第八章GIS標(biāo)準(zhǔn)

1、1第九章 GIS標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié) GIS標(biāo)準(zhǔn)概論第二節(jié) 開放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范OpenGIS第三節(jié) ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)21 GIS標(biāo)準(zhǔn)的定義標(biāo)準(zhǔn)的定義標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)在牛津英語字典中解釋為在牛津英語字典中解釋為“某種用來測量重量、長度、質(zhì)某種用來測量重量、長度、質(zhì)量的尺度或某種事物的要求程度。量的尺度或某種事物的要求程度。 GIS標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：用于地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）的標(biāo)準(zhǔn)。：用于地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）的標(biāo)準(zhǔn)。 地理信息包含四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的內(nèi)容：地理位置空間關(guān)系屬性時(shí)間 GIS標(biāo)準(zhǔn)必須能充分處理地理數(shù)據(jù)以上四個(gè)方面的內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)必須能充分處理地理數(shù)據(jù)以上四個(gè)方面的內(nèi)容，以確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性和質(zhì)量，并且

2、要保證容，以確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性和質(zhì)量，并且要保證GIS間的互操作性間的互操作性。第一節(jié) GIS標(biāo)準(zhǔn)概論32 GIS標(biāo)準(zhǔn)化的作用標(biāo)準(zhǔn)化的作用GIS標(biāo)準(zhǔn)化是標(biāo)準(zhǔn)化是GIS技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)建立與運(yùn)行的一種重要機(jī)制；技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)建立與運(yùn)行的一種重要機(jī)制；是數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)集成的重要前提，是提高系統(tǒng)綜合效益的必由之路；是GIS集成的前提。(1)可移植性可移植性（portability）：為了獲得在硬件、軟件和系統(tǒng)上的綜合投資效益，系統(tǒng)必須是可移植的，使所開發(fā)的應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)庫能夠在各種計(jì)算機(jī)平面上移植； (2)互操作性互操作性（interoperability）：一個(gè)大型信息系統(tǒng)，往往是一個(gè)由多種計(jì)算機(jī)

3、平臺組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有了標(biāo)準(zhǔn)，可以促進(jìn)用戶從網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)上獲取數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。 (3)可伸縮性可伸縮性（scalability）(4)通用環(huán)境通用環(huán)境（common application environment）：標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)通用的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，如提供通用的用戶界面和查詢方法等43 GIS標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容狹義的標(biāo)準(zhǔn)化主要包括空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面，如數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換、圖形、軟件、硬件、通信等方面的標(biāo)準(zhǔn)。廣義的標(biāo)準(zhǔn)化，其內(nèi)容更為廣泛，除以上兩個(gè)方面外，還包括地理、算法、解譯和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容。54 GIS標(biāo)準(zhǔn)化的方法標(biāo)準(zhǔn)化的方法GIS標(biāo)準(zhǔn)化過程包括

4、兩個(gè)主要組成部分：數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性數(shù)據(jù)交換是進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的原因和直接要求互操作性是標(biāo)準(zhǔn)化過程的最終目的 64 GIS標(biāo)準(zhǔn)化的方法標(biāo)準(zhǔn)化的方法1）數(shù)據(jù)交換）數(shù)據(jù)交換當(dāng)前的當(dāng)前的GIS系統(tǒng)中，有三個(gè)在不相似系統(tǒng)間交換系統(tǒng)中，有三個(gè)在不相似系統(tǒng)間交換數(shù)據(jù)的通用方法：數(shù)據(jù)的通用方法：（a）專用的翻譯器；）專用的翻譯器；（b）用行業(yè)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；）用行業(yè)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；（c）用正式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。）用正式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另外還有元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)另外還有元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 。72） 互操作性互操作性標(biāo)準(zhǔn)化的根本目的是建立一個(gè)可以互操作的標(biāo)準(zhǔn)化的根本目的是建立一個(gè)可以互操作的GIS環(huán)境，互操作性是

