第十章地理信息共享和互操作技术

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1、第十章地理信息共享与互操作技术§10-1引言作为空间数据的有效管理工具，地理信息系统目前逐步成为空间信息管理与应用的主要平台。因此地理信息系统也面临着对不同来源不同数据组织形式的空间信息进行有效管理和综合应用的难点。目前的空间数据已经不再是简单的图形数据，它还包括卫星遥感影像数据、数字地面模型数据等，空间数据的管理范围已经明显扩大，同时在应用层次上，地理信息系统与其他专业系统及数据库也密切相关，这给当前空间数据共享带来了很大的困难。另外，随着地理信息系统应用的不断发展，在各个部门，存在着将本部门的专业系统与地理信息系统相结合的问题，不同部门之间的数据协作也变得日益重要。我们在处理某项工作的时候

2、，往往需要不同部门之间的数据，例如用于城市规划管理的地理信息系统，它不仅需要城市基础地理信息，还需要城市道路数据、土地利用数据、管网数据以及规划数据等。这些工作的完成需要不同部门，不同空间数据库的协同工作。但是，由于这些不同空间数据库建立在不同的时间，或者适合于不同的部门行业，所以往往存在很大的差异性，也就是我们说的异构性特点，主要体现在:1)数据内容与来源的差异性空间数据一般来说，目前主要是三种：地图数据——它可能是扫描后以栅格形式存在或者经过输入设备矢量化后以矢量的形式存在，也可能是直接通过数字测量设备以数字的形式存在的。影像数据——目前的来源主要有：航空摄影、卫星遥感等形式，一般这些数据

3、都是以图像数据的形式存在，也就是说，一般都是以栅格数据的形式存放。地形数据——这类数据一般用来描述地球表面起伏。存在的形式一般有三种：l等高线形式。这是一种传统的地形描述方法l不规则三角网形式l格网形式另外，还可能有不规则三角网和格网混合形式2)空间数据模型的差异性不同的空间数据库在数据模型上可能存在着较大的差异，如有拓扑和无拓扑的空间数据模型，二维或三维空间数据模型，时空数据模型等不同的空间数据库模型等。3)支撑软件平台的差异性由于不同的原因，这些空间数据库在建立的时候采用了不同的地理信息系统软件系统，它们之间往往存在数据格式上的差异性，相同类型的数据建立起来的空间数据库也不相同。自从196

4、2年加拿大人RogerTomlinson首先提出地理信息系统的概念，并且领导建立了世界上第一个具有实用价值的地理信息系统——加拿大地理信息系统(CanadaGeographicInformationSystem,简称为CGIS)以来，地理信息系统技术在取得巨大发展的同时，其缺陷也越来越明显。突出表现在：传统的地理信息系统是封闭的、孤立的系统，没有统一的标准，各自采用不同的数据格式、数据存储和数据处理方法；地理信息系统及其应用系统的开发都是基于具体、相互独立和封闭的平台,并且在数据语义表达上往往存在不可调和的矛盾，从而无法直接进行应用系统之间的数据共享。这样就使地理信息应用技术的发展潜力受到很大

5、的限制。随着现代信息社会的发展，每时每刻都有大量来源不明的地理数据产生，而要从中获得有用的信息就只能通过计算机来进行处理，特别是随着计算机网络的发展，Internet的出现及普及，越来越多的信息需要在不同软件中进行处理，并且能够在网络中实施发布。因此，如何使不同的地理信息系统软件能够迅速快捷地获取这些来源不同的数据，并将它们集成起来进行分析，如何使这些集成数据能够在不同的系统下相互可操作以及在异构分布数据库中获取所需要的数据信息就变得非常重要。信息共享已经成为现代信息社会发展的一个重要标志，而地理信息系统互操作的产生则是信息共享的必然产物，地理信息系统的互操作将成为21世纪地理信息系统研究领域

6、的一个重要组成部分。§10-2空间数据共享的方法地理空间数据不同于一般的事务管理的数据，一般的事务数据或者说属性数据仅有几种固定的数据模型，而且一般关系数据库管理系统直接提供读写数据的函数，数据的转换问题比较简单。但是，地理空间数据之所以与之不同，是由于对空间现象的理解不同，对空间对象的定义、表达、存储方式亦不相同。因而，空间数据共享异常复杂。目前存在以下三种数据共享方式：10.2.1外部数据交换每个GIS软件拥有自己的内部数据格式和数据存储方式，过去许多GIS软件也不向用户直接提供读写内部数据的函数。为了与其他软件进行数据转换，通常定义一种外部数据交换格式，如AutoCAD的DXF、MGE的

7、ASCLoader格式、ARC/INFO的EOO格式等等，这种数据格式一般是ASC码文件，用户通过阅读说明书可以直接读写这种外部数据文件，为已所用。然而，这些外部数据交换格式由各软件厂商自己定义，所包含的内容和表达方式不尽相同。空间数据转换的内容主要包括三个方面的信息，其一是空间定位信息（实体的坐标），其二是空间关系（如一条弧段的起结点、终结点、左多边形、右多边形等），其三是属性数据。由于每个GI