GIS论文资料合集

荞麦oO娃娃

移动GIS提供了数据访问、地图显示、查询、数据编辑、GPS、路径计算、导航、访问网络等功能。地理信息系统（GIS）的应用范围已经非常广阔，但是随着GIS应用深度和广度的不断扩展，一些新的需求也在不断涌现。 　　首先，“数字地球”、“数字国家”、“数字区域（省市）”的应用要求十分迫切。 　　随着人类获取空间数据的手段与技术的不断发展，一度曾经制约GIS应用发展的瓶颈将会大幅度地缓解。 　　所谓“数字**”，实际上就是将一定范围内的多尺度（比例尺）、多类型（矢量数据、影像数据等）地理空间数据加以组织，形成基本框架，在此基础上集成各类应用数据和应用技术（如MIS、ITS、OA等等），构建可以互通的应用系统，形成以地理空间数据为基础、包括各个领域应用系统的巨系统。 　　这类系统首先在美国发端（例如洛杉矶地区湖滨县集成了电子政务的城市综合管理系统），在我国也正方兴未艾，相当一部分城市正在开展“数字城市”的建设，构建“数字中国”的策略与可行性也在研究之中，城市应急联动系统建设也在全面展开。 　　除了横向的区域级应用，纵向的“数字行业”建设也在全面展开。以空间数据为基础的、从中央到地方、从企业总部到各级分支机构，各级业务部门的集成业务系统建设需要构建GIS与业务应用集成的系统平台。 　　例如，“数字国土”将集成各级国土管理、矿产管理系统、“数字石油”将全面管理各级油田、输油管线、“数字林业”将全面管理各级林务部门和林场，等等。使管理更加全面，决策更加科学。 　　未来几年，直接面向公众的GIS应用将大范围展开。与卫星定位相结合的导航、搜救、物流配送将形成巨大的产业，从营业网点的布设、交通路线的规划，乃至父母对儿童管控，凡此种种无一能够离开GIS的支持。 　　嵌入式GIS将在人们周围频繁出现，成为像手表、移动电话（或直接嵌入GIS）一样不可或缺的日常必需品，它与无线通信技术的结合，将极大地方便人们的生活。 　　至于军事方面，从庞大的作战单位到单兵，任何精确打击武器，都伴随着GIS的身影。 　　应用的扩展、理论研究的深入、技术的发展以及一批IT大鳄（如微软、甲骨文等）重视并进入空间信息领域将加速GIS软件的升级换代。Google Earth的出现已经开始动摇传统GIS的观念。新一代地理信息系统软件将在未来5-10年内出现。第四代GIS软件将呈现出一系列重大的概念与技术变革： 　　空间数据的概念模型、组织模型与存储模型将发生重大革命，时空数据数据模型将替代单一时相的静态空间数据模型，场模型的完善将不可避免地冲击目前空间数据离散模型的表示与组织方式，空间数据解析模型表示与组织将成为某些情况下的重要手段并继续发展，并引发空间数据计算模型的变化；以地图处理为基础的模式将让位于直接面向空间实体及其关系的处理模式，从而使地理信息系统软件进入“后Tomlinson时代”。 　　空间数据协同计算技术将成熟并进入实用，以“数据资源共享、计算资源共享、动态性、负载平衡、容错”为特色的空间数据协同计算将成为构建GIS应用系统的技术基础，具备上述主要特点的网格地理信息系统将成为GIS软件的主流。行业级、区域级需要GIS集群的空间信息应用系统将在其支持下变得十分普遍。 　　因特网的出现使“计算机联合起来”在技术上变成可能，网格地理信息系统也将在技术上支持“GIS联合起来”。 　　时空复合数据库查询语言技术将进入实用，成为空间数据库的基本配置。这类语言不仅可以支持时空数据模型、实现时间与空间两个方向及其复合计算，而且可以支持分布式环境下的并发计算，在空间数据计算组织、时空复合查询和分布式计算任务分配乃至空间数据一致性、完整性维护等方面具有强大的描述能力，较之目前的空间数据库查询语言应用覆盖面更加宽广。用户可以用它方便地组织空间数据（包括属性数据）的应用计算任务，摆脱面向过程的空间数据计算模式，真正实现面向问题的计算。

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【摘　要】　本文主要对GIS软件领域的两大前沿技术：基于OLE的嵌入式GIS技术、基于Internet/Intranet的GIS技术进行了一些阐述和分析，并展望了这两大技术在未来几年在GIS领域所扮演的角色。　　进入1997年以来，GIS厂商层出不穷地推出了许多新的产品。其中有两类产品尤为引人注目：一种是基于OLE的嵌入式GIS技术，另一种是基于Internet/Intranet网络的GIS技术。 一、基于OLE的嵌入式GIS技术 1.嵌入式GIS技术的由来 　　将若干部件集成在一起，像搭积木似地构造软件系统，是计算机软件行业长期以来一直企盼的事情。这种方法不仅节省时间和资金，提高工作效率，更重要的是可以产生更加统一、可靠的应用程序。目前，被计算机界广泛接受的Microsoft(微软)的构件软件技术几乎成为一种工业标准。从它的OLE1.0(对象连接与嵌入)到OLE2.0，再发展到今天的Active X(OCX)控件技术，已相当成熟。目前包括微软在内的各软件厂商提供的Active X (OCX)控件已达数万个。 　　同样，GIS厂商顺应技术新潮流，各大厂商相继推出了基于OLE技术的嵌入式GIS组件。嵌入式GIS组件为开发人员提供了一个快速、易用，功能强大的地图化组件。用户可以在工业标准的可视化开发环境中，如Visual Basic、Visual C++、Delphi、PowerBuilder等，只需在设计阶段将GIS组件嵌入到用户的应用程序中，就可以实现地图制图和GIS功能。值得一提的是，这种应用程序可独立编译为*.exe文件。 2.嵌入式GIS组件代表作及其主要功能 　　嵌入式GIS组件的代表作应首推MapObjects1.2以及MapX3.0等。其中MapObjects由全球最大的GIS厂商ESRI(美国环境研究所)推出；MapX由著名的桌面GIS厂商美国MapInfo公司推出。另外还有加拿大阿波罗科技集团的TITAN等。图1是嵌入式GIS的模型；表1是对MapObjects和MapX主要功能的对比。 　　　　图1　嵌入式的GIS技术解决方案 表1　MapObjects与MapX功能的对比 功能 MapObjects MapX 显示的地图数据格式 Arcview的SHP、ARC/INFO的coverage、SDE图层 MapInfo的数据格式 叠加栅格图像 有 有 对地图的常用操作 放大、缩小、漫游等 放大、缩小、漫游等 图层控制 增加、移走、设置当前层 增加、移走、设置当前层 属*数据绑定 有 有 地图信息查询方式 1.通过鼠标选取特征　　　　 2.通过表达式(SQL)查找特征 3.通过空间操作选取特征　　 1. 通过鼠标选取特征　　　　 2. 通过表达式(SQL)查找特征 3. 通过空间操作选取特征　　 专题地图 较弱 有 实时事件跟踪(GPS集成) 有 有 用户绘图图层 无 有 生成和编辑地图对象 较弱 较弱 地图标注 有 有 地图符号化 较弱 较强 分析功能 无 无 地理编码(地址匹配) 有 有 可使用的开发语言 VC、VB、PowerBuilder、Delphi、Access等 VC、VB、PowerBuilder、Delphi、Lotus Notes等 二、基于Internet/Intranet的GIS 1.从Internet到Intranet 　　Internet从最初用于大学、政府、科研机构之间共享资源和信息通讯发展至今天，已成为一个全球*的网络。目前，用户数量的增长就像滚雪球一样，迅速膨胀。据统计，全世界目前大约有2.8亿台PC机，其中有3500万台已经连入了Internet。已经引起了企业和个人的极大关注和兴趣，并且正在改变着人们的工作和生活方式。 　　如果把Internet称为“互联网”，那么Intranet则可以称为“内联网”，它是Internet技术在企业机构内部的实现，它能够以极少的成本和时间将一个企业内部的大量信息资源透明地传递到每个人的桌面。Intranet为企业提供了一种能充分利用通讯线路、经济而有效地建立企业内联网的方案。它主要用于如下的典型领域：发布企业文档、访问共享目录、企业内部通讯、简单群件功能、电子邮件、软件发布、企业化的用户界面。 2.基于Internet/Intranet的GIS技术的代表作 　　随着计算机技术的发展进入了以Internet/Intranet为代表的网络时代，企业用户希望能在企业的Intranet或Internet服务中应用GIS技术，各GIS厂商也不失时机地推出其在Internet/Intranet的GIS解决方案。代表作有：美国ESRI公司的MapObjects Internet Map Server (IMS)和ArcView Internet Map Server (IMS)；美国MapInfo公司的MapInfo ProServer;美国Autodesk公司的Autodesk MapGuide;美国Intergraph公司的GeoMedia Web Map。其实现方法如图2所示。 图2　基于Internet/Intranet的GIS技术解决方案 　　基于Internet/Intranet的GIS技术开拓了地理信息资源利用的新领域，为GIS信息的高度社会化共享提供了可能，展现了GIS产业的社会化的前景。使用户能够通过任何一个Web浏览器或定制界面直接使用GIS应用系统。 三、展　望 　　随着计算机工业的迅猛发展，用户对GIS技术的深入理解和应用，相信在未来几年内，这两项技术将得到普及：基于OLE的嵌入式GIS技术将成为开发人员的首选平台；基于Internet/Intranet的GIS网络技术将逐渐占据主导地位。当然，每一项新产品从诞生伊始，必须经过市场的风风雨雨、千锤百炼才能逐渐完善。从目前的技术产品来看，还远远未成熟。如：基于OLE的嵌入式GIS技术功能不够强大，像本文提到的几个产品，其编辑功能很弱，没有分析功能，仅能读取自己的GIS数据格式等；基于Internet/Intranet的GIS网络技术的安全*、海量多媒体数据的传输速度等都是有待解决的问题。 [/td][/tr]

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Development of a model for dam irrigation management based on GIS network models

