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摘要：本文分析了城市信息資源整合的難點(diǎn)，概述了Comgis、TGIS、WebGIS等GIS技術(shù)的三個(gè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域與對(duì)系統(tǒng)集成的影響。

關(guān)鍵詞：GIS，系統(tǒng)集成

RelevantGIStechnologyofResourceIntegrationofUrbanInformation

Abstract:Thispaperanalysesthedifficultpointsofresourceintegrationofurbaninformation,introducesthethreedevelopingfieldsandtheireffectsonsystemintegration:ComGIS、TGIS、WebGIS。

Keywords:GeographicInformationSyetem，SystemIntegration

GIS是在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下，以一定格式輸入、存儲(chǔ)、檢索、顯示和綜合分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、編輯、操作運(yùn)算、數(shù)據(jù)查詢檢索、應(yīng)用分析、數(shù)據(jù)顯示及結(jié)果輸出、數(shù)據(jù)更新等基本功能，具有標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化和多維結(jié)構(gòu)等基本特點(diǎn)，是綜合處理與分析多源時(shí)空數(shù)據(jù)的理想平臺(tái)，是空間信息的“大管家”，是系統(tǒng)集成與信息整合的關(guān)鍵。

一、城市信息資源整合的難點(diǎn)

建立數(shù)字地球、數(shù)字城市、數(shù)字行業(yè)，遇到的第一個(gè)難題就是數(shù)據(jù)建庫(kù)面寬量大，成為信息建設(shè)的門檻。更由于軟件平臺(tái)和相關(guān)技術(shù)沒(méi)有形成行業(yè)認(rèn)同和推廣的標(biāo)準(zhǔn)，造成行業(yè)間甚至行業(yè)內(nèi)平臺(tái)各異、數(shù)據(jù)集成困難，形成許多信息的孤島，造成大量重復(fù)性勞動(dòng)，降低了信息化建設(shè)的整體效益。

GIS信息整合技術(shù)上突出表現(xiàn)在跨平臺(tái)異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與轉(zhuǎn)換。目前數(shù)據(jù)集成方式主要采用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式、數(shù)據(jù)互操作模式和直接數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式，多數(shù)據(jù)格式的無(wú)縫集成技術(shù)還在不斷發(fā)展之中，矛盾集中在以下三個(gè)方面。

1、屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的集成

目前GIS數(shù)據(jù)管理的流行做法是將由GIS管理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，但由于關(guān)系數(shù)據(jù)模型的局限性，往往將屬性數(shù)據(jù)放入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，圖形空間數(shù)據(jù)仍以文件形式管理。ARC/INFO等大型GIS軟件已經(jīng)開(kāi)始向集成化管理方向發(fā)展，通過(guò)空間數(shù)據(jù)引擎（SDE），將空間數(shù)據(jù)也納入數(shù)據(jù)庫(kù)管理之中。

2、矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的集成

GIS中大量使用的是矢量數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由點(diǎn)、線、面及其拓?fù)溥B接關(guān)系組成。遙感影像則屬于柵格數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為象元陳列，每個(gè)象元由行列號(hào)位置及其屬性值定義。傳統(tǒng)上二者在軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理上完全分離，目前做到了平臺(tái)統(tǒng)一、但數(shù)據(jù)管理分離，今后的發(fā)展趨勢(shì)是平臺(tái)、數(shù)據(jù)的完全統(tǒng)一，將為在GIS中矢量、柵格數(shù)據(jù)的綜合管理和分析處理提供最大的方便。

3、CAD到GIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

由于大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是以CAD格式存儲(chǔ)的，CAD—GIS完整的數(shù)據(jù)識(shí)別和轉(zhuǎn)換，關(guān)系到能否充分利用和保護(hù)已有的大量數(shù)據(jù)資源。目前部分GIS軟件支持直接讀取CAD數(shù)據(jù)格式，大部分提供了轉(zhuǎn)換接口，但因二者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的差異，都還存在著一定的信息損失，給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和加工整理帶來(lái)一定難度。

二、GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

GIS是3S技術(shù)中開(kāi)發(fā)最早、應(yīng)用最普遍的技術(shù)，隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)性能的提高、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，GIS技術(shù)在迅速的發(fā)展之中，在橫向的應(yīng)用系統(tǒng)集成、縱向的歷史數(shù)據(jù)管理和廣域的信息資源傳播三個(gè)方面不斷取得新的突破，將不斷改進(jìn)信息資源整合的方式，提高信息化建設(shè)的水平和效益。

