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地理信息服務的概念范文1
【關鍵詞】:地理信息;網絡服務技術;發展
中圖分類號: K825.89文獻標識碼: A
0、引言
為了實現各種地理空間信息資源的網絡服務,首先需要構建強大的注冊服務中心。這個中心一是要廣域、分布式的,二是可注冊各種數據資源、處理資源、傳感器資源和地學知識等,同時也提供數據服務、處理服務、知識服務和傳感資源等服務。除此之外,還能調度、啟動傳感器,能夠啟動數據的處理過程,并能夠按用戶需求構建服務鏈,提供集成服務。由于目前通用計算機領域的網絡注冊服務技術與標準如UDDI等還不能完全滿足地理信息網絡服務的要求,我們需要對它進行擴展,使之能夠實現空間數據、處理軟件、傳感器和地學模型的分布式注冊、目錄管理、地理信息資源的發現與綁定等系列功能,并具備高效的空間信息資源檢索與服務鏈構建能力。
1、GSW的概念框架
現有的 SDI 或者基于網絡的地理信息應用允許使用者訪問、共享和可視化地查看已注冊的地理數據。然而,在許多復雜的地理空間決策方案中用戶需要更高性能、更智能化的網絡計算工具。從另一方面來講,主流信息技術的進步,包括高速網絡訪問,網絡服務結構、高性能計算和云計算的發展,為地理信息服務平臺將海量地理數據轉換成有效的信息和知識提供了技術環境。我們可以很明顯地看到這些研究的邊界已經逐漸從面向數據的SDI向面向信息的 SDI,再向面向知識的地理信息基礎設施(CI)轉移。這樣的趨勢象征著一個完整的基于網絡的轉換工作流程,也就是“對地觀測數據-空間信息-地學知識”。為了認識在地理信息基礎設施中的地理知識發現和管理,需要一個中間件來連接數據、信息與知識。圖1展示GSW在支持數據-信息-知識轉換中發揮了有效的基礎作用。GSW 在一端聚集傳感器數據而在另一端為具體領域的應用。與傳統的網絡地理信息服務相比,GSW在數據資源方面截然不同,將數據資源從靜態數據庫延伸到實時數據收集的傳感器。而且,GSW支持的具體的應用將可能支持輔助決策的自動實時的服務組合。
圖1GSW和數據-信息-知識轉換工作流
在GSW應用中,地理數據、信息、知識、軟件、硬件都可以被抽象成為地理信息資源。硬件基礎設施,如計算、存儲和網絡設施是地理空間查詢和應用的支撐性資源。地理數據、信息和知識同樣也是資源,數據收集工具和傳感器也可以被視為地理信息資源。從網絡服務角度來看,所有的地理信息資源可以包裝成地理信息服務。
GSW的最終目的是建立新一代多層次、多粒度、多維的時空數據管理、時空分析、可視化和處理服務網絡。GSW 連接各種傳感器和具有異步數據管理和動態可視化的能力的傳感網絡。研究者可以利用 GSW 在網絡環境中開發高精度和高性能的地理分析算法和建模工具。同時,GSW 也支持分布式地理信息資源的自動協調和使用。事實上,GSW 將要建立一個基于網絡的智能服務平臺,這個平臺通過整合地球觀測傳感網絡來支持實時的地理信息和決策支持服務。
GSW的概念框架,它是由5個部分組成的: 地理信息資源、地理空間服務、地理應用程序、以及GSW互操作性和安全性標準。兩個額外的協議層———資源訪問和標準服務協議被用來促進地理信息資源、服務和應用部分的交互。GSW 包含注冊異構地理信息資源功能。一旦地理信息資源被注冊到注冊中心,用戶可以通過資源查詢服務查詢需要的資源。為了滿足應用需求,傳感器、數據、信息和知識資源也通過多樣的服務進行分層組織和連接。
2、GSW的挑戰
2.1地理空間信息資源的有效管理
在GSW中,服務和應用建立在地理信息資源上(參見圖1) 。因此,地理信息資源的有效管理是GSW的核心。資源管理的主要問題是地理信資源存在各種不同的類型。不同的生產者通過多種多樣的網絡協議來提供資源。在 GSW 中,當執行特殊地理分析任務時,地理信息資源的協調也同樣具有挑戰性。主要問題包括:
1)構建與地理空間信息資源分類以及描述方法相適應的標準規范體系。參照當前的地球觀測傳感器網絡與地理信息服務標準,定義有普適性的地理信息資源描述模型和建模方法。
