地理信息系統(tǒng)8 GIS發(fā)展熱點與未來趨勢

第八章

GIS發(fā)展熱點與未來趨勢第八章GIS發(fā)展熱點1、面向?qū)ο蠹夹g與GIS的結合2、GIS與GPS、RS的進一步集成，3、真三維GIS和時空GIS4、GIS應用模型的發(fā)展5、Internet與GIS的結合（WebGIS,組件GIS，OpenGIS)一、3S集成概念§8-13S集成第八章GIS發(fā)展熱點GPS是空間實體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；GIS是空間信息集成、分析、處理的有力武器；RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段，三者的結合簡稱3S集成。二、3S相互作用“一個大腦，兩只眼睛”的框架，RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進行相應的空間分析，以從RS和GPS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進行綜合集成，使之成為決策的科學依據(jù)。RSGPSGIS幾何配準、輔助分類等提供或更新區(qū)域信息提供或更新空間定位定點查詢專題信息幾何校正、訓練區(qū)選擇及分類驗證等提供定位遙感信息查詢一、GIS與遙感結合的必要性§8-2GIS與RS結合第八章GIS發(fā)展熱點兩者操作對象都是空間實體，相互聯(lián)系支持、補充關系，兩者的結合，是技術上的必須。1、遙感是GIS重要的數(shù)據(jù)源，有效的數(shù)據(jù)更新手段遙感手段能夠迅速、準確、綜合性地大范圍地采集環(huán)境和資料數(shù)據(jù)，同時，遙感數(shù)據(jù)具有多光譜和的動態(tài)多時相特點，它為GIS數(shù)據(jù)更新提供了全方位的手段和動態(tài)數(shù)據(jù)源。2、GIS可為遙感分析提供有用的輔助信息和手段

GIS有助于提高遙感數(shù)據(jù)自動分類的精度，為遙感應用分析提供一個良好的環(huán)境，從而大大提高遙感信息識別的精度和效率。

圖片摘自張超二、GIS與遙感結合的途徑

§8-2GIS與RS結合第八章GIS發(fā)展熱點(a)發(fā)展一個能綜合處理矢量和柵格數(shù)據(jù)的矢柵一體的GIS(b)通過國際標準的空間數(shù)據(jù)交換格式作中間媒介、相互轉(zhuǎn)換(c)通過GIS與遙感系統(tǒng)間建立接口，實現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳送

三、例子

以遙感圖像與原始數(shù)據(jù)，應用GIS提供的分析功能，對深圳市城市用地空間分布進行了定量的描述和分析，給出了它的形態(tài)、結構，找出了深圳市用地擴展規(guī)律性。

一、GIS與GPS集成的系統(tǒng)結構模型

§8-3GIS與GPS結合第八章GIS發(fā)展熱點二、GIS與GPS結合的形式第八章GIS發(fā)展熱點1．單臺移動式在用戶設備上直接配備GIS工具軟件，把接收機天線接收的定位數(shù)字信號直接饋入GIS系統(tǒng)，由GIS系統(tǒng)對接收機定位信息進行處理并與其數(shù)字地圖匹配，這樣即可全世界實時顯示接收機天線位置；§8-3GIS與GPS結合2．集中監(jiān)控式當定位精度要求高，移動區(qū)域廣，需要集中顯示流動目標的運行狀況時，便需要采取本方式。1）控制中心，由大屏幕計算機、無線電臺、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成，并配備GIS。2）基站，由電臺、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成。3）移動站（即車載系統(tǒng)），由電臺、天線、通訊適配器和GPS接收機組成。三、例子第八章GIS發(fā)展熱點1、黃岡地區(qū)運金車GPS實時監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)影響因素、需解決的關鍵問題，系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和系統(tǒng)主要功能、主要技術指標。2、中國大通公司的汽車自動導航系統(tǒng)（圖片摘自該網(wǎng)站）

1）主要部件：§8-3GIS與GPS結合2）系統(tǒng)功能1當前位置計算功能第八章GIS發(fā)展熱點§8-3GIS與GPS結合2）系統(tǒng)功能2地圖畫面顯示功能第八章GIS發(fā)展熱點§8-3GIS與GPS結合2）系統(tǒng)功能3最佳路線制定功能第八章GIS發(fā)展熱點§8-3GIS與GPS結合2）系統(tǒng)功能4檢索功能第八章GIS發(fā)展熱點§8-3GIS與GPS結合2）系統(tǒng)功能5語音提示功能第八章GIS發(fā)展熱點§8-3GIS與GPS結合2）系統(tǒng)功能6娛樂功能第八章GIS發(fā)展熱點§8-3GIS與GPS結合第八章GIS發(fā)展熱點Web原理

Web結構為瀏覽器/服務器,其原理就是用瀏覽器下載服務器管理的文件并顯示出來。瀏覽器通過統(tǒng)一資源定位符URL來訪問服務器并請求取得文檔.

