9GIS新技术

第九章GIS新技术本章复习题3S集成WebGIS组件式GIS数字地球§9-13S集成1.13S集成（3SIntegration）1.1.13S集成概念GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具；GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器；RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段。三者的结合简称3S集成。1.1.23S相互作用3S结合应用，三者相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架。RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位GIS进行相应的空间分析，综合集成RS和GPS提供的海量数据RSGPSGIS几何配准、辅助分类等提供或更新区域信息提供或更新空间定位定点查询专题信息几何校正、训练区选择及分类验证等提供定位遥感信息查询1.1.33S集成应用领域车辆导航与监控海洋资源开发利用精细农业土地利用全球变化…1.2GIS与RS结合1.2.1GIS与遥感结合的必要性GIS是分析、处理和显示空间数据的系统，而遥感影像则是空间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据。因此，GIS和RS很容易在数据的功能上进行集成。GIS与遥感结合的必要性（1）遥感是GIS重要的数据源，有效的数据更新手段–遥感手段能够迅速、准确、综合性地大范围地采集环境和资料数据–遥感数据具有多光谱和动态多时相特点–为GIS数据更新提供了全方位的手段和动态数据源GIS与遥感结合的必要性（2）GIS可为遥感分析提供有用的辅助信息和手段–有助于提高遥感数据自动分类的精度–为遥感应用分析提供一个良好的环境–有助于提高遥感信息识别的精度和效率1.2.2GIS与遥感结合的途径发展一个能综合处理矢量和栅格数据的矢栅一体的GIS通过国际标准的空间数据交换格式作中间媒介、相互转换通过GIS与遥感系统间建立接口，实现格式转换与数据传送1.3GIS与GPS结合1.3.1GIS与GPS集成的系统结构模型GIS与GPS的集成主要是利用GPS的实时空间定位数据以及GIS的地图数据和空间分析技术，来实现不同的具体应用目标：定位：测量：记录GPS测量轨迹，通过GIS计算距离、面积等监控与导航：车辆、船只、飞机等移动物体的动态监控、调度与导航1.3.2GIS与GPS结合的形式（1）单台移动式在用户设备上直接配备GIS工具软件，把接收机天线接收的定位数字信号直接馈入GIS系统，由GIS系统对接收机定位信息进行处理并与其数字地图匹配，这样即可全世界实时显示接收机天线位置1.3.2GIS与GPS结合的形式（2）集中监控式控制中心：由大屏幕计算机、无线电台、通讯适配器、电源和天线系统组成，并配备GIS。基站：由电台、通讯适配器、电源和天线系统组成。移动站（即车载系统）：由电台、天线、通讯适配器和GPS接收机组成。（3）例子中国大通公司的汽车自动导航系统主要部件：1当前位置计算功能系统功能系统功能2地图画面显示功能系统功能3最佳路线制定功能4检索功能系统功能5语音提示功能系统功能•大量的应用由传统的Client/Server（客户机/服务器）方式向Brower/Server（浏览器/服务器）方式转移•计算、存储、网络技术等信息技术的发展为信息共享创造了条件，GIS作为直接反映信息的最佳方式之一，无疑将成为利用信息技术共享信息的最佳途径之一，所以WebGIS也就应运而生。§9-2WebGIS2.1WebGIS概念WebGIS是地理信息系统在WEB上的实现，是利用网络和WEB技术对传统单机上的地理信息系统的改造和实现。基于Web的GIS不需要购买GIS软件WebGIS=GIS+Web–GISSoftware2.2WebGIS的组成，Image，GML空间数据库客户端：浏览器服务器端：Web服务器、Map服务器、GIS服务器和空间数据库WebGIS的组成2.3WebGIS产品国外WebGIS产品：MapInfo公司的MapInfoProServer和MapXtremeIntergraph公司的GeoMediaWebMapESRI的InternetMapServer(IMS)forArcView&MapObjectsAutodesk的MapGuideBently的ModelServer/Discovery等等国内WebGIS产品产品名称发行商GeoSurf武汉测绘科技大学GIS研究中心“因特网地理信息系统(AFInternetGIS)”奥发软件工程（武汉）有限公司SuperMapIS超图公司MapGISWeb中地公司2.4建立WebGIS的基本要求WebGIS应当是开放的WebGIS能在Internet环境下运行WebGIS必须支持数据分布和计算分布WebGIS能在网络上直接查询和存取数据•WebGIS能够共享多种来源、多级尺度、存放在不同地点的地理数据，能够和其他应用软件集成，并通过Java、.Net等技术跨平台协作运行2.5WebGIS的特点——优点更广泛的访问范围应用面广降低系统成本现势性强平台独立性应用简单2.5WebGIS的特点——不足•网络带宽限制(WebGIS最大的问题就是数据传输量)•复杂地理信息的查询、分析和处理•图形信息的表达困难总结：带宽问题，功能问题、可视化问题等2.6WebGIS系统应用WebGIS能做什么(功能)？WebGlS继承了大部分或者全部传统GIS软件所具有的功能；WebGIS侧重于空间数据和服务的共享。从Internet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析；从应用趋势上看，WebGIS从在Internet上简单地发布地理信息发展到实现地理信息互操作和地理信息Web服务；发展现状和趋势是越来越多的GIS应用架构在Web上。