2)開發自動的地理信息資源注冊和查詢服務接口以及資源訪問協議。
3)建立與地理信息資源相關,并且能夠對地理信息資源進行自動化智能化協調管理的框架。在給定資源約束條件情況下,設計最優的地理信息資源部署、配置和分配機制。
2.2互操作和標準化
對于基于互聯網的地理信息服務來說,互操作是一個長期需要研究與關注的問題。除了萬維網聯盟(W3C)和其他國際組織定義的網絡服務標準之外,OGC也已經了大量的地理信息服務標準,以便能實現地理信息及處理軟件的共享與互操作。在GSW中,常規網絡地理信息服務已經實現了很好的標準化,剩余的問題集中在地理信息資源和復雜地理分析處理服務方面。新興的云計算標準必將為 GSW 實現可伸縮性、按需、低代價的地理信息服務提供好的技術支撐。主要問題包括:
1)定義抽象的資源參考模型來促進地理信息資源的發現和共享。
2)開發抽象的地理信息服務鏈模型使復雜的地理信息服務組織成為可能。
3)建立具有語義功能的動態的面向服務的集成構架,在這種構架下縮短資源和服務距離。
4)設計一套完整的服務質量體系和安全標準,確保分布式計算環境中穩健的地理空間服務質量。
5)與其他領域的科學家合作來了解跨學科的特殊應用的互操作需求,檢驗資源和服務的互操作,尤其是在云計算環境中。
2.3 綜合的GSW平臺
近來,大多網絡地理信息系統都專注于信息的查詢和可視化,而不是復雜的地理空間分析。所以,地理信息科學的門戶或者空間信息服務門戶網站只提供了有限的地理問題解決能力?;诤线m的互操作方法和安全標準,在多維綜合的環境中GSW平臺可提供“即插即用”符合標準的高性能地理信息服務。主要問題包括:
1)基于資源虛擬化技術建立高度可靠的資源服務中心。
2)開發一系列地理信息處理、地學計算和地理模擬等網絡軟件工具,并根據按需服務要求把它們部署在 GSW 上。
3)為解決一些特定問題構造自動/半自動的地理信息服務組合模型。
4)設計具有云計算能力和高性能的 GSW 接口來支持在多用戶環境中可伸縮和低代價的地理信息計算服務。
5)開發交互式的協作處理和地理分析結果可視化環境,并提供用戶體驗和交互性強的測試環境。
6)增加一些新的 GSW 應用,特別是災害應急和全球氣候變化研究等應用實例來證明 GSW的能力和實用性。
3、地理信息資源網絡服務技術的發展
最近幾年,已經開發了3個獨立的模型。它們分別是具有云計算能力的開放式遙感圖像處理平臺(OpenRS)、地理信息服務鏈組合工具( GeoChaining) 和地理信息公共服務軟件平臺(GeoGlobe)。下面對這些原型進行簡單的介紹。
OpenRS其目標是實現更高的可擴展、可伸縮、可配置、可定制的遙感影像處理工具包,這個工具包可以實現先進的處理功能或者應用的開發。OpenRS 框架包含了基礎影像處理操作,如影像映射、影像放大、地理定位和分類等。
GeoGlobe 項目的目的是設計和實現一個多尺度三維空間信息共享與可視化環境。這個環境可以在全球范圍內整合和展示多源多時相多尺度柵格矢量地理數據,并具有地理信息公共服務平臺功能。GeoGlobe 平臺采用了一系列先進的技術,包括全球無縫空間數據模型,多分辨率小波金字塔,分布式數據節點的點對點數據遷移策略,多用戶并發控制和調度機制等技術來保障大量分布式地理數據的高效組織、傳輸和可視化。
GeoGhaining 是具有直觀交互的拖拽式地理信息軟組件服務組合工具及集成式地理信息網絡服務鏈模型構建框架。
4、結語
地理空間信息及資源的網絡服務是我們當前和未來一個時期的重要發展方向。地理空間數據網絡服務技術已經比較成熟,我國在大力推動其發展,推動公共服務。在處理服務方面,部分技術可以滿足要求,用戶自定義服務鏈構建方法達到實用水平,相關的標準化組織也頒布了一些標準,有些研究機構推出了原型系統。具有對地觀測傳感網實時調度與數據獲取、自動處理與智能服務的傳感網集成服務是地理空間信息資源網絡服務最高階段和發展方向,目前還處于研究探索階段,單項關鍵技術已經突破,但是協同觀測與智能服務還有大量的問題有待研究。
參考文獻
[1]葛文.地理信息服務發現方法研究[D].信息工程大學,2012.