K.N.Toosi University, Tehran, Iran Department of GIS, Faculty of Geodesy & Geomathics Abolghasem Chehreghani, Saadi Mesgari, Mohammad Karimi, Ahmad Seyfi Mastan Abstract As a result of population growth and industry development, the consumption of water increases continuously. A large portion of usable water is consumed by agriculture, which requires more efficient ways for both conveyances of water and irrigation. Usually the efficiency of irrigation-water conveyance is too low, meaning that much of the water is either evaporated or absorbed by soil before reaching the user. In this paper, we describe the development of a model for the management of dam-irrigation network. The model is on the basis of network analysis /modeling capabilities of GIS. In this model, the water conveyance efficiency of every segment and consequently every route on the network is calculated. Having the amount of water by farmers on lands, the amount of water needed to be entered to the network is computed. Then, we can compare the whole amount of water needed to be provided with the amount obtainable from the dam discharge. These, in turn, could be used to plan and ration the consumption of water by users and to classify farms according to their priorities for irrigation in an irrigation network. 1. Introduction The amount of available water resources for irrigation decreases continuously. The reasons for this include population growth, industrial development and global climate changes. According to the available census, agriculture as the main consumer of water uses 92 percent of the 93.1 billion cubic-meter available water (Irani, K.S., 2004). Agriculture is not only the largest water consumer, but also it uses water with the cheapest price and lowest efficiency (Irani, K.S., 2004). Previous studies in many countries show that the low efficiency of the irrigation systems is mostly the result of weak maintenance and management of irrigation network. This is the main obstacle to the justly consumption of water among farmers. That is, further farms from the water source get much less water than the nearer ones (Irani, K.S., 2004). The issue of water saving, after a certain point, is that of water saving in irrigation. Thus, irrigated agriculture is increasingly feeling the pressure to demonstrate and improve its performance (Burt, C.M., A.J.Clemmens, T.S.Strelkoff et al., 1997). In this article a method on the basis of the network analysis capabilities of GIS is described to help in a better management of the irrigation network. 2. Modeling of the irrigation network spatial features Usually there are five types of features in an irrigation network: ·Dam: this is the provider of water to the irrigation system. It can be presented as a point feature having the name, the ID and the amount of water delivery as its attributes. ·Channels: they act as the transporter of water to the farms and are divided into three groups(Khuzestan's energy organization, 2000): Level-one channel, that receives water from dam and sends it to level-two channels or to other level-one branches; Level-two channel, starts from a level-one and transfers water to level-three channels; Channels of level three and four are the branches of the network that deliver the water to individual or groups of farms. The name and identifier of the channel, its water capacity, the ids of its start and end gates are the attributes that should be linked to channel features. ·Gates/Turnouts: through these features, the water is delivered from higher level channels to the lower level ones. At the end of level-four channels also, the farms receive the water from the farm turnouts. These features are represented as points, having the attributes of ID and the amount of water received (capacity). ·Lands (villages): the main purpose of irrigation network is to transfer water from the sources to these features. When the data about each land is not available, the village could be considered instead. These features are modeled by points. Regarding each cultivation type present at a village, the attributes of cultivation type area and percentage to the whole cultivation of the village are linked to the village. ·Consumption points: the farm turnouts are the consumption points. These points are required to be connected to the villages. The purpose of the irrigation system is to serve these points. ·Other consumers: beside agriculture, usually there are other types of consumers. Name of the feature and its consumption are the main attributes. ·The table of needs for water: this is the only non-spatial part of the model that is connected to consumption points (villages). In this table, the amount of needed water for each cultivation type in area unit is recorded. 3.Description of the model Irrigation network efficiency is generally defined as amount of water received by consumer divided by the water taken from the source. This includes the three parts of conveyance, field canal and field application efficiency (Khuzestan's energy organization, 2000). Conveyance efficiency is related to the working condition and design of the channels, gates and penstocks. The field canal and field application efficiency depends on the irrigation channels and irrigation system used inside the farms. Therefore, these parts of efficiency are not covered in this article. Here, we calculate conveyance efficiency and call it efficiency. To define the efficiency of the network, the efficiency of each link should be calculated and considered. To do this, the water delivered to the gate of beginning of the link and the water received at the gate of the end of link are measured. By dividing the output water to the water inputted to the link and multiplying it by 100, the efficiency of the link is extracted. To calculate the efficiency of the network, on the basis of the shape and connections in the network, it is divided to some regions, each served and fed with a level-two channel. In each region, for every level (levels from two to four) the averages of efficiency of all links are calculated. By multiplying the efficiency averages of all three levels, the efficiency of that region is calculated. 3.1. Calculation of the efficiency The methods of calculating the efficiency of the channels are similar. To get proper formulas, we consider them in two groups of one-part channels and multi-part channels. ·One-part channels Channels of level four are usually of this type. They consist of one part each. The efficiency, as mentioned, is calculated by dividing the output of the channel by its input water and multiplying it by 100; that is: E is the water received at the gate of the end of the channel and T is the water delivered to the gate of the beginning of the channel ·Multi-part channel A channel of this type consists of many parts. In other words, in such a channel there are a few gates. Any such a gate delivers water to lower level channels. Usually channels of level one, two and three are of this type. To calculate the efficiency of such a channel, the channel is divided into simple (one-part) sections. Then for each one of simple sections, the efficiencies are calculated and then multiplied (formulas 2 and 3). Finally, to calculate the efficiency of the network in a region, the average efficiencies for channels of level two, three and four are calculated separately and then multiplied. 3.2. Defining the water demand for each village To define the water demand of a village, the table of water demands of plants (cultivation types) is used. By multiplying the water demand per area unit of each cultivation type by the area of that cultivation and addition of the resulted values, the whole water demand of that village is calculated. 3.3. Defining the relation between consumption nodes of the network and farms To simplify the calculations of water demand, the village as the aggregation of all its farms is connected to the end nodes (consumption nodes) of the network, through a unique identifier. This means that this village is receiving water from that gate/turnout. Having the water demand of villages, the demand of each consumption node can be extracted. 3.4. Calculating the water demand of the whole network Having the demand of end nodes of the network and adding them in each region, the region water demand can be resulted. By multiplying this with the region efficiency, the real water demand of that region is calculated. Finally, by adding the real demands of all regions and other non-agriculture consumptions, and multiplying the result by the efficiency of the level-one channel, the real demand of the whole network is achieved. Now this value is compared with the water volume expected to be provided by the water source. If the demand is less than the capacity of the source, then we only need to plan the circling of water (define the irrigation periods) among level-three channels. Otherwise, first, the non-agricultural consumers are cut off; then if the problem remains, the agricultural consumers are classified based on some priorities. Using these priorities, the water portion for each level-two channel obtained and irrigation turns and periods for channels of level three are defined. Although for both these conditions, the portion of water for each channel of level two is defined. 4. Conclusion In this article, a model is proposed for calculating the efficiency of the irrigation network and using it for the calculation of the water demand. The following results could be mentioned: ·In this method, the conveyance efficiency of the network can be calculated with much more accuracy than the empirical judgements traditionally used. ·The efficiency of each link/channel and region of the network can be calculated separately. Accordingly, proper actions can be taken to improve non-efficient parts. ·The network demand can be calculated more realistically and accurately, which causes better decisions. ·The water dedicated to each consumption type can be calculated. ·In both cases, presence or lack of water shortage, the irrigation cyclic plan and periods for channels of level three should be defined.

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因为对水利专业知识的欠缺,翻译稿中可能存在对专业术语的误解. 希望大家能指出,谢谢!

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GIS应用：有了深度和广度之后的新需求：

如今，地理信息系统（GIS）的应用范围已经非常广阔，但是随着GIS应用深度和广度的不断扩展，一些新的需求也在不断涌现。

首先，“数字地球”、“数字国家”、“数字区域（省市）”的应用要求十分迫切。 随着人类获取空间数据的手段与技术的不断发展，一度曾经制约GIS应用发展的瓶颈将会大幅度地缓解。 所谓“数字**”，实际上就是将一定范围内的多尺度（比例尺）、多类型（矢量数据、影像数据等）地理空间数据加以组织，形成基本框架，在此基础上集成各类应用数据和应用技术（如MIS、ITS、OA等等），构建可以互通的应用系统，形成以地理空间数据为基础、包括各个领域应用系统的巨系统。 这类系统首先在美国发端（例如洛杉矶地区湖滨县集成了电子政务的城市综合管理系统），在我国也正方兴未艾，相当一部分城市正在开展“数字城市”的建设，构建“数字中国”的策略与可行性也在研究之中，城市应急联动系统建设也在全面展开。 除了横向的区域级应用，纵向的“数字行业”建设也在全面展开。以空间数据为基础的、从中央到地方、从企业总部到各级分支机构，各级业务部门的集成业务系统建设需要构建GIS与业务应用集成的系统平台。 例如，“数字国土”将集成各级国土管理、矿产管理系统、“数字石油”将全面管理各级油田、输油管线、“数字林业”将全面管理各级林务部门和林场，等等。使管理更加全面，决策更加科学。 未来几年，直接面向公众的GIS应用将大范围展开。与卫星定位相结合的导航、搜救、物流配送将形成巨大的产业，从营业网点的布设、交通路线的规划，乃至父母对儿童管控，凡此种种无一能够离开GIS的支持。 嵌入式GIS将在人们周围频繁出现，成为像手表、移动电话（或直接嵌入GIS）一样不可或缺的日常必需品，它与无线通信技术的结合，将极大地方便人们的生活。 至于军事方面，从庞大的作战单位到单兵，任何精确打击武器，都伴随着GIS的身影。 应用的扩展、理论研究的深入、技术的发展以及一批IT大鳄（如微软、甲骨文等）重视并进入空间信息领域将加速GIS软件的升级换代。Google Earth的出现已经开始动摇传统GIS的观念。新一代地理信息系统软件将在未来5-10年内出现。第四代GIS软件将呈现出一系列重大的概念与技术变革： 空间数据的概念模型、组织模型与存储模型将发生重大革命，时空数据数据模型将替代单一时相的静态空间数据模型，场模型的完善将不可避免地冲击目前空间数据离散模型的表示与组织方式，空间数据解析模型表示与组织将成为某些情况下的重要手段并继续发展，并引发空间数据计算模型的变化；以地图处理为基础的模式将让位于直接面向空间实体及其关系的处理模式，从而使地理信息系统软件进入“后Tomlinson时代”。 空间数据协同计算技术将成熟并进入实用，以“数据资源共享、计算资源共享、动态性、负载平衡、容错”为特色的空间数据协同计算将成为构建GIS应用系统的技术基础，具备上述主要特点的网格地理信息系统将成为GIS软件的主流。行业级、区域级需要GIS集群的空间信息应用系统将在其支持下变得十分普遍。 因特网的出现使“计算机联合起来”在技术上变成可能，网格地理信息系统也将在技术上支持“GIS联合起来”。 时空复合数据库查询语言技术将进入实用，成为空间数据库的基本配置。这类语言不仅可以支持时空数据模型、实现时间与空间两个方向及其复合计算，而且可以支持分布式环境下的并发计算，在空间数据计算组织、时空复合查询和分布式计算任务分配乃至空间数据一致性、完整性维护等方面具有强大的描述能力，较之目前的空间数据库查询语言应用覆盖面更加宽广。用户可以用它方便地组织空间数据（包括属性数据）的应用计算任务，摆脱面向过程的空间数据计算模式，真正实现面向问题的计算。 此外，新一代地理信息系统软件在与其它软件的集成能力、空间表现能力和三维处理能力等方面也会有更大的发展与突破。 我国的地理信息系统软件水平在过去10年间得到了长足的进步，产业得到了明显的发展。但是，我们必须正视并接受面临的挑战，加快脚步，实现技术创新，争取跨越式的发展，攀登地理信息系统技术的世界高峰。