§8-4WebGISWebGIS是建立在Web技術上的一種特殊環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)，利用Web技術來擴展和完整GIS的一項新技術。WebGIS的應用分為：1）空間數(shù)據(jù)發(fā)布，2）空間查詢檢索3）空間模型服務，4）Web資源組織

WebGIS其本質(zhì)與一般的地理信息系統(tǒng)沒有區(qū)別，具有數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析、和輸出等基本功能，只是運行環(huán)境不同。

3、WebGIS與一般GIS相比特點1）基于C/S模式2）信息傳輸是全球性的3）是一分布式系統(tǒng)，用戶、服務器可分布在不同地點和計算機平臺上。

WebGIS實現(xiàn)技術第八章GIS發(fā)展熱點第一種：利用WWW服務器端的功能來實現(xiàn)1）CGI方式(通用網(wǎng)關接口,CommonGatewayInterface)---瘦客戶端§8-4WebGIS如MapInfoProServer，ESRI的InternetMapServer.客戶端服務器請求回答html第二種：用客戶端瀏覽器的擴展技術來實現(xiàn)。第八章GIS發(fā)展熱點1）插件（Plus_in）---胖客戶端

§8-4WebGIS下載插件矢量數(shù)據(jù)服務器客戶端優(yōu)點：數(shù)據(jù)量小，加速用戶操作的反映速度，減少網(wǎng)絡流量和服務器負擔。缺點：插件需先下載安裝，才能使用，造成不便。如AutoDesk公司的MapGuide。2）JaveApplet

第八章GIS發(fā)展熱點Java程序有兩種：一種Java應用程序，可以獨立運行；另一種稱為JaveApplet，只能嵌入到HTML中，被瀏覽器解釋執(zhí)行?！?-4WebGISWeb頁面JavaApplet客戶端簡單請求服務器復雜請求與插件相比的優(yōu)點：a.運行時，JaveApplet從服務器下載，不需要進行軟件安裝；b.可以實現(xiàn)Applet與服務器程序的直接連接，從而使數(shù)據(jù)處理操作既可以在服務器上現(xiàn)實，又可以在客戶現(xiàn)實，以實現(xiàn)兩段負載的平衡。

3）ActiveX方法第八章GIS發(fā)展熱點§8-4WebGIS特點：ActiveX可用各種語言實現(xiàn)，軟件開發(fā)效率高。缺點：只能在MS_Windows平臺上運行，安全性較差。如MapObject(ESRI)，MapInfo的MapX。Web頁面ActiveX控件客戶端服務器Web-GIS基本框架：當WWW服務器與GIS軟件或GIS數(shù)據(jù)建立聯(lián)系后，能對瀏覽器做出應答，把GIS數(shù)據(jù)以某種瀏覽器能識別的形式反饋回去，實現(xiàn)瀏覽器對遠程地理信息的訪問。請求回答客戶端Web服務器GIS軟件GIS數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系瀏覽器GIS的未來趨勢－智能化GISGIS將不斷的發(fā)展和變化。它的發(fā)展不僅基于一系列基本的GIS的特性，而且還依賴于計算機和Internet技術的不斷發(fā)展。下面是一些重要的影響因素：GIS已經(jīng)從數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)共享的方式發(fā)展成為一種知識方法?；贕IS數(shù)據(jù)集，GIS用戶的工作還要涉及到地圖和全球視圖，空間處理和工作流模型以及多領域的GIS數(shù)據(jù)庫模型（數(shù)據(jù)模型）。所有這些都可以通過元數(shù)據(jù)管理發(fā)布和共享地理知識。第八章GIS未來趨勢GIS的未來趨勢－智能化GISGIS系統(tǒng)越來越相互關聯(lián)，地理知識正在網(wǎng)絡上共享。用戶可以在系統(tǒng)間共享和復制更新，InternetGIS將會更加成熟和被廣泛使用。日益增強的分布式GIS的功能將被看作是一個完整的GIS平臺的重要組成部分。在過去的幾年里，GIS門戶已經(jīng)被用于許多機構，提供對分布信息的集中式訪問。隨著時間的推移，GIS門戶將會有助于分布式GIS數(shù)據(jù)管理和使用。GIS的未來趨勢－智能化GIS獨立GIS系統(tǒng)將會基于網(wǎng)絡以一種松散耦合的方式相互連接。Internet很快將成為統(tǒng)一訪問地理知識的框架。這些地理知識依然由許多獨立的GIS結點創(chuàng)建、維護和發(fā)布。在過去的十年里，這個遠景曾被作為國家或全球空間基礎設施（SDI）詳細描述過。實施這個遠景的技術正在成熟。GIS的未來趨勢－智能化GISGIS系統(tǒng)具有固有的分布式的特性。用戶相互依靠彼此的信息共享和使用。分布式GIS的內(nèi)涵遠不只是分布式的GIS數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)復制，而是所有GIS任務的分布式協(xié)作。除了GIS發(fā)布和數(shù)據(jù)共享之外，用戶還可以通過Internet來編輯、應用和管理地理知識。GIS的未來趨勢－智能化GIS智能化GIS“GIS正在從數(shù)據(jù)庫方法向知識方法演變?！保璄SRI總裁JackDangermond，2003年7月。