地理信息服務的概念范文2
【關鍵詞】信息化測繪;框架;定位;概念
一、相關概念簡析
從技術方面來講,信息化的測繪技術是目前現代化測繪技術經過多個學科相互交叉以及融合以后,并且不斷地發展以后形成的,其所依托的測繪體系所體現的便是數字化內容,能夠將地理空間信息準確、快速以及全面的更新和獲取,同時還能夠對信息進行智能化的處理以及一體化的管理、分發、網絡生產。與此同時,還能將地理空間信息的融合以及增值服務最大限度的實現,從而使得測繪技術以及信息更加的社會化,使得社會可以獲取更多多樣化、多元化以及多尺度的服務,同時也是整個測繪技術(數字化)未來的發展方向。
當然,現代化的測繪技術包括的內容有很多,其中包括衛星定位技術、測高技術、重力測量技術等等。并且隨著計算機技術不斷的發展,通信技術不斷的進步,以及航天航空、衛星技術不斷的更新換代,人類已經能夠對自己何時、何地、做什么、尋找什么進行自動化的回答。并且還能將這些實時的時空消息主觀的向其他人進行傳遞、分享。
二、相關定位簡析
人類在進行社會活動的過程中,以及自然界本身所發生過的變化,都是建立在一定的時空框架的基礎上,而這些活動以及變化最基本的載體以及數學的基礎便是地球中每一個空間信息。在二十一世紀,因為移動通信以及互聯網絡不斷的推陳出新,以及pc電腦端便攜化發展,使得時空信息服務成為了當下每一個人最基本的需求,同時也是整個時代的特征體現以及產業化運行時空信息的關鍵因素。所以,測繪體系的建設以及主要定位必須建立在公共事業(服務、平臺以及產品)的基礎上,就目前實際情況看來,我國測繪體系在定位方面,主要包括有自動化的測繪生產、多元信息化的測繪成果以及社會化的測繪產品。
(一)自動化的測繪生產
人類經濟以及社會體系不斷地發展,使得計算機信息技術得到了空前的快速發展,而測繪體系也打破了過去模擬測繪的牢籠,使其向數字化測繪完美的轉型,比如一些效率低下、實用性能落后的手工地圖,逐漸的成為了網絡地圖以及信息化的測繪方式。而用于野外測繪的平板一起也逐漸的轉變成為了測繪系統,我們以前??匆姷募垙堫愋偷臏y繪裝備已經向測繪系統完成了轉型。在進行測繪過程中,對數據的采集以及所采集數據的準確性,以及越來越科技化以及準確化,這就使得數據資料相關的處理工作以及服務的模式不斷地想信息化變化。就目前而言,對尚未技術進行處理的過程匯總,都需要高水平并且自動化程度較高的設備以及方法。而測繪技術不斷發展最為顯著的特征就是信息化測繪體系的不斷全方位的覆蓋。
(二)多元信息化的測繪成果
在目前的科學生產大環境下,科學技術不斷地升級,而得到的數據結果在信息化的同時也呈現出了多元化的趨勢,一般情況下,其主要體現在下面的幾個方面:測繪結果所包含的數據內容,所涉及的范圍都十分的廣泛,并且在其中包括的內容以及信息的含量都十分的巨大,而且就信息的形式而言,也不再局限。其次,測繪的結果能夠將數據資料本身的能力進行充分的體現;在智能技術的協助下,所衍生出來的產品也是多種多樣,并且與現代的需求十分的契合。
(三)社會化的測繪產品
對于測繪產品的社會供求關系來說,公開測繪產品的真實信息是首要任務,測繪產品社會化的基本任務是從精簡地理信息服務技術,組建集中地理信息系統開始的。測繪產品在其社會化發展需求的本質是通過其日常功用而達到的,在日常測繪技術的使用過程中,通過對測繪產品的使用能夠達到解放勞動力,提高工作效率的效果,從而為社會提供更為便捷的測繪服務。只有在滿足測繪產品社會化的基本發展要求的同時,測繪技術才能夠在時代的變化中通過觀念的轉變而獲取更為廣闊的市場空間,從而為新型測繪產品提供更為豐富的內涵,使測繪產品的種類和信息服務的類型向更加廣闊的深度發展,如導航系統的應用和智能物流配送系統的應用。
三、相關結構框架分析