全球吉林省遥感影像吉林省吉林地区遥感影像中国吉林省吉林省白城地区北京环境评估与景点浏览上海市重大工程项目监理监视监控（防汛指挥）3.1组件式GIS（ComGIS）的概念所谓组件式GIS，是指基于组件对象平台，以一组具有某种标准通信接口的、允许跨语言应用的组件形式提供的GIS§9-3组件式GISComGIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统。3.2ComGIS的特点1、高效无缝的系统集成一个系统的建立往往需要对GIS数据、基本空间处理功能与各种应用模型进行集成。而系统集成方案在很大程度上决定了系统的适用性和效率，不同的应用领域、不同的应用开发者所采用的系统集成方案往往不同。GIS基础软件GIS基础软件专业应用模型专业应用模型GIS数据文件GIS基础软件GIS基础软件专业应用模型件专业应用模型件GIS数据文件中间文件应用模型文件专业应用模型GIS基础软件专业应用模型GIS基础软件GIS数据文件A模式一B模式二C模式三D模式四GIS基础软件GIS基础软件专业应用模型件专业应用模型件GIS数据文件应用模型文件DDE•模式一：在GIS基础软件与应用分析模型之间，通过文件存取方式建立数据交换通道。在这种集成方式中，GIS与应用分析模型通过中间文件格式交换数据（图A），不适合于大量而频繁地交换数据的情况，而且GIS基础软件与应用分析模型相互独立，系统整合性差。模式二：直接使用GIS软件提供的二次开发语言编制应用分析模型（图B）。解决了模式一的缺陷，但是GIS所提供的二次开发语言大都不能与C、C++、FORTRAN等专业程序设计语言相比，难以开发复杂的应用模型。GIS基础软件GIS基础软件专业应用模型专业应用模型GIS数据文件GIS基础软件GIS基础软件专业应用模型件专业应用模型件GIS数据文件中间文件应用模型文件专业应用模型GIS基础软件专业应用模型GIS基础软件GIS数据文件A模式一B模式二C模式三D模式四GIS基础软件GIS基础软件专业应用模型件专业应用模型件GIS数据文件应用模型文件DDE模式三：利用专业程序设计语言开发应用模型，并直接访问GIS软件的内部数据结构（图C）。应用模型开发者可以根据自己的意愿选择使用何种高级语言开发复杂的应用模型，但是直接访问GIS软件数据结构增加了应用开发的难度。模式四：通过动态数据交换(DDE)建立GIS与应用模型之间的快速通信（图D）。这是在DDE技术发展起来以后，对第一种集成方式的改进，可以避免频繁的文件数据交换所带来的效率降低的毛病，也避免了从GIS外部直接访问GIS数据结构的代价。但是，GIS与应用模型仍然是分离的，这种拼接是“有缝”的。•不论采用以上何种系统集成模式，传统的GIS软件在系统集成上都存在缺陷。ComGIS提供了解决以上问题的理想方案。ComGIS不依赖于某一种开发语言，可以嵌入通用的开发环境(如：VisualBasic和Delphi)中实现GIS功能，专业模型则可以使用这些通用开发环境来实现，也可以插入其它的专业性模型分析控件。因此，使用ComGIS可以实现高效、无缝的系统集成专业模型ComGIS控件其他控件GIS应用集成系统VisualBasic等可视集成开发环境3.2ComGIS的特点2、无须专门GIS开发语言•传统GIS往往具有独立的二次开发语言，如Arc/Info的AML、MGE的MDL、MapInfo的MapBasic等。对GIS基础软件开发者而言，设计一套二次开发语言是不小的负担，同时二次开发语言对用户和应用开发者而言也存在学习上的负担。•ComGIS则不需要额外的GIS二次开发语言，只需实现GIS的基本功能函数，按照Microsoft的ActiveX控件标准开发接口。这有利于减轻GIS软件开发者的负担，而且增强了GIS软件的可扩展性。GIS应用开发者，不必掌握额外的GIS开发语言，只需熟悉基于Windows平台的通用集成开发环境，以及ComGIS各个控件的属性、方法和事件，就可以完成应用系统的开发和集成。3.2ComGIS的特点3、大众化的GIS组件式技术已经成为业界标准，用户可以象使用其他ActiveX控件一样使用ComGIS控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统，推动了GIS大众化进程。ComGIS的出现使GIS不仅是专家们的专业分析工具，同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的可视化工具。3.2ComGIS的特点4、成本低由于传统GIS结构的封闭性，往往使得软件本身变得越来越庞大，不同系统的交互性差，系统的开发难度大。ComGIS提供实现空间数据的采集、存储、管理、分析和模拟等功能，至于其他非GIS功能(如关系数据库管理、统计图表制作等）,则可以使用专业厂商提供的专门组件，有利于降低GIS软件开发成本。另一方面，ComGIS本身又可以划分为多个控件，分别完成不同功能。用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低了用户的经济负担。3.3ComGIS的设计与开发•设计ComGIS，需要根据功能划分为多个控件。划分控件需要根据不同的数据结构和系统模型进行具体分析，要考虑以下几个方面的问题：控件间差别最大、控件内差别最小；纯设计用模块与将随集成系统发布的模块分开，例如地图符号编辑、线型编辑器应与空间查询分析等模块分开；相同显示窗口的模块尽可能设计在同一个控件里；处理相同数据文件的模块尽可能设计在同一个控件里；剔除空间查询分析控件中不必要的内容，减少Internet下载的数据量。•考虑到以上因素，ComGIS可以划分为数据采集与编辑控件、图像处理控件、三维控件、数据转换控件、地图符号编辑/线性编辑控件、空间查询分析控件等。其中一些无须进行二次开发的模块不一定以组件方式提供，比如数据采集、数