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GIS软件体系的三个层次 链 接 GIS软件体系的三个层次 从GIS软件体系来看，它可以分为三个层次（如上图所示）： ·GIS基础平台软件 ·GIS行业应用平台软件 ·GIS应用软件。 其中，GIS基础平台软件实现空间数据的组织、存储以及基本的数据操纵、分析、传输和表现，解决空间数据管理与计算中的共性问题，提供开发GIS应用开发平台或应用软件的基本支持； 应用开发平台软件则针对特定的应用领域，解决与本领域密切相关的空间信息应用共性问题，与特定的应用领域知识结合紧密，为本领域GIS应用系统的开发提供带有领域专业特点的支持； GIS应用系统软件则根据用户的需要，包括功能、性能和界面等要求，解决面向用户的特定的应用问题。

huangyustar

摘要] MAPGIS 软件支持多种GIS 数据交换,且其明码数据格式较全面、清晰,易于读写。本文以MAPGIS 明码数据格式和Oracle 数据库为例,研究通过编程实现ASCII 码格式的空间数据上载Oracle Spatial 数据库的方法,探讨各类GIS 软件与Oracle Spatial 进行空间数据交换的基本过程。 [关键词] GIS; 空间数据库; Oracle; MAPGIS [中图分类号]P208 [文献标识码] B [文章编号]1001-8379(2003)04-0178-03 STUDY ON TRANSFORMATION OF SPATIAL DATA BETWEEN GIS AND ORACLE LI Jing-wen CHEN Da-ke TANG Qun(Department of civil Engineering, Guilin Institute of Technology, Guilin 541004 China) Abstract: The software, MAPGIS, supports many kinds of GIS data format. It’s public data format is comprehensive,clear and easy to be understood. The article, based on the MAPGIS’s public data format and Oracle Spatial Data format, describes how to upload spatial data with ASCII into Oracle Database, and studies the basic procedure of every other kind of GIS software exchanging spatial data with Oracle Spatial. Key words: GIS; Spatial Database; Oracle; MAPGIS 1 概述 近几十年来，由于社会应用需求的增长和多年研究工作的积累，地理信息系统(GIS)技术有了明显的进步，正朝着跨平台运行、分布式处理、开放式开发、网络化集成的方向发展。从空间数据管理角度看，GIS 已经从纯文件方式管理图形数据和属性数据向图形数据文件方式管理和属性数据关系型数据库管理方式发展。然而由于GIS 的图形数据格式多样，图形数据用文件来管理的模式给信息共享带来了极大不便，特别是随着GIS 应用领域的不断拓宽，数据量的快速增大，在实现数据共享、网络通信、并发控制及数据安全恢复机制等方面呈现出明显局限，出现了诸多难以解决的问题。 目前，大多数GIS 软件都逐渐倾向于采用空间数据与属性数据一体化的管理方式，而且选用Oracle 数据库作为存储空间数据和属性数据的数据库管理系统，特别是Oracle 推出Spatial 之后，基于Oracle Spatial 的空间数据管理方式逐渐被认同[1]。然而，由于各个不同的GIS 软件的数据存储结构是封闭的，各自采用不同的数据格式，在数据上载Oracle Spatial 中存在数据语义表达的不一致性，彼此之间难以实现数据互访，并且用户又难以控制，本文针对这一问题以MAPGIS 平台和Oracle 数据库为例探讨GIS 软件与Oracle 数据库数据交换的方法。 2 MAPGIS 明码格式 MAPGIS 的明码格式数据接口是一个开放式的软件数据接口，用户用其他软件获取的数据只要按照明码格式写成图形文件，就可以由MAPGIS 系统读取。其明码数据格式是ASCII 码的文件，较全面、清晰，且以点、线、面分开的方式存储空间实体，易于读写。下面以线文件为例，分析其明码数据格式的构成。线文件结构如下： 逻辑结构：文件头 线数 1 号线 2 号线...... 具体为： 文件头, 8 个字节WMAP9021 线数n 1号线线型号辅助线型号颜色 线宽x系数y系数辅助色 图层透明输出 线点数m1 x x1y1; x2y2;…; xm1ym1 ID 线长度 2号线线型号辅助线型号颜色 线宽x系数y系数辅助色 图层透明输出 线点数m2 x x1 y1; x2y2; …; xm2 ym2 ID 线长度 …… n号线线型号辅助线型号颜色 线宽x系数y系数辅助色 图层透明输出 线点数mn x1 y1; x2y2; …; xmn ymn ID 线长度 3 Oracle Spatial 数据结构 在Oracle Spatial 的对象—关系模型中，一个空间实体的空间信息是存储在字段类型为SDO_EOMETRY 的对象类型记录中。SDO_ GEOMETRY 在 Oracle 中的定义如下： CREATE TYPE SDO_GEOMETRY AS OBJECT( SDO_GTYPE NUMBER, SDO_SRID NUMBER, SDO_POINT SDO_POINT_TYPE, SDO_ELEM_INFO MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY, SDO_ORDINATES MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY); 在MAPGIS 明码数据上载Oracle Spatial 之前，先在Oracle 中建立与MAPGIS 明码格式相一致的空间类型信息和图形属性信息库结构，见表1 所示： 表1 线信息数据库结构 名称数据类型含义名称数据类型含义 Line_ID GUID 线对象代码Line_WD int 线宽 Line_xy GEOMETRY 坐标序列Line_X float x 系数 Line_TID Int 线型号Line_Y float y 系数 Line_TFID Int 辅助线型号Line_CLR int 辅助色 Line_CL Int 颜色Line_OUT log 透明输出 Line_LAY char 图层Line_LEG float 周长 4 空间数据引擎实现方法 4.1 基本过程 目前，各类专题空间数据库建立的过程包括技术设计、资料准备、数据获取和数据入库等内容。数据的获取常可利用现有的GIS 软件如GeoStar、MAPGIS、SUPERMAP、ARCGIS 等来实现，获得的数据通过某一空间数据引擎(如Easyloader)上载到Oracle 数据库中，实现利用Oracle Spatial 存储、管理空间数据。MAPORA 引擎是把MAPGIS 的明码格式通过编程实现空间数据上载Oracle Spatial 的一种方法，其具体过程如图1 所示[2]： 4.2 实现程序代码 1）利用Oracle JDBC 驱动程序连接Oracle 数据库。其java 程序段如下： myconnection=DriverManager.getConnection( “jdbcracle:thinlocalhost:1521rcl”， “scott” “tiger”)； 2）使用CREATE 语句创建数据库表单: CREATE TABLE F001B ( Point_id INTEGER CONSTRAINT PRIMARY KEY， Point_xy MDSYS.SDO_GEOMETRY, file://坐标对字段的定义 Point_TID INTEGER， file://线型号字段的定义 Point_TFID INTEGER， file://辅助线型号字段的定义 ......)； 3）读取MAPGIS 明码格式后，写入Oracle 数据库中： INSERT INFO F001B valueS( 1， MDSYS.SDO_GEOMETRY( SDO_GTYPE = 2001 SDO_SRID= NULL SDO_POINT = （1，1，NULL） SDO_ELEM_INFO = NULL SDO_ORDINATES = NULL) 12， 20， ......)； 5 数据应用 目前，虽然GIS 软件产品较多，但由于GIS 应用于各行各业，不可能解决所有的专业问题，还必须根据用户的实际需要进行开发，例如MapInfo 公司提供的MapBasic、MapX，ESRI 公司提供的AVENUE、ArcObjects 等语言和开发组件都方便用户进行二次开发。 MapX 是一个基于Windows 操作系统的标准控件，不仅支持Visual Basic、Delphi、Visual C++等面向对象语言，而且支持Oracle Spatial。本文利用Oracle 数据库存储空间数据，利用MapX 控件和Visual Basic 语言实现空间数据的交换及应用开发，其过程如图2 所示。 6 结论 1）采用Oracle Spatial 存储、管理空间数据，易于解决数据共享、分布式处理、网络通信、开放式开发、并发控制、网络化集成、跨平台运行及数据安全恢复机制等方面的难题。 2）MAPORA 数据引擎为用户提供了ASCII 码格式的空间数据上载Oracle Spatial 的一种便利方法，用户可以把通过野外测量或其他途径获取的数据较方便的上载到Oracle 数据库中，同时用户又可以通过SQL 语言操作数据库，实现远程数据的应用。

