城市建设对外是展示城市形象的名片，对内是城市管理者科学决策的基础，是城市各部门科学管理的工具，是人民群众提高生活质量的帮手，使企业商业加快发展的重要平台。要加快数字城市的建设速度，争取尽快建成全部地级市和部门县级市的数字城市。空间数据管理软件系统地理信息公共平台软件系统环保局规划局……城管局工商局政府外网政务版公共平台数据集保密处理审批空间数据管理软件系统互联网公众版公众公众地理信息数据集保密处理审图空间数据管理软件系统基础地理信息数据库内网基础版涉密网部署部门三个分版模式网络（政府内网、政府外网、互联网）分布式存储、多节点协同一站式对外服务、各部门信息交换共享数字中国全面启动省区省区……部门部门部门部门城市城市城市…省区一纵:数字中国从宏观到微观纵向大动脉两横之二:专业领域上横向大动脉两横之一:空间领域上横向大动脉数字城市激光雷达航测、三维建模航摄数据采集-航空摄影激光雷达设备：LiteMapper5600倾斜双相机系统航摄数据采集—地面GPS基站利用昆明市四个永久性GPS观测站数据（昆明站、呈贡站、昆阳站、赛马场站）。同时在机场草坪设一个备用GPS基站。数据预处理-DGPS解算机载GPS与地面基站(kmCORS系统)观测数据进行联合差分解算。数据预处理-激光点大地解算生成飞行航迹；每个激光点大地定向激光数据处理制作DEM成果对激光数据进行分类，基于纯地表激光数据生成DEM。分类后激光点云数据纯地表激光点云数据DEM半自动影像连接点作业；数字微分纠正生成DOM成果。影像处理制作DOM成果斜拍影像数据处理根据DEM、DOM成果，对斜片进行配准定向DEM叠加DOM斜片三维建模—白模基于激光点云、原始影像及DOM数据，对建筑物进行三维建模。三维建模—自动纹理贴图基于DEM、DOM和定向后斜片，对建筑物进行自动真实纹理贴图。三维建模—精细模型重点商业地段和建筑物，在地面人工加拍一些高清晰照片，用于辅助精细建模和侧面纹理。使用3DMax软件。正拍和斜拍影像DEM成果激光数据DOM三维模型基于多角度斜片的交互纹理粘贴三维模型斜片基于斜片的三维实景量测多样化的地理信息服务形式我国的GIS软件产品种类从开始主要是综合性GIS基础平台软件，发展到现在的基础平台软件、应用开发平台软件、专项工具软件和应用软件的系列产品。各种专业应用GIS中的电子地图、多媒体电子地图、网络电子地图、移动设备导航电子地图等多种地图可视化系统应运而生，用户范围也更加大众化。地球空间信息网格技术——地球空间信息科学或测绘科学技术领域提出了空间信息网格，它实质上是网格技术与空间信息技术的融合与集成。在我国从广义和狭义两个层面对它进行了研究。网格地理信息共享平台体系结构国土环境林业城建测绘专业数据……矢量数据影像数据DEM数据数据处理空间分析可视化智能搜索信息整合……开放式网格服务体系结构开放式网格服务体系结构开放式网格服务体系结构信息注册服务用户注册处理功能组件注册服务查找信息搜索用户安全论证信息集成服务链集成数据、信息、知识服务农业….用户功能数据、信息互联网改变GIS数据信息的获取、传输、发布、共享、应用和可视化等过程和方式。互联网为GIS数据提供者在(WorldWideWeb)上提供方便的GIS数据信息发布与共享方式。网络与地理信息系统结合成InternetGIS/Web-GIS、地球空间信息网络服务是GIS发展的主流。互联网已经成为GIS的新的操作平台。InternetGIS应是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统。网络地理信息系统是以网络为中心的地理信息系统，它使用网络环境，为各种地理信息系统应用提供GIS功能(如分析工具，制图功能)和空间数据及其数据获取能力。基于Internet的地理信息系统（Web-GIS），主要是由于大多数的客户端应用采用了协议。随着技术的进步，客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是InternetGIS。网络GIS的范畴广义地理信息系统（GIS）NetworkGIS（网络地理信息系统）以桌面GIS为终端的网络GIS桌面GIS（单机GIS）狭义GISWebGIS（万维网地理信息系统）嵌入式网络GIS嵌入式GISMobileGIS（移动地理信息系统）？？？？