5、互操作的軟件包，用來克環(huán)境，互操作性是互操作的軟件包，用來克服冗長數(shù)據(jù)變換困難、輸入服冗長數(shù)據(jù)變換困難、輸入/輸出障礙和由不同輸出障礙和由不同執(zhí)行環(huán)境和不同數(shù)據(jù)引起的分布式資源訪問障礙執(zhí)行環(huán)境和不同數(shù)據(jù)引起的分布式資源訪問障礙。GIS理想的數(shù)據(jù)共享環(huán)境是分布式的計(jì)算機(jī)平理想的數(shù)據(jù)共享環(huán)境是分布式的計(jì)算機(jī)平臺（臺（DCP），它使不同計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件可以），它使不同計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件可以交互式操作。交互式操作。 85 GIS標(biāo)準(zhǔn)化工作標(biāo)準(zhǔn)化工作1）早期嘗試）早期嘗試標(biāo)準(zhǔn)化地理數(shù)據(jù)的早期嘗試重點(diǎn)是數(shù)據(jù)交換格標(biāo)準(zhǔn)化地理數(shù)據(jù)的早期嘗試重點(diǎn)是數(shù)據(jù)交換格式，主要是用某種通用格式輸入式，主要是用某種通用格式

6、輸入/輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù) 。主。主要進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和分類。要進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和分類。2）空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)）空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)美國空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)或聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)（美國空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)或聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)（FIPS）出版物）出版物173提供了交換全程空間數(shù)據(jù)的方提供了交換全程空間數(shù)據(jù)的方法。法。 9 3） ISO/TC 211ISO/TC211，地理信息是正在出臺的國際數(shù)字化地理信息標(biāo)準(zhǔn)，ISO/TC 211程序的目的是建立一套關(guān)于直接或間接與地球相對位置相關(guān)的目標(biāo)或現(xiàn)象的信息標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)程序由很多國家參與并與其它本領(lǐng)域的相關(guān)國際組織有聯(lián)絡(luò) 。4）開放式）開放式GIS協(xié)會協(xié)會開放GIS協(xié)會預(yù)想地理空間數(shù)據(jù)和

7、地理處理源會完全集成到主流計(jì)算機(jī)、互操作性會廣泛應(yīng)用、商業(yè)地理處理軟件會貫穿信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。10OpenGIS(Open Geodata Interoperation Specification, OGIS-開放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范)由美國OGC (OpenGIS協(xié)會，OpenGIS Consortium)提出。OGC是一個(gè)非贏利性組織，目的是促進(jìn)采用新的技術(shù)和商業(yè)方式來提高地理信息處理的互操作性(Interoperablity)，它成立于1994年，當(dāng)時(shí)已經(jīng)廣泛認(rèn)識到了無交互性的問題以及它對行業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界的許多負(fù)面影響。OGC的軟件規(guī)范就是OpenGIS規(guī)范，它是一個(gè)通用的分布式訪問地理數(shù)

8、據(jù)和地理處理數(shù)據(jù)源的軟件結(jié)構(gòu)規(guī)范。 第二節(jié) 開放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范OpenGIS 111 OpenGIS的定義的定義一個(gè)由開發(fā)小組開發(fā)的系統(tǒng)，并且這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是公開的，并且經(jīng)一個(gè)由開發(fā)小組開發(fā)的系統(tǒng)，并且這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是公開的，并且經(jīng)過所有人一致通過的。開放的開發(fā)過程也意味著過所有人一致通過的。開放的開發(fā)過程也意味著Open GIS。一個(gè)由公開的代碼和公共資源實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，一個(gè)由公開的代碼和公共資源實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，開放源碼開放源碼也意味著也意味著Open GIS。 一個(gè)以公開的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，支持一個(gè)以公開的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，支持公開標(biāo)準(zhǔn)公開標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)也意味著的系統(tǒng)也意味著Open GIS。