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国内城市GIS面临的机遇和挑战

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http://user.7host.com/codemaster ; 2003-10-17 vbman 城市地理信息系统（简称城市GIS）是地理信息技术（包括地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS，统称3S技术）及其它相关信息技术在城市政府、企业的管理与决策及市民社会生活中的应用。它利用地理信息技术将城市系统中地理环境的组成要素及其相互关系映射到信息空间（Cyberspace），建立城市现实地理环境的空间信息模型，构造一个与现实城市相对应的虚拟“数字城市”，为城市政府和企业的管理与决策及市民社会生活提供信息服务。 城市GIS是由人、软件、数据、硬件、网络等要素构成的系统，它与城市现实社会的物理接口是由计算机、网络及相关设备实现的。 城市系统是一个人地（地理环境）关系系统，它体现人与人、地与地、人与地相互作用和相互关系，城市系统由政府、企业、市民、地理环境等，既相对独立又密切相关的子系统构成。政府管理、企业的商业活动、市民的生产与生活无不体现出城市的这种人地关系。 图1 城市系统中的人地关系 信息化的浪潮席卷全球，城市作为一定区域内的政治、文化、经济和信息中心，则首当其冲。城市的信息化实质上是城市人地关系系统的数字化，它体现“人”的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。城市信息化过程表现为政府管理与决策的信息化（数字政府），企业管理、决策与服务的信息化（数字企业），市民生活的信息化（数字城市生活），即数字城市。 城市GIS是“数字城市”是核心的部分，城市中“人”的一切活动，从城市管理到企业为市民提供各种服务，以及每一个市民生产与生活，都离不开“地”。没有城市GIS的数字城市，如同没有市区的城市，不能称其为“数字城市”。 理想化的城市GIS由政府GIS、企业GIS和社会GIS构成，通过网络（局域网、Internet、宽带网、有线电视网、公用电话网等）将政府、企业和社会联成一个整体，实现资源的共享。 图2 城市GIS的构成 国内城市GIS的发展过程是一个从政府GIS向企业GIS乃至社会GIS发展的过程。 政府GIS 国内早期的城市GIS建设主要侧重于政府GIS。城市GIS是投资大、见效慢的项目，只有政府才有条件率先建立城市GIS。因为，政府部门，尤其是城市规划、土地、房产部门是城市空间数据的主要生产者、管理者和使用者，政府对城市空间数据的采集、使用和处理拥有垄断地位，而城市空间数据是建立城市GIS的必要条件；政府管理与决策迫切需要GIS的支持。 八十年代中期，应城市规划管理世界银行贷款项目的要求，洛阳、常州、沙市等城市开始着手建立为城市规划GIS。八十代末，上海建立了2.5平方公里的样区实验系统。九十年代初，由于城市建设的高速发展，海口、深圳、北海、淄博等城市纷纷建立了为城市规划管理服务的政府GIS，城市规划GIS得到了迅速的发展。早期的城市GIS主要是为城市规划管理服务的政府GIS，它体现了城市规划在城市管理中的龙头作用和城市决策者希望对城市建设总体把握的要求。到九十代中期，为土地管理服务的政府GIS开始引起重视，南宁、南京等城市开始建设土地信息系统。九十代后期，随着国家对土地资源的重视，土地信息系统的建设热潮开始形成。与此同时，政府的其它部门也在开始应用GIS技术，如“110”、“12315”、“120”系统开始把GIS与GPS技术纳入应用范畴，环保部门利用GIS建立环境GIS。在第三次人口普查中，提出了建立人口地理信息系统的要求。 建设部提出的“城市规划、建设、管理与服务数字化工程”十五重点科研项目，抓住了城市信息化建设的关键，为城市GIS的发展带来了新的机遇。国土资源部提出的“数字国土工程”也将从国土资源管理的角度推动城市GIS的发展。 目前，政府GIS还停留在部门GIS水平，各政府部门之间由于条条块块的分割，相互封锁，形成了各自为政的政府GIS孤岛。从“数字城市”的角度，政府部门的GIS应该是一个整体，才能实现系统资源（数据、软件、硬件、网络和人才）的共享。从城市规划、土地、房产及城市建设管理中的人地关系（见图3）可以反映出这种整体*的要求。如果，城市规划、土地、房产和城市建设管理部门的GIS能围绕业务所涉及的人地关系这一管理的中心环节，实现数据共享，将可以大大地提高管理的质量和效率，减少工作失误，同时也可以为政府其它部门及企业和市民提供更多的信息服务。如可以由开发商的资料，可以查询开发商开发房地产项目过程中，办理各种许可证、房地产抵押和查封的情况，以及土地、房屋的空间位置和配套设施的情况，反过来，也可以由土地、房屋的资料查询开发商的有关情况。这样，通过城市GIS将各管理部门联成一体，可以避免缺乏信息共享所造成的管理失误，如没有办理土地证，先办房产证的情况，也就相应减少了房地产纠纷。同时，有关的数据（土地、房屋、市政设施）可以用于小区的物业管理系统建立，拓宽企业GIS的应用领域。从整体考虑政府GIS建设，将为城市GIS的发展提供更多发展空间。 图3 城市规划、建设、房地产管理中人地关系 企业GIS 政府GIS的发展为企业GIS建立提供经验和数据基础。企业是以赢利为目的，企业应用信息技术是为企业的管理与决策服务，通过提高管理与决策水平，最终到达提高企业利润的最终目的。GIS如果不能满足企业发展需要，企业不会投资建立GIS系统。 GIS在企业中的应用主要可以解决两方面的问题：一、企业设施管理问题；二、商业管理与决策问题。 九十年代中后期，为城市提供基础和公用设施服务的企业开始着手建立设施管理GIS系统，主要是城市供电、供水、煤气、电讯、有线电视和交通GIS。一些大型的企业开始建设企业内部设施管理GIS。通过建立企业的设施管理GIS，企业可从设施空间分布的角度了解设施的状况，摸清家底，提高企业设施管理和维护的效率，充分合理地利用各种设施，优化服务，节约成本，从而产生经济效益。虽然，目前企业设施管理GIS应用水平不高，但随着国内设施管理GIS技术的成熟，它将成为城市GIS的主要增长点。 GIS作为一种空间分析与决策技术，可以在商业管理与决策中应有，如在商业网点的布设、物流管理、客户关系管理（CRM）、电子商务中发挥作用。GIS有助于企业了解客户及其需求、合作伙伴、资源、商业竞争对手等商业要素的空间分布及规律，为企业管理与决策提供依据，提高企业的服务质量、效率与水平，使企业在竞争中立于不败之地。目前，这方面的应用在国内尚属空白，但在国外已经有较多的应用，并形成了商业地理分析这门技术。随着，市场经济的发展，这方面应用将可能在企业中普及，但应用的关键是企业能较方便的获得所需的空间信息和实用的GIS软件。 企业GIS所需的数据，尤其是基础地理数据主要来源于政府GIS，这将有利于政府GIS直接经济效益的产生，从而推动政府GIS的发展。而政府GIS的发展反过来将促进企业GIS的发展。 社会GIS 九十年代后期，一些GIS公司开始开发集软件与数据于一体的城市电子地图光盘，如《北京通》、《广州之窗》，为市民和游客在城市中的衣、食、住、行提供方便，这些光盘可进一步发展可以成为汽车导航以及商务地理分析的工具。随着Internet和Web GIS技术的发展，为企业和市民提供城市空间信息服务的GIS网站开始出现，比较有影响网站的主要有Chinaquest和Go2map，这些网站尝试通过Internet提供网上地图浏览服务，为电子商务提供城市空间信息基础平台。这些应用标志着社会GIS的发展，城市GIS的应用领域的拓宽，同时也加深社会对GIS的认识，GIS技术将通过社会GIS深入千家万户，扩展GIS的市场空间。 随着，戈尔的“数字地球”概念的提出，“数字城市”作为“数字地球”概念的引伸，使城市GIS迈入了更为广阔的发展空间，城市GIS作为“数字城市”的核心部分，要求突破条条块块的制约，从城市系统的整体考虑，将政府、企业和社会GIS通过网络联成一个整体，实现资源的共享和系统的互动，为城市建造一个虚拟的地理信息空间，使人们将生活在现实空间与虚拟信息空间之中，过着“现实生活”与“数字化生活”水乳交融的城市生活。数字化生活是现实生活的反映，同时也是现实生活的一种发展，它将改变人类生活方式和人类与环境之间的关系（人地关系），使人类生存和发展发生根本*的变化。 城市GIS发展的技术基础 信息技术尤其是GIS技术的发展为城市GIS发展奠定了基础。 首先，硬件的*能按摩尔定律在不断提高而相对价格不断地降低，使微机成为GIS应用的主流机型，Windows系列操作系统的发展，使大量的GIS软件可以在微机环境下运行，结束了GIS必须在UNIX工作站下运行的历史，使GIS软、硬件投资大幅度降低。 组件式GIS的发展使GIS可与其它IT应用紧密的集成，使GIS不再曲高和寡。长期以来，困扰着政府GIS应用的“图文一体化”，即办公自动化与GIS应用一体化集成问题，迎刃而解。 面向对象技术的应用，改变了GIS的传统设计方法与思想，使GIS系统能更好地反映现实地理空间各种空间要素及其相互关系，甚至空间现象与过程。目前，GIS数据对象，除了具有图形（Geometry）和属*(Attribute)，已经开始被赋予行为（Behavior），甚至规则（Rule），为GIS的智能化奠定了基础。GIS对象数据模型在不断的完善和发展，使GIS描述现实地理空间时，更加得心应手。 　 信息时代的城市规划 梁军 中国科学院地理信息产业发展中心 城市规划是根据城市的社会和经济发展目标对城市建设实施全过程控制的过程，这一过程除决定于城市规划管理体制及规划设计和管理人员的素质外，还决定于对城市历史、现状信息的把握，信息的分析、处理和利用。当今时代已逐步进入信息时代，信息技术的广泛应用带来了一场深刻的信息革命，它对社会和经济发展将产生深远的影响，对城市规划也不例外。 信息技术对城市规划的影响表现在对城市规划所需信息的采集、分析、处理和利用方面，更为重要的是它改变了城市规划内部信息流程和城市规划部门与社会的信息交流与反馈机制，进而对城市规划的管理体制产生深远的影响。 影响城市规划的信息技术主要包括因特网(Internet)技术、3S技术（遥感、GPS、GIS）技术、数字化野外测量技术、CAD技术、虚拟现实技术（Virtual Reality）。 因特网技术主要改变了城市规划中建设者、规划师、规划管理人员和公众的信息交流与反馈的方式。随着邮电通信网和有限电视网的数字化和计算机网络化，网络传输速度的大幅度提高，这些人员可以方便地通过因特网进行静态和动态的信息交流，尤其是交互式双向信息传输，使这些人员的信息交流可以跨越空间甚至一些时间限制。 遥感、GPS技术和数字化野外测量技术主要解决了城市规划中空间地理信息的采集问题。卫星遥感图像的精度将有可能提高到米级甚至分米级，而无人驾驶 的采用GPS定位的小型飞机或航空模型装载CCD数字像机可以直接、快速的获取高精度城市规划有用的信息和制作数字化影像图和矢量地图。数字化野外测量技术则采用电子平板仪加上GPS定位获取高精度的测量电子数据直接输入的计算机系统中，在城市规划中应用。 GIS与CAD技术主要解决现实地理空间的数字模型问题，利用GIS与CAD技术可以构造与现实地理空间对应的虚拟地理信息空间，并可以用数字模型对现实地理空间的现象和过程进行模拟和仿真，进行预测。利用GIS技术建立的城市空间基础数据库和各种专题数据库（如人口、交通、地下管理线等）使城市规划中所需的信息数字化，使规划师和规划管理人员更容易获取。 虚拟现实技术则使人们借助于各种设备感觉信息空间所反映的现实世界，使计算机的使用更为方便，更为形象生动地表现信息世界中所反映的现实世界。 随着这些技术的发展与广泛应用，将对城市规划各个方面产生深远的影响。笔者认为其影响主要表现在下面几个方面： 一． 城市规划管理 信息技术对城市规划管理的影响主要表现在办公自动化方面，目前的办公自动化方面，目前的办公自动化主要是提高城市规划管理部门内部的管理水平、质量和效率。随着社会的信息化，通过因特网可以建立城市规划管理部门与城市建设者之间的有效信息通信渠道，可以通过因特网实现网上报建，报建单位只要在本单位与因特网相连的计算机就可完成报建过程和提供所需的材料，规划审批可以在因特网上完成。 规划管理与规划设计更紧密的结合，实现管理与设计的一体化，审批的结果可以电子数据的形式迅速的反馈给设计部门，而设计部门可尽快地将设计结果以电子数据的形式提交给管理部门，这些信息的传输可以通过因特网来完成。 通过因特网可以进行规划评审，各地的专家可以在家里对规划成果进行评审，规划成果将利用虚拟现实技术展现专家所需的各种信息（如建筑物三维动态模型），通过网络会议交流意见，专家甚至可以实时与规划师交流，提出自己意见和设想，并可以较快地通过建立数字模型加以证实。 二． 城市规划设计 城市规划设计将更广泛应用CAD和GIS技术，而计算机图形输入技术的改进和智能化，如笔输入技术，使规划设计师进行设计更为方便，而不影响灵感产生。 设计过程中所需的数据将数字化，使其获取变得更加容易、更加方便，可以采用遥感图像直接作为背景进行设计，而各种地下管线的资料由于数据库的建立而更加方便的获得。现在比较难以得到的人口空间分布、交通流量等信息由于相应信息系统建立而能很方便地获得。 虚拟现实技术的发展与应用，使规划设计成果的三维动态建模更加方便，设计成果更加形象和直观。 在规划设计和规划审批中由于规划成果的数字化，使得对各种规划成果和方案的定量分析、模拟和预测成为可能，经济可行*分析也更为方便，促进规划决策的科学化。 通过因特网由分布在全球各地的规划设计专家共同合作完成设计也将成为可能，这样可以构建了一个不受规划师的空间分布制约的虚拟设计事务所。 三． 公众参与 公众可以通过因特网动态了解规划设计方案和参与规划审批，而且规划方案与成果的表现形式由于采用虚拟现实技术和多媒体技术更为直观和形象，使公众能更好的理解规划师的意图，公众通过因特网发表个人的意见，与规划师、管理人员和其它有关人员进行直接对话，使公众参与更加有效，促进决策过程的民主化。 四．城市规划研究与教育 因特网构成了一个巨大的电子图书馆，各种城市规划研究成果将以电子出版物的形式出现，城市规划研究者将通过因特网查到各种城市规划资料，并可通过电子邮件、BBS（电子公告栏）及其它一些网络通信方式进行交流。 因特网同时也将成为一个庞大的远程教育网，城市规划专业的学生可以通过因特网利用多媒体技术学习城市规划的理论与知识。 在信息时代，电子游戏也将成为一个很好的教育手段，城市规划方面的游戏软件将出现，可以对规划设计与审批及城市建设过程进行模拟，使城市规划学习及城市规划的宣传与教育通过玩电子游戏的过程来完成。 总之，信息时代的到来，使人类构造了一个与现实世界相对应的虚拟的信息世界，人们将生活在由原子组成的现实空间和由比特（BIT）构成的信息空间(CyberSpace)中，现实空间与信息空间的物理界面（Interface）是由计算机及网络和数据库构成的信息基础设施，人们通过这一界面可跨越现实空间与一些时间的限制，了解现实世界的过去和现在，预测未来，进行思想交流。城市规划将在信息空间中构造城市发展的蓝图，并通过建设者在现实世界中实现

huangyustar

3D GIS—SKYLINE TerraSuit 软件简介： 从90年代中期开始，Skyline系列软件开始进入三维地理可视化领域并在越来越多的行业提供专业的解决方案。今天，Skylinesoft以一组用于规划、分发、显示和编辑空间信息的Skyline产品系列领导全球市场。为了实现真正的三维可视化，Skylinesoft与相关的地理信息系统组织机构进行协作，研发了高效专业的Skyline TerraSuite三维地理信息系统软件。 Skyline TerraSuite 作为一种平台，可以把不同的地理数据封装起来，并且可以把它们快速的分发到各个用户，不论是在办公室，家里、或是野外。