隨著全球信息網格(GIG)概念的提出,人們將要面臨在下一代 3G(great global grid)互聯網上進行網格計算,即不僅可以查詢和檢索 GIS 時空數據,而且還要能利用網絡上的計算資源進行網格計算。在網格計算環境下,目前的 GIS 數據面臨著空間數據的基準、空間數據的時態、語義描述以及數據存貯格式不一致的4大障礙。因此,建立全球統一的空間信息網格對實現網格計算勢在必行。為此,我們提出了從用戶需求出發的空間信息多級網格(SIMG)的概念,用帶地學編碼的粗細網格來統一存貯時空數據。其基本的思想是在地理坐標框架下,根據自然社會發展的不平衡特征將全球分成粗細不等的格網,格網中心點的經緯度坐標和全球地心坐標系坐標作為參照標準,存貯各個格網內的地物及其屬性特征,這種存貯方法特別適合于國家社會經濟數據空間統計與分析。結合信息化測繪體系在實際生產生活中的實踐應用,歸納出其框架結構,主要分為應用層、服務層、管理層、數據層和技術層五個層次;還包括技術革新、支撐和保障體系,數據獲取、數據庫建立與更新,地理信息整理、集成和導航,產業化及社會化地理信息的應用服務四個體系。應用層包括公眾服務、政務辦公和專業應用三方面;服務層是社會化和產業化的地理信息應用服務體系,主要包括公眾信息服務和政務信息服務;管理層對獲取的地理信息進行整合、存儲、分類等管理行為;數據層存儲不同類型的地理信息;技術層為信息化測繪體系的服務及管理等行為提供技術支持。在上述五個層次中,應用層與服務層息息相關,應用層建立于服務層的平臺上,服務層為應用層提供服務基礎;管理層對數據層的數據信息進行管理,管理層對數據層的信息提取、建庫、更新;技術層為其他層次提供技術革新、支撐和保障。
四、小結
隨著我國經濟水平不斷地增加,現代化社會以及信息化社會不斷地完善,測繪體系的發展以及變化也是隨時都在進行。就最近幾年相關數據而言,信息化測繪體系,必將在未來的各個行業都綻放出奪目的光彩。在相關的研究人員以及不斷的實踐過程中,這種體系也會變得更加的完善以及完美。
參考文獻
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[2]陳麗金.基于.Net的廈門市住房信息測繪數據整理系統的設計與實現[J].城市勘測,2012(3):31-33.
地理信息服務的概念范文3
關鍵詞:后勤管理;數字校園;校園“一張圖”工程
中圖分類號:C93 文獻標識碼: A
Implement the exploration and practice of campus logistics of fine management - to Beijing normal university campus "a map" project as an example
Duan Shuangquan HU Lushan
(Beijing urban construction survey design institute, Beijing, 100101).
Abstract: a diagram of engineering is a sharing service platform,which is based on the core technology of digital city construction; Campus basic geographic information is its core.it integrats all kinds of project results to achieve the updated campus information.The research of a diagram of engineering includes the technical architecture , the management system and the construction method ,using the method of the technology information integration,it implements the User-oriented information service model ,which is based on the existing basis and the overall planning. It provides the overall solution for the campus logistics fine management.at the same time,it improves the information integrationof the digital campus.