歷史上，人們通常用抽象化的方式來表達和共享知識。這些抽象化的方式，匯總了大量知識，用于表達人類的經(jīng)驗和理解。這些抽象化的結果－－如：文字、象形文字、語言、數(shù)學、音樂，以及藝術品、繪畫、肖像、地圖等－－被用來一代一代地進行文化和文明的記錄與交流。GIS的未來趨勢－智能化GIS人類通過抽象化的方式表達和交流人們對地球以及整個環(huán)境的理解。

地理為關于“位置”的抽象和表達提供了一種通用的框架。

GIS的未來趨勢－智能化GIS在數(shù)字計算時代，我們已經(jīng)開始獲取我們所知的任何事物并通過網(wǎng)絡（互聯(lián)網(wǎng)）進行共享。這些知識很快被數(shù)字化。同時GIS正在不斷發(fā)展，幫助人們更好地在各個層面上理解、表達、管理和溝通整個地球，并使之成為一個系統(tǒng)。GIS的未來趨勢－智能化GIS關于世界的一些概念，地理學提供了一種傳統(tǒng)的重要框架和語言進行組織和交流。而GIS則是一種相對較新的機制，它將地理知識劃分為五個主要元素：地圖和全球可視化提供一種交互式視角展現(xiàn)地理信息。用于回答問題，表達結果以及作為真實工作的操作臺。GIS的未來趨勢－智能化GIS地理數(shù)據(jù)集基于文件和數(shù)據(jù)庫的地理信息——要素、網(wǎng)絡、拓撲、地表、測量和屬性。空間處理和工作流模型用于自動化和重復性任務的空間處理過程的集合。數(shù)據(jù)模型地理數(shù)據(jù)集的模式、行為和完整性規(guī)則。元數(shù)據(jù)描述其它元素的文檔——幫助用戶組織、發(fā)現(xiàn)和獲取共享地理知識的文檔目錄。GIS的未來趨勢－智能化GIS這五個元素，與完整的GIS軟件一起構成了建立智能化地理信息系統(tǒng)的基石。智能化GIS使得封裝數(shù)字化的地理知識成為可能。這些元素也為應用GIS戰(zhàn)勝諸多挑戰(zhàn)提供了基礎（例如，效率的提高，智能的有見地的決策，有科學依據(jù)的規(guī)劃，資源計算、評估和交流等）。GIS的未來趨勢－智能化GISGIS將地理信息抽象為五種元素用于表達地理知識。這些元素

與高級軟件一起組成了構建智能化GIS的基石

GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS長期以來，GIS用戶在數(shù)據(jù)共享和使用上依靠相互協(xié)作。今天，大家已經(jīng)達成共識，地理信息系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)和屬性來源于多種組織機構。每個GIS組織開發(fā)自己地理信息系統(tǒng)中信息內(nèi)容的一部分，但不是全部，至少一些層來自于組織的外部。1、分布式系統(tǒng)和C/S模型1）分布式系統(tǒng)（DistributedSystem）定義：一組獨立計算機的集合，但從用戶的角度來看，如同一臺計算機。2）C/S模型（Client/Server，客戶機/服務器）是一種分布式系統(tǒng)，C/S模型基于簡單的請求/應答協(xié)議，即客戶端向服務器提出信息處理的請求，服務器針對請求完成處理，并將結果作為響應返回客戶端?？蛻舳?客戶端2數(shù)據(jù)服務器服務器應用服務器請求回答2、GIS與分布式由于GIS固有特點，使得運行于網(wǎng)絡上的分布式系統(tǒng)特別適合于構造較大規(guī)模的GIS應用，其表現(xiàn)為：1）