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TerraBuilder：融合大量的影像、高程和矢量数据，以此来创建精确三维地形模型。 TerraExplorer Pro：它是一个桌面应用程序，使得用户可以浏览分析空间数据，并可以对其进行编辑。也可以在上面添加二维或者三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。可以进行测量及各种分析。 TerraExplorer与TerraBuilder所创建的地形库相连接，可以在网络上直接加入GIS 层。逐TerraExplorer viewer是个完全免费的可自由下载的浏览器。 TerraGate：它是一个服务器端软件，它允许用户通过网络来访问地形数据库。 TerraGate的空间数据流是和用户文件里面的数据是同步的。 TerraBuilder：迅速创建、编辑和维护三维地形数据库。功能描述： 具有海量数据库处理能力以及无损高比例压缩能力，通过TerraBuilder Agents支持多处理器及网络负载均衡，支持大多数标准源数据格式。通过插件(PLUG-IN)形式支持读取新数据格式源数据， 64-BIT文件指针支持超过TB级数据库的数据快速存取，自动融合(镶嵌)不同空间分辨率的源数据， 强大的三维模型预览选项和功能， 丰富的编辑工具,用于创建和扩展自定义图层，可导入DXF文件，城市模型及GIS层，内置大地坐标系统，使三维地形中的任意位置具有相应坐标。 支持的数据格式 影象数据：TIFF, GeoTIFF (.TIFF, .ITIFF) Windows Bitmap (.BMP) ERDAS IMAGINE (.IMG) User defined binary raw ASCII - X, Y, Z or Z (regular grid) NIMA formats: DTED 高程数据:Windows Bitmap (.BMP) ERDAS IMAGINE (.IMG) User defined binary raw MRSid compressed (.SID) ER-Mapper (.ECW) NIMA formats: CIB ADRG CADRG TerraExplorer Pro：创建、编辑、注记和发布具有照片实景效果的三维场景的强大便捷的软件工具。功能描述：支持交互式绘图工具，用于在三维地形模型中创建 二维\三维对象,符号以及专题图层、用户自定义对象、建筑物、文本、位图和动画属性 在线或离线导入\输出标准GIS 数据图层 通过标准COM接口与外部的本地和WEB应用程序通讯。控制所有动态及静态对象、信息层和应用系统信息 提供全套三维测量及地形分析工具 将事先录制的飞行路径输出为视频文件，如AVI 或一系列帧文件 在三维模型的特定区域建立指向网页、应用程序和数据库的超级链接，提供数据库接口支持如Oracle，ArcSDE，拥有强大数据处理能力。 TerraGate实时流畅传输三维地理数据的功能强大的网络数据服务器软件。功能描述：对三维地形数据以独有的流数据形式传输于内部网或互联网， 可实现在低带宽条件下的优化；拥有良好的可扩展性， 使用通用的TCP/IP协议， 可与防火墙及代理服务器协作； 能够充分利用多处理器服务器硬件，可高效处理海量数据；能够高速访问超大规模海量地形数据。

Alice

GIS涉及数据的采集、编辑制作、分析应用、输出表达等各个环节，80%的生活生产都与它相关，它具有一个相当的市场，这个市场的前景究竟怎样、行业的人才需求怎样？就此我们采访了北京灵图软件技术公司的总工程师孙亚夫。 国内GIS的整体开发尚处于二次开发，属于简单应用层面，孙亚夫如实说来。但同时随着发展，它将会从一个专业技术转变成一个通用的技术，因此这个市场是具备巨大的发展潜力的。而这个行业对人才的需求也将从06年下半年到08年下半年逐步达至使用高潮。 GIS型公司的项目业务应用到的技术总体涉及GIS、地图数据库、GPS、通讯与通用计算机技术几个方面，从事这类开发的人员一般具备两项以上的专业技能即可；高端技术人才与技术管理人才则要能够跳出技术的局限，有一个自己对所处行业的产业链环节、国内外市场趋势、客户需求等的行业思想；而从事GIS相关的开发的人并非要求一定是GIS专业的人员，相反，同时拥有结合部专项技术的人才会是炙手可热。 总体来说，目前IT行业管理型人才奇缺，高端人才需求较大，低端人才密集，素质参差不齐。作为现代人才应当智商情商兼备，具备国际化思维，看待问题全面，技能突出，责任心强，自信。

ecology

这个行业对人才的需求也将从06年下半年到08年下半年逐步达至使用高潮 哦,看来又一个黄金职位了

Alice

对啊，现在企业要招到合适的人才真是一件难事!

srbaby

GIS(地理信息系统)建设首先是网络建设，网络在整个GIS项目中处于至关重要的地位。GIS应用与常规事务处理有很大不同，突出表现在巨大的数据量、复杂的处理方式、空间的分布性，以及对安全容错机制的要求上，网络设计必须满足： (1)网络性能高，传输速率快GIS处理对象以图形图像为主，数据量大，非常规类型。当用户较多时，网络传输繁重，容易造成网络阻塞，因而要求有足够带宽和灵活的传送技术。 　　(2)Client/Server、Intranet结构，分布式数据处理GIS系统是一个有机组合的群体，通过网络将地理上分散、具有自治功能的多个计算机系统互联，实现信息交换、资源共享和协同工作。支持空间分布性、联机事务处理、多用户并发操作，是GIS网络基本特征。 　　(3)多媒体数据同步传输GIS处理越来越多地涉及声音、动画、影视等多媒体数据，因此需要实现时间敏感数据的同步传输。 　　(4)空间操作的复杂性，长型事务处理GIS基于空间数据的操作，例如图形修改、拓扑关系建立，都要求独占主机和网络资源，网络必须对此提供足够的支持，而且一旦操作失败，应具备容错和恢复等安全机制。 　　(5)GIS网络构成复杂，涉及诸多硬件平台、操作系统、网络类型的综合集成GIS硬件平台从传统小型机到各种UNIX服务器直至流行的个人工作站，几乎包括了计算产品的各种类型，还有扫描仪、绘图仪、数字化仪、硬盘阵列等专用设备；GIS系统必须同时支持UNIX、NT、Windows95等操作系统及Web/Browser应用，其客户端、服务器、中间件、开发工具等产品种类繁多、性能各异；网络设备选择涉及集线器、交换机、路由器、远程访问服务器等各个方面；如何从实际出发，对计算资源进行合理选型与配置以发挥最佳效益，是GIS网络设计的关键所在。 　　根据GIS上述特征，应采取结构化网络设计方式，进行细致的工作群组划分和网络分段，按照应用特点选择不同的网络技术，充分发挥各自优势；使用高性能服务器、交换机以提升网络主干性能。 　　由于应用规模和实际需求不同，GIS网络设计存在较大差别，本文通过GIS小型快速共享局域网、中型交换式局域网、大型ATM企业园区网、大型千兆以太企业广域网四个实例，较为全面地介绍GIS网络建设的不同模式。 　　一、GIS小型快速局域网 系统主机为INTERGRAPH的Wintel三维图形工作站TD系列12台和1台 UNIX服务器。网络设备采用3Com SuperStack II Hub100快速以太网集线器，具有24个端口共享100Mb/s带宽，通过UTP连接为星型拓扑结构。11台TD-2工作站安装NT WS作为客户端，1台TD- 4安装NT Server作为服务器，接入交换机100Mb/s端口，配置NETBEUI、TCP/IP网络协议，进行域名服务、网络资源管理，通过PC NFS实现与UNIX服务器的数据传输。 　　系统运行INTERGRAPH Client/Server结构GIS软件MGE，应用服务以MS SQL Server数据库作为后台支持。通过NT Server定义各个节点的网络地址、用户、共享应用程序、磁盘空间和各种外设(包括数字化仪、扫描仪、绘图仪、制版机等)，将GIS进程优化到网络上，实现数据输入、预处理、分色分版、修改和胶片制作等功能，完成大型地图产品输入、编辑、输出的一体化过程。 　　●网络特点简单实用，易于建立，是低成本的GIS网络解决方案。但网络传输速率低，缺乏有效的管理和容错机制，适用于上网设备较少，对实时性、安全性要求不高的部门级应用。 　　二、GIS中型交换局域网 系统硬件包括20台UNIX工作站/服务器，30台PC工作站/服务器，以及扫描仪、绘图仪、网络打印机、数字化仪等各种外部设备，运行ARCINFO、EDARS、SYBASE分布式应用软件，进行国家级重大灾害的实时监测和快速反应。 　　网络设计实施过程中，将网络资源按照其性能、用途划分为4个子网，网络中心采用Bay Accelar120 0路由交换机，连接3台3Com LinkSwitch3C16900桌面交换机，构成网络主干，将Sun Serv er450、SGI Origin2000、HP LH PRO300服务器和20台Sun、SGI、DEC工作站直接接入Accelar1200100M交换以太模块，40台PC及网络打印机、绘图仪、扫描仪等分别通过3Com L inkSwitch3C16900集线器构成独立的10M交换子网，再连到中心交换机上。 　　Accelar1200具有8个插槽，可扩展至96个100M以太网端口，并支持千兆以太网。Accelar 1200将第三层交换与IP路由相结合，9Gb/s交换能力可满足大型GIS应用传输要求。为确保网络中枢安全性，提供冗余电源、后备模块甚至CPU处理单元，所有模块均可带电更换。通过Bay Optivity网管软件，Accel ar1200支持创建最多127个端口或协议的虚拟网划分，从而有效地提高网络灵活性。 　　●网络特点采用业界先进的千兆以太网技术，大幅度提高网络主干速度；实现VLAN划分、智能管理、安全容错机制；网络资源多样，包括UNIX工作站/服务器，NT工作站/服务器，以及各种外部设备的互连，是较为典型的GIS局域网应用系统。 　　三、GIS大型ATM企业园区网 系统设计目标是建立一个企业骨干网络，将土地局分布在1平方公里范围内的三座办公楼局域网连接起来，组成分布式信息处理系统，为工程技术/管理人员构造高速率、高可靠性的计算环境，提供办公自动化服务和辅助决策支持。方案设计采用先进的ATM组网技术，通过局域网仿真达到较高性能，网络设计主要遵循以下原则： (1)大规模数据的高速传输，包括图形、图像及语音、视频等多媒体信息；(2)高度可靠性，提供安全的应用环境；(3 )良好的网络管理和可维护性，具有广泛的网络服务和管理功能；(4)实用性和先进性，方案所涉及的技术产品应具有先进成熟、稳定可靠、经济实用的特点，遵循开放原则，符合国际标准，具备灵活方便的网络连接及升级能力，有利于技术更新，动态保持最佳的性能价格比。 　　网络中心采用Bay中心交换机System5000。System5000是高档骨干插槽式交换机，提供AT M连接、LAN仿真服务及智能网络管理，插入不同模板可以连接不同网络，如FDDI、快速以太、令牌环、千兆以太网。通过System5000 ATM网口，连接多台EtherCell10328-F ETHE/ATM交换机到各个子网，实现ATM到桌面的过渡方案-局域网仿真。主服务器Sun Server2000插入ATM网卡，以155Mb/ s速率连接到System5000的ATM端口上，提高网络总体吞吐量和服务性能，网络中心配置网管工作站，运行Ba y Optivity软件，管理整个网络并实现VLAN的划分。 　　●主干网设计网络采用ATM技术与LAN Emulation相结合的方案。网络中心安装业界领先的Bay System5000交换机，三个Bay Ethercell ETHE/ATM交换机，以155M速率连接到Sys tem5000 ATM交换模块上，构成整个企业网的主干。各办公楼局域网分别连接到Ethercell ETHE/ ATM Switch，充分保护现有投资，提高设备利用率。Bay System5000具有9G/s的高速背板，插入Control Module、Switch Fabric Module、Link Module，以支持ATM 、LAN Emulation应用，System5000具备高可靠性，支持Hot Swap、冗余时钟、风扇设计、冗余电源等。 　　二级交换机采用Bay Ethercell Switch10328-F，配合SystemM5000实现L AN Emulation，支持ATM Forum标准，提供以太网与ATM之间直接通信。10328-F具有12个 100Base-T端口与一个多模光纤口。光纤端口以155M连接到System5000，12个100Base-T 分别连接到各子网节点，实现Ethercell到ATM之间的交换。 　　●网络特点网络产品的选择遵循高效率与可靠性原则，采用多膜光纤作为通信介质，保障高质量传输效果；通过Ba y Optivity网管软件以图形化方式管理监控整个网络状态；连接性和扩充性强，确保联入本网的任何结点之间的数据交流通畅，共享文件、数据、硬件外设等资源；System5000的模块化设计，可根据用户要求进行自由配置，升级简便易行，只要插入新的模块即可，由于采用星型布线、交换路由技术，扩大业务时，布线系统不作改动，充分保护已有投资，适应未来不断增长的需求。 　　四、GIS大型千兆企业广域网 国土规划信息系统是连接市规划局信息中心、市局各业务处室及五个下属分局的广域网系统，主要特点是物理位置分散、信息量大、网络安全要求高。为保证网络系统的高效运行，网络设计应该满足以下要求： (1)符合国际规范和标准，具有开放性；(2)网络容量满足规划局业务不断发展的需要，网络中避免出现通道瓶颈；(3 )具有良好的可靠性、安全性、互操作性和可扩充性。 　　系统硬件平台采用UNIX、PC工作站/服务器，采用普通以太网作为末端类型，通过交换/路由设备与千兆主干网相连接。使用ARCINFO地理信息系统、Oracle数据库软件，支持分布式数据处理，在UNIX、NT系统下，实现数据访问、资源共享与应用分割，提供文件和打印服务，满足规划局办公自动化需求。 　　具体网络设计实施中，应该把握规划局各级机构的物理分布、业务特点和数据流程，采取由上至下、由主至从的分层设计方法，针对不同层次特点使用不同的网络技术和产品，以获得最佳网络效益。根据各分局、市局业务管理、物理分布及网络设计经济实用原则等，将信息系统分解成七个局域子网，即市局子网、信息中心子网和五个分局子网，各子网拥有独立的应用服务器，市局和信息中心共享总服务器，各服务器之间通过网络系统与应用程序实时地保持数据一致性。 　　系统组成如下：(1)千兆以太主干网络：连接市局服务器、市局各业务处室网各信息中心网的高速通道；(2)快速以太局域子网：市局各业务处室网、局信息中心网及五个分局子网；(3)DDN、PSTN广域子网：通过专用、公用通信线路实现市局、分局连接并提供对外服务。 　　1.千兆以太光纤主干网国土规划信息系统主干网络在市局办公大楼中实施，连接两台Sun Ultra SPA RC Server4000服务器，包括市局各业务处室局域网和局信息中心局域网，是整个系统的中枢，其安全性能对于整个信息系统的高效运行至关重要，系统采用千兆以太网组建全局主干网络。因为千兆以太网具有下列优势：(1)满足大量 GIS图形数据的高速传输及多媒体应用的性能要求；(2)光纤介质抗电磁干拢，无泄漏，具有强保密性；(3)兼容普通 /交换以太网，保证投资的连续性。 　　根据规划管理信息系统的网络要求，结合各部门的物理分布，采用下列措施具体实施千兆光纤主干网：(1)通过两台中心交换机Cisco Catalyst5000和多台千兆/快速以太网交换机Cisco Catalyst200 0构成千兆网主干，将服务器安装双网卡分别挂接到两台中心交换机上，增强服务器的吞吐能力，消除通信瓶颈，提高网络整体性能，服务器/交换机之间提供备份连接，不会因为一台设备的故障导致系统崩溃，为网络安全可靠性提供有力保证；(2 )对于局信息中心及市局各业务处室的局域子网，分别通过使用Cisco Catalyst2000交换机接入千兆主干网；(3)采用Cisco4000路由器、Cisco2511远程访问服务器连接广域网，为下属分局和外界机构连接主干网提供通路。 　　2.局信息中心、市局各业务处室联网方案信息中心、各业务处室采用交换式快速以太网技术分别组建独立的局域子网，配置Sun150作为子网服务器，使各部门大部分信息在当地网络上传输和处理，减少主干网上的交通流量，提高了网络的整体性能。对于某些有大量数据传输要求的用户节点(高档图形工作站和网管工作站)通过中心交换机直接接入千兆光纤主网，一般节点通过Catalyst2000交换机进入主干网，获得10Mb/s的传输速率。各传输通道可以通过交换机/配线架随意改变在整个大厦的物理分布，以适应局信息中心和市局各业各处室对快速通道的要求。 　　3.分局子网系统由于分局业务拥有独立的工作区域，数据来源和管理对象，因而组成各自局域子网系统。由于分局的业务处理量不大，结点数较少，采用Sun150服务器、Cisco2514路由器和Catalyst2000交换机的硬件配置可以满足需求。 　　4.广域网系统广域网系统以电讯线路方式来实现市局主干网与各分局局域子网的远程连接。每个局域子网使用远程路由器，租用专用高速通信线路(DDN)或公共数据交换网(X.25)来实现和市局主干网的连接。在市局主干网安装中心路由器Cisco4000，在各个分局子网中各安装分支路由器Cisco2514，使分局子网与市局主网实现互访，通过在市局安装Cisco2511远程接入路由器和Modem Pool，向用户提供电话线拨号访问服务。 　　●网络特点整个系统是由市局服务器、信息中心局域子网、市局业务处室局域子网、五个分局局域子网组成的分布式联机事务处理综合性广域网络系统；通过千兆以太主干网提供较高的传输速率，满足GIS特殊处理的需要；通过DDN专线实现总局与分局的数据共享与业务交互，通过PSTN远程拨号接入向广大用户提供城市规划信息服务。