Key words: logistics management; digital campus; a diagram of engineering
1引言
“數字校園”是高校信息化進程中形成的一個核心概念,隨著科學技術不斷發展,“數字校園”的內涵和外延也在不斷深化。
國內高校已經建成的“數字校園?應用系統”主要是圍繞教學、教學管理和學生管理三個基本職能域展開,校園作為學校教學、科研與教務等活動的“承載”環境,起“支撐”作用。目前的“數字校園”缺乏對“校園地理信息”的有效集成,缺乏統一性與協調性的校園空間基礎信息服務機制,導致校園空間信息的利用存在諸多隱患:共享差,導致重復建設;缺乏有效組織和動態維護,成果的有效性、完整性得不到保證;更新不及時,數據可信度得不到保證。因而“數字校園”建設理念,需要強化“地理信息”技術思維。
北京師范大學后勤管理處,積極探索與研究,提出校園地理信息“一張圖”工程的技術架構,完成北師大后勤管理全面信息化,建成覆蓋全校區、多尺度、無縫集成的地理空間信息公共平臺。以創新的理念與嶄新的模式,全面提升高校后勤管理信息化水平,實現后勤管理精細化與扁平化的有機結合。
2“一張圖”工程理論探索
2.1定義
更多的人認為“一張圖”是一種工作機制或制度,或者是一個工作平臺。結合校園地理信息應用的實際情況,經過綜合研究,提出校園地理信息“一張圖”的定義是:“以校園地理空間信息為基礎,以基于校園空間信息的專題應用為核心,系統整合校園空間資源管理需求,具有常態化動態更新機制的校園地理信息共享服務平臺”??臻g上,“一張圖”是基于統一地理坐標系的、空間連續的全校區域地理空間信息集合,在信息系統中可進行疊合顯示、分析和檢索;時間上,是具備動態更新機制,能夠及時、準確反映最新校園區域的建設現狀,提供基礎地理信息的“現狀圖”以及具有時續特征的“專題圖”;功能上為“數字校園”各應用系統提供在線式的地理空間信息數據服務與功能服務。
“一張圖”為三個版本,其中第一種版本包括信息,僅供學校專業部門使用;第二種版本將部署在校內專網上,被校內普通職能處室使用;第三種版本將面向公眾,提供校園空間信息服務。
2.2技術特點
校園“一張圖”工程,在數據組織模式方面具有以下特點:
(1)統一的數據邊界;
(2)統一的空間數據分層標準:數據的來源只有一個正本,使用的都是“副本”;
(3)數據的“不可否決性”;
(4)“二、三維”一體化。
在系統架構方面:基于“公共地理空間框架”的應用集成模式,把“數字城市”的核心技術應用于校園地理信息系統的建設。 構建基于區域信息資源整合、交換、應用平臺,為“數字校園”建設提供基礎性的空間信息服務,用圖形、圖象、數字信息來表現校園各種空間及屬性要素,提供各種基于空間信息的查詢、檢索和空間分析與統計操作,以及按不同的需求輸出相應的專題,為校園的發展規劃、資源優化配置、突發事件的處理、決策分析以及科學管理提供可靠依據。數據層組織如圖1所示。
圖1“一張圖”工程數據組織
2.3系統建設目標
基于已經建成與成熟應用的校園網絡體系,以及統一的身份認證、授權和系統安全體系,界定“一張圖”工程的系統建設目標。
(1)建設可以連接各應用系統的校園地理空間信息整合平臺;
(2)建設涵蓋地上(三維建筑物與構筑物)、地面(三維表面模型)和地下(三維地下空間,如:校園綜合管網與人防等)全息地理空間數據中心的公共數據庫及數據交換標準;
(3)構建統一的校園基礎地理空間信息應用開發平臺,為后續應用系統的開發與維護提供統一的技術保障;
(4)利用開發平臺改造、集成學校的業務管理系統,增加基于地理信息的應用集成;
(5)建立健全完善的教學、管理和校園生活中的地理信息服務功能。
(6)構建與“數字校園”統一的校園地理信息門戶應用系統,包括“虛擬校園”工程。
3“一張圖”工程頂層設計
3.1總體框架設計