9、一個(gè)運(yùn)行在多個(gè)計(jì)算平臺上，支持多種編程環(huán)境的系統(tǒng)。一個(gè)運(yùn)行在多個(gè)計(jì)算平臺上，支持多種編程環(huán)境的系統(tǒng)。開放的系統(tǒng)開放的系統(tǒng)也意味著也意味著Open GIS. 一個(gè)設(shè)計(jì)在多個(gè)硬件環(huán)境和軟件環(huán)境（操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用程序一個(gè)設(shè)計(jì)在多個(gè)硬件環(huán)境和軟件環(huán)境（操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用程序服務(wù)器等）中運(yùn)行的系統(tǒng)，服務(wù)器等）中運(yùn)行的系統(tǒng)，開放的平臺開放的平臺支持也意味著支持也意味著Open GIS。 一個(gè)存放和管理公開數(shù)據(jù)格式的系統(tǒng)，支持一個(gè)存放和管理公開數(shù)據(jù)格式的系統(tǒng)，支持公開數(shù)據(jù)格式公開數(shù)據(jù)格式的系統(tǒng)意味的系統(tǒng)意味著著Open GIS。 一個(gè)具有定義良好的接口的系統(tǒng)，允許用戶和另外的程序和這個(gè)系統(tǒng)一個(gè)具有

10、定義良好的接口的系統(tǒng)，允許用戶和另外的程序和這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行交互。進(jìn)行交互。開放的接口和數(shù)據(jù)交換格式開放的接口和數(shù)據(jù)交換格式也意味著也意味著Open GIS。122 OpenGIS的作用的作用通過通過OpenGIS規(guī)范把商業(yè)部門、集成部門、用戶、規(guī)范把商業(yè)部門、集成部門、用戶、研究人員、數(shù)據(jù)提供商等連接到一起，通過必要的軟研究人員、數(shù)據(jù)提供商等連接到一起，通過必要的軟件工具和通信技術(shù)，為各種用戶提供對地理信息的共件工具和通信技術(shù)，為各種用戶提供對地理信息的共享和互操作。享和互操作。 OpenGIS的目的就是提供一套具有開放界面規(guī)范的的目的就是提供一套具有開放界面規(guī)范的通用組件，開發(fā)者根據(jù)這些規(guī)范開

11、發(fā)出交互式組件通用組件，開發(fā)者根據(jù)這些規(guī)范開發(fā)出交互式組件,這這些組件可以實(shí)現(xiàn)不同種類地理數(shù)據(jù)和地理處理方法間些組件可以實(shí)現(xiàn)不同種類地理數(shù)據(jù)和地理處理方法間的透明訪問。的透明訪問。 133 OpenGIS的內(nèi)容的內(nèi)容OpenGIS規(guī)范主要定義了以下三個(gè)模型：規(guī)范主要定義了以下三個(gè)模型：（1）開放的地理數(shù)據(jù)）開放的地理數(shù)據(jù)(Open Geodata)模型模型（2）OpenGIS服務(wù)服務(wù)（3）信息團(tuán)體模型）信息團(tuán)體模型14第三節(jié) ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn)1國際標(biāo)準(zhǔn)化組織國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）是1974年建立的一個(gè)由大約125個(gè)國家組成的世界性國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體聯(lián)盟，是一個(gè)

12、非政府組織。ISO不是一個(gè)縮寫詞，而是從希臘詞ISOS轉(zhuǎn)來的，意思是“相等”，這是前綴“iso”的來源。意圖是把相等的意思傳達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)。ISO的任務(wù)是促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和相關(guān)活動的開展，目的是推動貨物和服務(wù)的國際交換，發(fā)展智力、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)活動領(lǐng)域的合作。 15ISO 的技術(shù)工作很分散，由大約的技術(shù)工作很分散，由大約2700個(gè)技術(shù)委員會、附屬個(gè)技術(shù)委員會、附屬委員會和工作組開展工作。委員會和工作組開展工作。ISO的范圍不僅限于某一特殊部門的范圍不僅限于某一特殊部門；它包括所有的標(biāo)準(zhǔn)化，除了有關(guān)電的和電子工程的標(biāo)準(zhǔn)，；它包括所有的標(biāo)準(zhǔn)化，除了有關(guān)電的和電子工程的標(biāo)準(zhǔn)，這些由這些由IEC負(fù)責(zé)開發(fā)。信