1、組件式GIS的發(fā)展與橫向的應(yīng)用系統(tǒng)集成

GIS系統(tǒng)與專業(yè)應(yīng)用軟件的集成方式有幾種：通過(guò)存取中間文件的方式建立數(shù)據(jù)交換通道；直接使用GIS軟件提供的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言編制應(yīng)用分析模型；利用專業(yè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用模型，并直接訪問(wèn)GIS軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）建立GIS與應(yīng)用模型之間的快速通信。傳統(tǒng)的GIS軟件技術(shù)體系（GIS模塊、集成式GIS、模塊化GIS、核心式GIS），都無(wú)法做到與應(yīng)用系統(tǒng)的高效集成。

組件式GIS（ComGIS）正是適應(yīng)這種需要發(fā)展起來(lái)的新的技術(shù)體系，通過(guò)提供通用的組件對(duì)象平臺(tái)（Microsoft的COM/DCOM）和標(biāo)準(zhǔn)的組件接口（ActiveX控件），實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)、跨語(yǔ)言的無(wú)縫集成，將最大限度地保護(hù)、利用和整合已有信息資源，促進(jìn)在數(shù)字城市的平臺(tái)上構(gòu)建更高層次的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)。

2、時(shí)態(tài)GIS的發(fā)展與縱向的歷史數(shù)據(jù)管理

傳統(tǒng)的GIS只涉及地理信息的兩個(gè)方面——空間位置和屬性定義，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)或準(zhǔn)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，是二維或三維的信息表現(xiàn)；在數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)，過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)將從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除。時(shí)態(tài)GIS（TGIS）則強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的時(shí)態(tài)，即三維標(biāo)識(shí)加時(shí)間概念，既要求保證數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)勢(shì)性，又強(qiáng)調(diào)歷史資料的重要性，可以提供任何時(shí)刻和時(shí)間段的數(shù)據(jù)，是四維的信息表現(xiàn)，將為開(kāi)展縱向的城市用地變遷分析提供更有利的平臺(tái)。

TGIS技術(shù)還在發(fā)展之中，目前流行的做法是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上加以擴(kuò)充，在關(guān)系模型（RDBMS）的元組中加入時(shí)間，在對(duì)象模型（OODB）中引入時(shí)間屬性。

3、因特網(wǎng)GIS的發(fā)展與廣域的信息資源傳播

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用主要有幾種模式：主機(jī)—終端式、工作組方式、客戶/服務(wù)器(Client/Server)方式、瀏覽器/服務(wù)器(Browse/Server)方式。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)模式由文件共享方式發(fā)展到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器管理方式，包括文件共享、目錄映射、目錄服務(wù)、文件服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和分布式計(jì)算等多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。因特網(wǎng)GIS（WebGIS）是傳統(tǒng)GIS適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用需要的又一最新發(fā)展，是Internet技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，使GIS進(jìn)入了千家萬(wàn)戶，將為開(kāi)展城市規(guī)劃公共參與、成果展示和政務(wù)公開(kāi)提供一個(gè)便民、互動(dòng)的技術(shù)平臺(tái)。

目前WebGIS還處于成熟的初級(jí)階段，已經(jīng)推出的WebGIS大多是利用現(xiàn)有GIS軟件通過(guò)CGI/ServerAPI構(gòu)造的過(guò)渡型產(chǎn)品，發(fā)展方向是基于DCOM/ActiveX或COBRA/Java開(kāi)發(fā)的分布式對(duì)象GIS。

三、GIS技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的融合

GIS技術(shù)不是孤立的，必須融合到數(shù)字地球、數(shù)字城市的整體技術(shù)系統(tǒng)中，與信息獲取、信息標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)管理與加工等技術(shù)同步發(fā)展，才能不斷提高城市信息資源整合的質(zhì)量。