數(shù)據(jù)的分布2)應用功能的分布3）外設共享4）并行計算

GIS的未來趨勢－分布式GIS

GIS標準的演化

WebServices提供了一種新的多系統(tǒng)集成的互操作方式

GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GISGIS最重要的標準將以不斷發(fā)展的計算機和網(wǎng)絡標準為基礎。Internet在分布式GIS中扮演了至關重要的角色并將持續(xù)下去。不斷發(fā)展的信息技術框架也將會起到巨大的幫助作用。基于XML和SOAP的WebServices框架幫助獨立的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡相互協(xié)作。無線通訊技術和基于瀏覽器訪問的集中式的企業(yè)級應用架構的發(fā)展都意味著，對用戶來說，GIS可以分布在任何計算機環(huán)境中。GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS應用范圍不斷擴大大多數(shù)GIS數(shù)據(jù)共享還會基于文件共享和數(shù)據(jù)復制FTP下載的這兩種簡單機制。然而，數(shù)據(jù)共享框架將不斷發(fā)展。例如，應用ArcIMS或類似技術廣泛實施的GIS網(wǎng)絡發(fā)布應用。而且，部署GIS目錄門戶的應用也不斷增加，提供了通過GIS站點集中訪問發(fā)布的地理信息的途徑。所有這些分布式GIS應用將會非常重要。GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS應用范圍不斷擴大除了GIS數(shù)據(jù)的發(fā)布和使用，GIS用戶也會在分布式GIS數(shù)據(jù)管理和空間處理方面加強合作。一些組織將會建立越來越復雜的企業(yè)級系統(tǒng)來支持所有這些應用，其他的組織會根據(jù)他們的特定需要實施部分的應用。GIS的未來趨勢－分布式GIS

GIS系統(tǒng)架構不斷發(fā)展，基于Internet的分布式趨勢也越來越明顯

GIS的未來趨勢－分布式GIS

實際上，GIS用戶有可能位于InternetGIS應用的任何一個級別。組織內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享將會最終導致實施InternetGIS的需求。許多組織將會沿著由簡單到高級的趨勢不斷地推動GIS應用的實施。GIS軟件技術的持續(xù)發(fā)展，必然提供對高級應用的支持。然而也必須提供足夠的靈活度，支持完整的各個層面GIS應用的實施。GIS的未來趨勢－分布式GIS

InternetGIS不斷發(fā)展的使用模型

GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS技術的遠景許多組織依靠相互協(xié)作的GIS－－構建，并維護最新的，多尺度的，連續(xù)的地理信息。這個過程不是作為單一組織的獨立行為，而是依靠多組織的相互協(xié)作。目前，大多數(shù)組織建立和維持著自己的地理內(nèi)容。雖然組織之間的信息類型差別很大，但大多開始于相同的基礎數(shù)據(jù)集，并不斷更新、豐富以滿足特定的需求。GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS技術的遠景大多數(shù)用戶都意識到了分享和重新利用這些豐富數(shù)據(jù)的潛在需求。許多人希望把GIS數(shù)據(jù)合并為一個覆蓋更大區(qū)域的，完整的、多用途的圖層，滿足許多組織和應用軟件的要求。此外，他們希望相互合作建立其他的關鍵GIS數(shù)據(jù)層。一些重要的應用，如地籍數(shù)據(jù)管理、國家制圖、應急響應和國土安全都推動了這些需求。GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS技術的遠景

為達成這一目的，一個方式就是建立一個GIS組織的分布式網(wǎng)絡，每個組織擁有一部分數(shù)據(jù)，并有數(shù)據(jù)共享的責任共同建立一個共享數(shù)據(jù)庫。GIS數(shù)據(jù)庫應該是多用途的，并堅持具有共同的表現(xiàn)形式和內(nèi)容的指導方針。每個參與者都必須使用本地GIS去建立、維持、分享和出版特定區(qū)域或特定專題的GIS數(shù)據(jù)。

GIS的未來趨勢－分布式GIS

分布式GIS技術的遠景協(xié)作式GIS對聯(lián)合并集成獨立的數(shù)據(jù)提供者，構成一個GIS網(wǎng)絡邁出重要的一步。GIS網(wǎng)絡將獨立的個體連接成為一個整體（例如：為一個地方政府、州、國家乃至世界維護一個完整的地理信息數(shù)據(jù)）。用戶還希望構建