ecology

你是专业技术人员哦

Alice

我不是啦,我是砖,是来引玉滴...

Alice

干旱区内陆河流域的脆弱生态环境是在长期的演变过程中形成的。人类对自然资源，特别是水资源的不合理利用，加剧了脆弱生态环境的演变过程，影响了干旱区的生态安全。从国内外脆弱生态环境的研究进展状况，以及以塔里木河流域为典型代表的干旱区内陆河流域自然地理特征分析中，揭示了脆弱生态环境的特征及演变规律。近一个世纪以来，人们针对内陆河流域的人与环境问题、水资源问题（包括水文地质、水资源变化特征、水环境变化特征）、气候以及自然地理学领域进行了大量的研究工作。随着国家西部发展战略的逐步实施，干旱区内陆河流域将成为我国重要的资源开发与经济发展潜力巨大的地区。 我国RS、GPS及GIS的集成技术发展很快，3S技术在自然资源、生态环境以及社会经济建设中起到了重要作用。目前，3S一体化进行资源环境信息的获取、处理和动态分析成为脆弱生态环境研究的一个重要趋势。知识经济时代为生态环境研究提出了许多新的问题，跟踪国际上Geomatics及数字地球研究的进展，结合我国科技发展水平、经济实力及环境保护政策，探索干旱区内陆河流域脆弱生态环境研究方法，研究脆弱生态环境的特征，揭示脆弱生态环境的演变规律，建立脆弱生态环境评价指标体系，构建量化评价模型，定量评价脆弱生态环境的质量等级，在此基础上，探索退化生态系统恢复与重建的原理与途径，建立脆弱生态环境信息管理系统，对拓宽生态环境定量化研究的思路，指导资源合理利用，生态环境保护措施及制订区域可持续发展战略，具有重大的理论价值和实践意义。 生态脆弱性是景观或生态系统的特定时空尺度上相对于干扰而具有的敏感反应和恢复状态，它是生态系统的固有属性在干扰作用下的表现。新疆塔里木河，是我国最长的内陆河，曾在孕育“丝绸之路”文化中起到过重要作用；目前已成为实现新疆“一白一黑”优势资源开发战略的重要基地和我国西部开发潜力巨大的地区之一。内陆河流域的气候条件，尤其是水热条件和地貌特征，是植被生态、土壤环境及水环境形成与分异最主要的控制性因素，几大环境要素之间相互联系，相互制约形成内陆河流域生态环境空间分异规律和生态系统功能在空间不同地域上的差异性，并表现出不同程度的脆弱性特点。 在分析以塔里木河为代表的内陆河流域脆弱生态环境特征的基础上，利用多平台、多时相、多波段的遥感信息源，在GRS99及IDRISI支持下，依照图象图形学的相关原理，识别合成图象的信息丰富程度，确定用于塔里木河干流典型地区脆弱生态环境与景观格局分析的基准图象。利用1959年及1983年全色片和1992年彩红外片及1996年JERS-1黑白影像等遥感信息源，在ARC/INFO及MAPGIS支持下，编制完成不同时期干流中游典型区英巴扎地区，以及下游阿拉干典型区的土地沙漠化类型图。结果表明，英巴扎地区的植被状况有所改善。1983-1992年荒漠河岸林和平原低地灌丛面积增加，其增长率分别达到4.84%及0.22%，反映了抚育管理取得了良好效果。1996年平原低地灌丛面积却比1983年及1992年分别减少了11.9 km2和13.63 km2，但耕地面积逐渐增加，这种变化是以各种植被面积的减少为代价的。同时，对土地沙漠化的研究表明，阿拉干地区的沙漠化土地面积百分率由1959年的86.98%，增长到1996年的94.78%。说明生态系统的稳定性破坏后，系统的脆弱性加强，环境退化居于主导地位。 利用2000年CBERS-1 CCD 4,3,2波段及NOAA/AVHRR CH1,CH2,CH4通道数据，在GRS99及IDRISI支持下,根据典型区的地物特征及遥感图象上丰富的信息，进行景观格局制图。利用遥感和景观生态学的原理和方法，分析景观格局相关要素的耦合关系及其数量特征。受自然及人为因素的干扰影响，特别是水文状况的变化，原有的自然生态格局发生了很大的改变。塔里木河上游的人工绿洲已是该区的主要景观。但就整个干流而言，景观的破碎度和多样性仅分别为0.0035和1.276，景观的均匀度为0.1856,反映出景观较完整，破碎程度低；但景观类型相对较简单，且景观的优势度高达3.068，反映了几种少数的景观类型占据着整个景观格局的主导地位。这种状况不利于物质、能量以及信息的交流，是干旱区内陆河流域一种典型的脆弱生态环境景观。塔里木河流域中游英巴扎地区沙漠石油公路和塔里木河两大廊道呈十字形位于该区域的中部，它们决定了整个系统物质、能量及信息的传播途径。中游地区零星分布的油井所组成的小斑块以及连接它们的线路所组成的廊道，代表了石油勘探及开发在该区的发展轨迹；位于主河道两侧的河岸林使河流廊道更富有生态意义；远离主河道的天然植被形成了条形、椭圆形等不规则形状的群落，多以斑块的形式丰富了景观的内容。该区域的沙丘及其南部和东北部的沙漠，是该区域特色明显的基质，决定了英巴扎地区生态环境的严酷性和脆弱性。人类活动是土地分割、景观破碎化的主要原因，生态景观建设的理论及实践必须用遥感、GIS等现代科学技术的成果作指导。和田河流域上中下游，分别处于山地、绿洲及荒漠系统中，它们又以水资源的形成、转化、消耗和物质、能量及信息的传递为纽带，把三者联系起来，在同一流域体现了三大系统的耦合关系，是干旱区典型的系统耦合范例。 近50年来，塔里木河流域的生态环境发生了明显变化，并表现出一系列不稳定特征。针对塔里木河流域自然资源及生态环境的地域差异，以及流域的自然条件及人为干扰状况，选取水资源系统、土地资源系统、生物资源系统和环境系统(以沙漠化为主)的20个敏感性指标，对生态脆弱性程度进行综合分析。目前，对生态脆弱性的分级尚没有统一的标准，也没有普遍适用的评价依据。根据国内外研究现状，结合塔里木河全流域自然地理状况及生态环境脆弱性表现特征及变化规律，把生态脆弱性程度分为四级，并用生态脆弱性指数与之相对应。通过建立流域生态脆弱性评价指标体系及分级标准，在算术对数插值的基础上，构建生态脆弱性指数(EFI)。评价结果表明，阿克苏河流域EFI为0.08，属于轻微脆弱区，叶尔羌河流域及塔里木河上游EFI分别为0.23和0.25，属于一般脆弱区，和田河流域及塔里木河中游EFI分别为0.32和0.49，属于中等脆弱区，而塔里木河下游EFI为0.87，属于严重脆弱区。 人们对环境资源的过度使用和破坏，使生态系统的退化已成为普遍现象，退化生态系统是系统内生物要素与非生物要素不相匹配，在物质循环、能量转换及信息传递过程中，出现了一系列不相协调的状况。在西部干旱区，水是生态系统中最为重要的生态要素之一，水资源的消长变化直接制约着水域生态系统及相关生态系统的发育过程及演变趋势。不管是湿地生态系统，还是荒漠或自然绿洲生态系统，它们的退化一般表现为生物多样性降低、层次结构简单化、物质循环减弱、能量流动发生障碍，并且通过系统生产力下降、稳定性变差等得以明显反映。在生态系统退化特征及稳态研究的基础上，人们可以采取合理的恢复与重建的措施。