1、3S技術(shù)的集成與4D產(chǎn)品

3S技術(shù)的發(fā)展，從不同方面改變了人類獲取信息、處理信息的手段。3S的集成，就是有效利用各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)（GPS的空間定位技術(shù)、RS的實(shí)時(shí)遙感信息、GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能），改變過(guò)去完全依靠人工野外勘測(cè)、數(shù)據(jù)采集、圖件清繪、數(shù)據(jù)加工的歷史，提高信息采集、整理和再加工的自動(dòng)化程度，逐步實(shí)現(xiàn)空間信息獲取—矯正—建庫(kù)管理的一體化。

3S技術(shù)的集成還將徹底改變GIS使用的背景地圖。傳統(tǒng)的線劃地圖不僅建立周期長(zhǎng)、更新困難，而且比較抽象，已經(jīng)從原始信息中篩去了很多環(huán)境成分?；诤娇沼跋髨D基礎(chǔ)的4D產(chǎn)品（數(shù)字線劃地圖DLG、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字柵格地圖DRG、數(shù)字正射影像圖DOM）有著現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、更新速度快、信息含量豐富等優(yōu)點(diǎn)，將實(shí)現(xiàn)多源空間信息的匯集。

2、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與廣義的信息標(biāo)準(zhǔn)

元數(shù)據(jù)（Metadata）是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，即關(guān)于數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他特性的信息。元數(shù)據(jù)庫(kù)是描述跨地域、跨行業(yè)的各類數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源、權(quán)屬、精度、范圍等信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，將整個(gè)集成系統(tǒng)的各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)納于統(tǒng)一的管理之下，形成跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，并維持整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。

元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立，將形成城市及區(qū)域物理上分布而邏輯上集中的整體數(shù)據(jù)視圖和空間數(shù)據(jù)索引，構(gòu)成廣義上的信息整合體系。

3、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與高質(zhì)量的數(shù)據(jù)整合

數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DataWarehouse）是針對(duì)決策分析處理的、面向主題的、集成的、持久的、隨時(shí)間不斷變化的數(shù)據(jù)集合,通過(guò)數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換、分布、存儲(chǔ)、呈現(xiàn)、管理和維護(hù)，從大量的事務(wù)型數(shù)據(jù)中按照需要抽取數(shù)據(jù)，并將其清理轉(zhuǎn)換為新的格式，即為決策目標(biāo)把數(shù)據(jù)聚合在一種特殊的格式中，作為決策分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與人工智能技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)分類、回歸、概括、依賴模式、變化和偏離檢測(cè)等一系列方法，從大量數(shù)據(jù)中自動(dòng)、快速、有效地提取模式和發(fā)現(xiàn)知識(shí)，它是一種決策過(guò)程，從大量數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)并提取隱藏在內(nèi)的合理的、有效的信息，是在當(dāng)前信息爆炸時(shí)代充分利用信息的有效手段。

4、空間信息柵格與空間信息資源匯集

空間信息柵格（SIG）是建立在國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）基礎(chǔ)上的空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、管理與分發(fā)體系，其核心由空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議、空間信息資源匯集、一體化管理與處理平臺(tái)和集成應(yīng)用環(huán)境組成。

SIG框架由空間信息柵格主體、空間信息獲取系統(tǒng)、空間信息柵格支撐環(huán)境及空間信息技術(shù)下的應(yīng)用系統(tǒng)組成。其中空間信息獲取系統(tǒng)包括GIS、GPS、RS和DCS等，是SIG的數(shù)據(jù)來(lái)源；支撐環(huán)境包括計(jì)算服務(wù)、寬帶傳輸和授權(quán)安全服務(wù)等，是SIG進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、計(jì)算、傳播、應(yīng)用的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）；應(yīng)用系統(tǒng)包括資源/環(huán)境空間信息應(yīng)用、城市空間信息應(yīng)用、空間信息移動(dòng)服務(wù)等，是SIG的應(yīng)用領(lǐng)域。

GIS及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集、建庫(kù)、管理、集成和處理技術(shù)等方面推陳出新，為城市信息資源整合不斷提供新的可能，將為信息用戶對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行信息獲取、共享、訪問(wèn)、分析和處理提供有力的技術(shù)支持，確保來(lái)自任何空間信息源的信息（anyevent）經(jīng)過(guò)處理能在任何時(shí)候（anytime）發(fā)送并服務(wù)于在任何地點(diǎn)（anywhere）任何有需求而且有相應(yīng)權(quán)限的空間信息用戶（anyone），即實(shí)現(xiàn)所謂的"4A"目標(biāo)。

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