13、息技術(shù)領(lǐng)域的工作由一個(gè)聯(lián)合組織負(fù)責(zé)開發(fā)。信息技術(shù)領(lǐng)域的工作由一個(gè)聯(lián)合組織ISO/IEC技術(shù)協(xié)會承擔(dān)（技術(shù)協(xié)會承擔(dān)（ISO/IEC/JTC1，Information Technology）。）。ISO標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)以下原則開發(fā)：標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)以下原則開發(fā)：（a） 一致性：一致性：所有觀點(diǎn)都要考慮生產(chǎn)商、廠家、用戶、消所有觀點(diǎn)都要考慮生產(chǎn)商、廠家、用戶、消費(fèi)團(tuán)體、測試研究室、政府、工程專家和研究組織；費(fèi)團(tuán)體、測試研究室、政府、工程專家和研究組織；（b） 行業(yè)廣泛：行業(yè)廣泛：世界范圍內(nèi)滿足行業(yè)和用戶的全球性解世界范圍內(nèi)滿足行業(yè)和用戶的全球性解決方案；決方案；（c） 自發(fā)性：自發(fā)性：國際標(biāo)準(zhǔn)化是受市場趨使的，是基

14、于市場利國際標(biāo)準(zhǔn)化是受市場趨使的，是基于市場利益的自發(fā)行動。益的自發(fā)行動。ISO的開發(fā)工作獲得國際認(rèn)可所即可頒布為國際標(biāo)準(zhǔn)。的開發(fā)工作獲得國際認(rèn)可所即可頒布為國際標(biāo)準(zhǔn)。 162 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織地理信息技術(shù)委員會國際標(biāo)準(zhǔn)化組織地理信息技術(shù)委員會ISO/TC211地理信息地理信息/地球信息業(yè)技術(shù)委員會，即地球信息業(yè)技術(shù)委員會，即ISO/TC 211編號為編號為 15046，用于專門研究和建立一個(gè)處理與地球位置有直接或間接關(guān)系的地理用于專門研究和建立一個(gè)處理與地球位置有直接或間接關(guān)系的地理對象或現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)體系，包括數(shù)字地球信息的獲取、處理、分析、對象或現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)體系，包括數(shù)字地球信息的獲取、處理、分

15、析、訪問表示以及轉(zhuǎn)換的方法、工具和服務(wù)體系等內(nèi)容?？梢杂糜诓煌L問表示以及轉(zhuǎn)換的方法、工具和服務(wù)體系等內(nèi)容。可以用于不同級別的用戶：級別的用戶：a） 專業(yè)或私人專業(yè)或私人GIS產(chǎn)品開發(fā)者；產(chǎn)品開發(fā)者；b）GIS應(yīng)用系統(tǒng)（使用應(yīng)用系統(tǒng)（使用GIS產(chǎn)品）開發(fā)者，包括系統(tǒng)綜合者與工產(chǎn)品）開發(fā)者，包括系統(tǒng)綜合者與工程師、購買者、數(shù)據(jù)綜合者和數(shù)據(jù)管理員；程師、購買者、數(shù)據(jù)綜合者和數(shù)據(jù)管理員；c）地理數(shù)據(jù)生者和供應(yīng)者；地理數(shù)據(jù)生者和供應(yīng)者；d）地理數(shù)據(jù)和）地理數(shù)據(jù)和GIS用戶；用戶；e）具體地理信息應(yīng)用軟件和信息技術(shù)（具體地理信息應(yīng)用軟件和信息技術(shù)（IT）標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)者）標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)者17ISO/TC 211標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會工作組及工作小組 框架和參考模型地理空間數(shù)據(jù)模型和算法地理空間數(shù)據(jù)管理地理空間服務(wù)專用標(biāo)準(zhǔn)15046-1 參考模型15046-2 綜述15046-3 概念模式語言15046-4 術(shù)語15046-5 一致性與測試16569 影像與格網(wǎng)數(shù)據(jù)15046-7 空間子模式15046-8