在塔里木河流域，水热、水土及水盐平衡失调，导致了系统的能量转换、物质循环及信息传输过程的受阻，是造成生态环境具有脆弱性的主要原因。目前，在系统论、信息论、控制论的指导下，以保护生物多样性为核心，以水资源的合理利用为出发点，保证生态用水，遵循生态学原理，特别是群落演替规律，以实现生态环境良性循环以及人地关系的和谐发展为最终目标，进行绿洲系统的生态建设。同时，在增强公众的生态保护及可持续发展意识的前提下，重点进行脆弱生态环境退化机理及恢复模式研究，为优化脆弱生态环境的结构和增强其功能提供科学

依据。 关键词: 塔里木河盆地 生态环境 脆弱性 遥感 地理信息系统 耦合关系

Research on Fragile Ecological Environment in Continental River Basin Based on Remote Sensing and GIS Techniques

(Wang Ranghui Directed by prof.You Xianxiang) Abstract Based on the features of fragile eco-environment in Tarim River Basin, depended on ARC/INFO and MAPGIS softwares, some remote sensing sources which include W/B PAN in 1959 and 1983 and color IR photos in 1992 and JERS-1 images in 1996 have been used for making thematic maps. As a result, the vegetation type maps and sandy desertification type maps are mapped in the middle and lower reaches of Tarim River respectively. The result shows that vegetation condition has improved. Between 1983 and 1992,the areas of desert riparian forest and plain low shrubbery are increased by 4.84% and 0.22% respectively. In contrast, the area of plain low shrubbery in 1996 is decreased by 11.9 km2 and 13.63 km2 compared with which of in 1983 and in 1992. In the meantime, the cultivated land area is increased quickly. The change came from the reduction of vegetation area. It is indicated that the areas of sandy desertification in Alagan is increased from 94.78% in 1959 to 86.98% in 1996,which declared that the fragility is intensified and environmental degradation is dominated in the ecosystems while the stability of ecosystems are destroyed. Using some remote sensing data of CBERS-1 CCD4, 3,2 and NOAA/AVHRR CH1, CH2 and CH4 in 2000, relaying on GRS99 and IDRISI, the standard image that did landscape pattern analysis is decided. During the process, richness of information of composite images should be discriminated according to object feature in typical area and principles of image and graphics. Furthermore, the coupling relationship and digital quality characteristics among some elements of landscape pattern are analyzed with principles and methods of remote sensing and landscape ecology. Affected by natural and artificial factors, especially the hydrological condition changes, the great changes of indigenous natural ecological pattern have happened. The man-made oasis in the upper reaches has been become a dominated landscape in the Tarim River Basin.Fragmentation degree and uniformity and diversity of landscape are 0.0035 and 0.1856 and 1.276 respectively in the main stream. It is indicated that the landscapes are relatively integrity. Moreover, Fragmentation degree is low. At the same time, landscape type is relatively simple. The landscape dominance is highly by 3.068,which reveals that a few landscape types are dominated the whole landscape pattern. As a result, the transformation of material and energy and information are confined, which is a typical fragile eco-environment landscape in the continental river basin in arid zone. The upper and middle and lower reaches of the Hetian River Basin is located in mountainous area and oasis and desert system (MODS). MODS are connected with formation and transformation and consumption of water resources. It is a typical coupling model of three systems in a basin in arid. Based on differences of natural resources and eco-environment in Tarim River Basin, the assessment indicator system and ecological fragility index (EFI) of eco-environment are built up. The assessment results are as follows. Because EFI is only 0.08 in Akesu River Basin, it belongs to slight fragility area. EFI of Yarkant River Basin and upper reaches of Tarim River Basin are 0.23 and 0.25 respectively, both of them belong to general fragility areas. Meanwhile, EFI of Hetian River Basin and middle reaches of Tarim River Basin are 0.32 and 0.49 respectively, they all belong to middle fragility areas. Furthermore, the lower reaches of Tarim River Basin belong to severe fragility area because EFI is 0.87. The maladjustment among water with hot and land as well as salt are hindrance of energy transfer and material circulation and information transmission. It is also the main reason that caused eco-environment fragility. At present, under the guidance of systematology, information theory and cybernetics, people should obey eco-environment succession pattern so as to take aim at well circulation of eco-environment and harmonious development between man and earth relations. Meanwhile, with the improvement of public consciousness on ecological protection and sustainable development, degradation mechanism and restoration model of fragile eco-environment should be studied. Furthermore, some scientific bases are provided for optimizing structure and strengthening function of eco-environment. Key Words: Tarim River Basin, eco-environment, fragility, remote sensing, geographical information system, coupling relationship

huangyustar

摘要：本文是基于目前TGIS数据模型研究发展的基础上，对多级基态修正模型进行了微观连续性的探索。将时间平滑引用到其中间，对TGIS的微观连续性进行了研究,实现其真正的微观连续提供参考。 关键词：TGIS，微观连续性，时间平滑 Absract: This article is about the micro continuence of model of multilevel base state with amendments based on the study of TGIS data model. Time slide is used to finish the study of the micro continuence of TGIS data. Key: TGIS, micro continuence, time slide 1 引言 TGIS作为GIS的一个新兴的研究领域，受到了越来越多的专家学者的关注。原因是其能够为人们提供更加丰富的信息。作为一个信息系统，TGIS与传统的信息系统有许多不同的地方；其中最重要的一点是动态性和连续性。它能够提供高效、完善的时空数据的存储、管理和分析机制，来让人们进行动态监测，历史查询，未来趋势分析和模拟。众所周知，信息系统最重要也是最基础的是数据库的建立，如果没有一个很好的数据库，它的实用性根本就不能发挥出来。 时空数据库系统或数据处理技术，主要表现在以下三个方面：一、空间时态数据的表达。二、空间时态数据的更新。三、空间时态数据的查询。 目前世界对TGIS的研究还处于理论模型阶段，数据库模型的关口还没有很好的突破。其实，TGIS的数据库模型建立的关键是其数据录入的可能性和数据的连续性。所谓数据录入的可能性指数据的存储量不是很大，但能反映全部的世界；而数据的连续性则是录入的数据是连续的，可以用其描述任一时刻。现有的TGIS数据模型还没有能够满足以上条件的。 2 TGIS数据库模型的概述 2.1 序列快照模型（Sequent snapshorts） 此模型将地理现象以快照的形式存储起来，反映时空演变的过程。当需要某个时间的信息时，只需将其调出播放即可。它很简单，就象照相一样，对相片存储或查询；也很容易操作。但当时间区间很长时，它的数据冗余度就大的惊人，任何一个存储介质也不能容纳。另外一个缺点就是它的不连续性。从大的时间区间分析，可以认为数据是连续的；但放到小的区间就不是这样。因为它是用静态片段来记录动态变化过程，势必造成记录点中间形成盲区，失去相关信息。 2.2 基态修正模型（Base state with amendments） 鉴于序列快照模型数据量冗余问题，有人提出了基态修正模型。它是以某一时间点的数据状态作为基态，以后只记录各时间点相对基态点的变化量。记录的各时间点是事先设定好的时间间隔点。时间点中间的间隔被称为基态距。 它确实能够很好的避免数据量大的缺陷。可是它同样没有避免记录点中间的信息盲区问题，同时也引来了另一个缺陷——查询的困难。你要想得到某时间点的数据状态，必需对各时间点的数据与基态点进行复合；如果它与基态点离的很远，那就降低了查询的速度。 2.3 时空复合模型（Space—time composite） 该模型是Chrisman于1983年针对矢量数据提出的。 时空复合模型将空间分隔成具有相同时空过程的最大公共时空单元，每个对象的变化都将在整个空间内产生一个新的对象。对象把在整个空间内的变化部分作为它的空间属性，变化部分的历史作为它的时态属性，时空单元的时空过程可用关系表来表示。若时空单元分裂时，用新增的元组来反映新增的空间单元。这种设计保留了沿时间的空间拓扑关系也随之生成。时空复合模型的数据库中，对标识符的修改比较复杂，涉及关系链层次很多，必须对标识符逐一进行回退修改。 该模型的起点是一个基图，它表达了最初的实体状况。每个数据库的更新期将产生一个覆盖层。一旦该层经过错误检查得到认可，该层通过叠加操作合并入系统，新的结点和弧段形成的新多边形在属性历史上将与它的邻接多边形不同。每个实体的属性历史用一个有序的记录列表来表达。一记录包括一个属性集和反映该属性集有效期的时间。该模型将空间变化和属性变化都映射为空间的变化，导致新实体的产生，是序列快照模型和基态修正模型的折中模型。 2.4 时空立方体模型（Space—time cube） Hagerstrand最早于1970年提出了空间——时间立方体模型。这个三维立方体是由空间两个维度和一个时间维组成的，描述了二维空间沿着第三个时间维演变的过程。 任何一个空间实体的演变历史都是空间——时间立方体中的一个实体。该模型形象直观地运用了时间维的几何特性，表现了空间实体是一个时空体的概念；但这种三维立方体如何表达却是个困难。 3 TGIS微观连续性实现的研究 以上是对存在的TGIS数据库模型进行了分析；如果我们把那种分隔时间点从宏观上看成是连续的话，它们有着一个共同的缺陷是微观时间区间的不连续。微观时间区间的不连续会造成大量有用信息的丢失。对于那些需要很长时间才能表现出变化的地理现象，我们用TGIS研究起来就十分的困难。比如，地质演变过程。如果只记录变化的时间点的数据状态，根本无法进行研究，更不用说模拟了。因此我们有必要实现TGIS的微观连续。 3.1 多级基态修正模型 多级基态修正模型是在基态修正模型的基础上，对原先的单基态模型多加几个基态点；这样解决了基态修正模型查询慢的缺陷。但是其基本模型和基态修正模型一样，也是事先确定好时间间隔点，只是在间隔点中间多确定了几个作为基态的点，而没有解决微观连续性的问题。时间间隔点中间的基距依然存在，并且其信息也没有被表现出来。 但是多级基态修正模型是个比较好的TGIS的模型，也很容易实现；我们只要能实现其数据状态的微观连续就可以完全作为TGIS数据库模型进行开发。 3.2 时间平滑 时间平滑是用平滑的方法由已知时间点的数据信息推测未知时间点数据信息的方法。时间平滑的方法主要有下面几种。 3.2.1 移动平均法 设某一时间序列为 y1，y2，…，yt，则t+1时刻的预测值为： 式中，ŷt+1为t点的移动平均值，n称为移动时距。 3.2.2 滑动平均法 其计算公式为 式中，ŷt用途为t点的滑动平均值，L为单侧平滑时距。 若L=1，则（3.3.2）式称为三点滑动平均，其计算公式为 若L=2，则（3.3.2）式称为五点滑动平均， 其计算公式为 3.2.2指数平滑法 (1)一次指数平滑。 α为平滑系数。一般时间序列较平稳，α取值可小一些[一般取α∈（0.05,0.3）] ；若时间序列数据起伏波动比较大，则α应取较大的值[一般取α∈（0.7,0.95）]。 (2)高次指数平滑法。 二次指数平滑法的预测公式为： 三次指数平滑法的预测公式为： 3.3 时间平滑引入多级基态修正模型 时间平滑是指在两个时间点中间用一条平滑的曲线连接，根据两个端点的数据状态，加上修正要素，推测两点中间数据状态的方法。其实质上是根据已知推测未知。学过数学函数的人都知道，在画函数曲线时就用了平滑的方法；只要知道有代表意义的点，加上一些修正数据，完全可以画出一条很精确的函数曲线。然后根据画出的曲线可以推出任何一个位于曲线上的点的数据状态，精确度也很高。 我们从画函数曲线上可以得到一些启示：不连续的点可以用平滑的方法连接，变成连续的线；未知的数据可以用已知的数据状态进行推算。 那么让我们看看TGIS数据模型。要想建立一个包含全部实际时空信息的数据库是绝对不可能的，因为没有任何一个存储介质可以装得下那么多的数据。但是TGIS的功能又要求我们提供尽可能多的数据，来进行应用。这种矛盾不能很好的解决，建立有效实用的TGIS数据模型就是空想。 如果我们将多级基态修正模型中的时间间隔点看成已知的不连续的点，那么是否可以用时间平滑的方式将其连接起来？ 和画函数曲线一样，当连接起每个时间间隔点后，数据状态就变成真正的连续曲线了。无论此时你要哪个时间的数据都可以从曲线上找到。这样做，并没有增加数据量；原来已知的数据点仍旧按已有的状态存储，只是它们中间添加了一条曲线；这条曲线不必存储到数据库中，只用数学方法进行生成就可以了。要想得到高精度的曲线，必须加上许多已知的修正要素，使曲线趋势和事物变化趋势接近。 从上图中我们可以看出，时间平滑的曲线是不同的；有可能是指数曲线，也有可能是滑动曲线，或者是接近直线的移动曲线。只所以会出现这种情况，因为我们在进行时间平滑时要充分考虑到尽可能多的影响事物变化的因素。如果在一个事物发展过程中，受外部外部因素影响较少，且变化周期很长，用移动平滑或滑动平滑的方法对其进行推测时，那在两个时间间隔点中间它的平滑曲线，就会是接近直线的。 另外一个值得我们说的是，在真正应用过程中，我们不需要对所有时间段都进行平滑；而只要对我们需要的时间区间平滑就可以了。这样做可以减少很多的工作量，还能节省空间。 4 结论 TGIS的数据模型建立的关键问题是可操作性，即数据量充分和数据的连续。多级基态修正模型解决了数据量冗余的问题，同时也解决查询速度慢的问题。时间平滑引入到多级基态修正模型中，解决了数据的连续性问题。只是这些模型还是理论，没有产生实际应用的效果；因此，在这条路上我们还要走很多的路。只要我们能够群策群力，问题终究会解决。那时就是一个TGIS的时代了。 参考文献： [1] 黄杏元，马劲松，汤勤。地理信息系统概论（修订版）。高等教育出版社，2000。 [2] 徐建华。现代地理学中的数学方法。高等教育出版社，2002。 [3] 吴信才，曹志月。时态GIS的基本概念、功能及实现方法[J]。中国地质大学学报，2002，27（3）：241-245。 [4] 曹志月，刘岳。一种面向对象的时空数据模型[J]。测绘学报，2002，31（1）：71-76。 [5] 张丰，刘仁义，刘南。基于动态多级基态的修正模型的TGIS研究[J]。中国图象图形学报，2004，9（11）。 [6] 陈志泊，陆守一。TGIS中的时空数据模型的研究进展[J]。河北林果研究，2003，18（4）。