InternetGIS/WebGIS扩展GIS应用范围，通过在Internet发布GIS数据和服务可以满足更广泛用户的GIS需求，GIS由专业系统转变为公众信息系统；从多个数据源集成数据，通过Internet可以集成各种异构数据源的数据，降低了数据散发成本，提高了地理数据共享程度；空间信息基础设施的需要，运用基于Web的GIS技术，通过Internet，可以构造跨地区、跨部门的地理信息服务网络。WebGIS的特点基于Web标准TCP,HTTP,Html,XML等与平台无关通常，无论客户机是何种操作系统，只要支持通用的Web浏览器，用户就可以访问WebGIS数据和服务。分布式全球化的Client/Server，GIS数据和服务分布在Internet的不同服务器上，当需要时进行集成。互操作数据在不同的WebGIS之间无缝传输,一个应用系统可以调用另一个系统的功能，来完成逻辑上的统一的任务。基础技术标准、协议网络通讯协议TCP/IP文件传输协议HTTP文件格式HTML,XML(SVG,GML)客户端扩展Plug-in,ActiveX,JavaApplet,VBScript,JavaScript、Flex、SliverLight服务器端扩展CGI,PHP,ServerAPI,JSP,Servelet,ASP,ASP.NET,WebService网络GIS相关基础技术分布式空间数据管理技术数据压缩技术渐进传输空间数据仓库技术空间数据发布技术负载平衡技术数字地球与智慧地球2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”（SmartEarth）这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察时指出，传感网是一个全新的技术领域，实现了物与物的互联而被称作“物联网”物联网，将与水、电、气、路一样，成为地球上的一类新的基础设施在不久的将来，通过射频技术，将所有的物体（电视、冰箱、轿车、古树名木、桥梁……）联结到网络，就构成了“物联网”，并且把它们放到统一的、唯一的、权威的地理信息公共平台上，人们可以在任何时候、任何地点、对任何事，均能做到“更透彻的感知、更广泛的连通、更智慧的行为。”智慧地球的特征“智慧地球”面向应用和服务智慧地球与物理世界融为一体智慧地球能实现自主组网、自维护“智慧地球”包含物联网全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制应用层基础设施网络层：Internet网、无线局域网、3G等移动通信网络基础网络支撑层：无线传感网、P2P网络、网格计算网、云计算网络物联网设备层：传感器节点、射频标签、手机、个人电脑、PDA、家电、监控探头智慧地球以ＩＰ地址整合相关资源智慧地球架构智慧地球典型应用：智能交通应用文本Internet信息中心（伺服器群）电子站牌基站公交车民众政府部门公交车采集各种信息控制中心处理电子站牌显示无线传输无线传输基站个人终端公交公司GPS定位移动视频监控智能发布媒体系统框架图智慧地球典型应用：户外流媒体InternetEthernet固定移动自动媒体广告中心直接由中心发布媒体通过WEB发送媒体申请/确认客户端自动发布中心播放端系统自动配对、撮合，提供实景预览登录客户帐号，可了解广告的：播放的实时状况、时段、时间、次数，或人数统计等伺服器群智慧地球典型应用：数字家庭应用InternetIPTV安全监控电器开关家庭媒体网关电话银行结算资料中心LBS服务室内户外可视电话3G手机PC无线宽带移动办公空间数据挖掘和知识发现研究近年来，空间数据挖掘和知识发现的研究取得了显著进展。在其算法研究方面，针对目前忽视GIS数据库中存在的小部分新颖的、与常规数据模式显著不同的新的数据模式的情况，空间数据挖掘和知识发现显得十分重要。根据用户交互程度（例如自动系统，交互探查系统，查询驱动系统），根据所用的数据分析方法（例如面向数据库或数据仓库的技术，机器学习，统计学，可视化，模式识别，神经网络等）等。对复杂的数据挖掘系统通常采用多种数据挖掘技术，或结合多种方法的优点采用有效集成的技术。比如，对空间离群点检测算法在该方面的应用研究取得了显著的进展。