老蒋头

好资料 GIS(地理信息系统)建设首先是网络建设

Alice

不错! 希望大家都来学习!

Alice

自“Mapinfo上的GIS系统开发”一文在计算机世界网上刊登后，有好几位读者向我询问坐标系定义与转换方面的问题，问题可归结为 (1) 地图在Mapinfo上显示得很好,但在MapX中却显示不出来或显示得不对；(2) GPS定位得到的WGS84坐标怎么往北京54坐标地图上转。这些问题也是曾经困惑我的问题，在此我谈谈我个人的一些认识及经验，供各位读者参考，也希望相关方面的专业人士能给予纠正及补充。 1. 椭球体、基准面及地图投影 　　GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础，正确定义GIS系统的坐标系非常重要。GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定，而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定，因此欲正确定义GIS系统坐标系，首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。 　　基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。 WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。 　　上述3个椭球体参数如下：

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　　椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的基准面显然是不同的。 　　地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换，如果有人说：该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933，实际上指的是北京54基准面下的投影坐标，也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。 2. GIS中基准面的定义与转换 　　虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用，但均没有我们国家的基准面定义。假如精度要求不高，可利用前苏联的Pulkovo 1942基准面(Mapinfo中代号为1001)代替北京54坐标系；假如精度要求较高，如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统，则需要自定义基准面。 　　GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS1984的转换7参数来定义，转换通过相似变换方法实现，具体算法可参考科学出版社1999年出版的《城市地理信息系统标准化指南》第76至86页。假设Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐标系的三坐标轴，Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的三坐标轴，那么自定义基准面的7参数分别为：三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值；三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时，分别绕Xt、Yt、Zt的旋转角；最后是比例校正因子，用于调整椭球大小。 　　MapX中基准面定义方法如下： Datum.Set(Ellipsoid, ShiftX, ShiftY, ShiftZ, RotateX, RotateY, RotateZ, ScaleAdjust, PrimeMeridian) 其中参数： Ellipsoid为基准面采用的椭球体； ShiftX, ShiftY, ShiftZ为平移参数； RotateX, RotateY, RotateZ为旋转参数； ScaleAdjust为比例校正因子，以百万分之一计； PrimeMeridian为本初子午线经度，在我国取0，表示经度从格林威治起算。 　　美国国家测绘局(National Imagery and Mapping Agency)公布了世界大多数国家的当地基准面至WGS1984基准面的转换3参数(平移参数)，可从

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http://164.214.2.59/GandG/wgs84dt/dtp.html 下载，其中包括有香港Hong Kong 1963基准面、台湾 Hu-Tzu-Shan 基准面的转换3参数，但是没有中国大陆的参数。 　　实际工作中一般都根据工作区内已知的北京54坐标控制点计算转换参数，如果工作区内有足够多的已知北京54与WGS84坐标控制点，可直接计算坐标转换的7参数或3参数；当工作区内有3个已知北京54与WGS84坐标控制点时，可用下式计算WGS84到北京54坐标的转换参数(A、B、C、D、E、F)：x54 = AX84 + BY84 + C，y54 = DX84 + EY84 + F，多余一点用作检验；在只有一个已知控制点的情况下(往往如此)，用已知点的北京54与WGS84坐标之差作为平移参数，当工作区范围不大时精度也足够了。 　　从Mapinfo中国的URL(

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http://www.mapinfo.com.cn/download)可下载到包含北京54、西安80坐标系定义的Mapinfow.prj文件，其中定义的北京54基准面参数为：(3,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，西安80基准面参数为：(31,24,-123,-94,-0.02,0.25,0.13,1.1,0)，文件中没有注明其参数的来源，我发现它们与Mapinfo参考手册附录G"定义自定义基准面"中的一个例子所列参数相同，因此其可靠性值得怀疑，尤其从西安80与北京54采用相同的7参数来看，至少西安80的基准面定义肯定是不对的。因此，当系统精度要求较高时，一定要对所采用的参数进行检测、验证，确保坐标系定义的正确性。 3. GIS中地图投影的定义 　　我国的基本比例尺地形图(1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:25万，1:50万，1:100万)中，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator)；小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic)；海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)，我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。 　　在MapX中坐标系定义由基准面、投影两部分参数组成，方法如下： CoordSys.Set(Type, [Datum], [Units], [OriginLongitude], [OriginLatitude], [StandardParallelOne], [StandardParallelTwo], [Azimuth], [ScaleFactor], [FalseEasting], [FalseNorthing], [Range], [Bounds], [AffineTransform]) 其中参数：Type表示投影类型，Type为1时地图坐标以经纬度表示，它是必选参数，它后面的参数都为可选参数； Datum为大地基准面对象，如果采用非地球坐标(NonEarth)无需定义该参数； Units为坐标单位，如Units为7表示以米为单位； OriginLongitude、OriginLatitude分别为原点经度和纬度； StandardParallelOne、StandardParallelTwo为第一、第二标准纬线； Azimuth为方位角，斜轴投影需要定义该参数； ScaleFactor为比例系数； FalseEasting, FalseNorthing为东伪偏移、北伪偏移值； Range为地图可见纬度范围； Bounds为地图坐标范围，是一矩形对象，非地球坐标(NonEarth)必须定义该参数； AffineTransform为坐标系变换对象。 　　相应高斯-克吕格投影、兰勃特投影、墨卡托投影需要定义的坐标系参数序列如下： 高斯-克吕格：投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)， 中央经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)， 比例系数(ScaleFactor)， 东伪偏移(FalseEasting)，北纬偏移(FalseNorthing) 兰勃特: 投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)， 中央经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)， 标准纬度1(StandardParallelOne)，标准纬度2(StandardParallelTwo)， 东伪偏移(FalseEasting)，北纬偏移(FalseNorthing) 墨卡托: 投影代号(Type)，基准面(Datum)，单位(Unit)， 原点经度(OriginLongitude)，原点纬度(OriginLatitude)， 标准纬度(StandardParallelOne) 　　在城市GIS系统中均采用6度或3度分带的高斯-克吕格投影，因为一般城建坐标采用的是6度或3度分带的高斯-克吕格投影坐标。高斯-克吕格投影以6度或3度分带，每一个分带构成一个独立的平面直角坐标网，投影带中央经线投影后的直线为X轴(纵轴，纬度方向)，赤道投影后为Y轴(横轴，经度方向)，为了防止经度方向的坐标出现负值，规定每带的中央经线西移500公里，即东伪偏移值为500公里，由于高斯-克吕格投影每一个投影带的坐标都是对本带坐标原点的相对值，所以各带的坐标完全相同，因此规定在横轴坐标前加上带号，如(4231898,21655933)其中21即为带号，同样所定义的东伪偏移值也需要加上带号，如21带的东伪偏移值为21500000米。 　　假如你的工作区位于21带，即经度在120度至126度范围，该带的中央经度为123度，采用Pulkovo 1942基准面，那么定义6度分带的高斯-克吕格投影坐标系参数为：(8，1001，7，123，0，1，21500000，0)。 　　那么当精度要求较高，实测数据为WGS1984坐标数据时，欲转换到北京54基准面的高斯-克吕格投影坐标，如何定义坐标系参数呢？你可选择WGS 1984(Mapinfo中代号104)作为基准面，当只有一个已知控制点时(见第2部分)，根据平移参数调整东伪偏移、北纬偏移值实现WGS84到北京54的转换，如8，104，7，123，0，1，21500200，-200)，也可利用 AffineTransform坐标系变换对象,此时的转换系数(A、B、C、D、E、F)中A、B、D、E为0，只有X、Y方向的平移值C、F ；当有3个已知控制点时，可利用得到的转换系数(A、B、C、D、E、F)定义 AffineTransform坐标系变换对象，实现坐标系的转换，如：(8，104，7，123，0，1，21500000，0，map.AffineTransform)，其中AffineTransform定义为AffineTransform.set(7，A、B、C、D、E、F)(7表示单位米)；当然有足够多已知控制点时，直接求定7参数自定义基准面就行了