基于“一張圖”模式,構造二三維一體化的師大校園地理空間框架。系統總體框架結構如圖2。
圖2 校園地理信息“一張圖”工程地理空間框架
在這樣的統一的“框架”之下,實現結構存儲一體化與開發應用一體化 ,建設專業應用系統,如:校園綜合管網地理信息系統;網絡資源管理;教學資源管理系統;虛擬校園工程;校園電子地圖公眾服務等。
系統架構技術特點
(1)實現GIS二維、三維從底層的一體化;
(2)在一套GIS平臺內既有三維直觀的表現效果,又有二維強大的分析功能;
(3)促進三維GIS的深度應用。
(4)基于Web Service,構建面向服務體系架構(SOA)的校園空間信息在線式服務應用體系;
(5)數據共享和功能共享并舉。
3.2體系結構
3.2.1校園地理空間信息公共服務平臺
校園地理空間信息公共服務平臺是“一張圖”的重要工作平臺,是實現“一張圖”管理目標的重要技術支撐?!耙粡垐D”工程系統體系結構與數據庫組織框架如圖3所示。
圖3 “一張圖”工程系統體系結構與數據庫組織框架
(1)信息系統建設。
“一張圖”管理信息系統是在現有“數字校園”系統框架內,引入校園地理空間信息。管理信息系統將擁有多種信息表現平臺,包括GIS系統、CAD系統、WEB頁面;針對不同應用,定制相應的基本信息配置;并且增加“一張圖”反饋信息關聯、計算機輔助校核、審查等功能。改變信息檢索形式,包括:文件形式與空間數據庫形式;目錄、關鍵字搜索、空間索引等。在現有數字校園平臺體系內,改進信息組織結構,根據不同部門的需求將相關圖層組合為專題應用數據集。
(2)數據庫結構。
結合地理空間信息數據組織結構模式,對“一張圖”空間數據按照“數據庫-子庫-專題(分類)-層-要素及屬性”的層次框架構建數據庫,按分類分層原則組織數據。
3.2.2系統應用模式
系統應用與建設模式:整合模式。為校務管理、科研管理、教務管理、公共服務、社區管理等提供空間信息服務,在現有的“數字校園”體系基礎上,進行數據整合、應用集成、業務流程整合,以面向“信息服務”(Information as a Service)實現地理空間信息資源的有效集成。
以面向“信息服務”為目標,以信息集成為重點,面向信息服務的應用集成模式,構建橫向的“地理空間信息與服務”支撐體系,如圖所示。
圖4 “一張圖”工程系統應用模式
3.2.3動態更新與維護
動態更新與維護是“一張圖”的生命,必須建立“一張圖”動態維護更新機制,才能夠保證“一張圖”信息的準確性、現勢性,保證“一張圖”工作的可持續發展,其動態維護工作主要包括以下幾個方面:
基礎地理、校園管網、建(構)筑物現狀、公共配套設施及校內交通與市政設施現狀信息必須“定期收集、定期更新維護”。
日常業務審批數據,采取實時更新的方式動態維護。專題數據整合問題應分類錄入相應圖層,已經解決的問題,在整合問題圖層中刪除。嚴格執行相關成果數據格式及制圖規范、竣工驗收規則及數據標準、各類信息入庫、出庫審查、審核制度,保證數據成果的真實性、完整性與一致性。
3.2.4技術與數據標準體系
要實現“一張圖”管理,從技術標準上加以改進、完善或補充,并納入“數字校園”標準與規范建設體系。在總結經驗基礎上,制訂《“一張圖”工程數據整合技術規程》、《現狀信息調查與更新技術規程》和《校園地理信息成果數據格式及制圖規范》等一系列技術標準。
未來還需要制定各類成果審查、驗收規則及標準;各類信息入庫、出庫審查、審核制度以及“一張圖”工程動態維護操作規程等。
4“一張圖”設想實現
4.1建設內容
“一張圖”工程建設內容可以分為基礎地理信息數據庫、地理信息公共平臺、專題應用系統、支撐環境、標準規范與運維機制等四方面內容。
4.1.1基礎地理信息數據庫
在現有測繪數據及相關成果的基礎上,遵循國家標準和測繪行業標準,采用相對成熟的作業手段,更新與完善基礎地理信息數據,建立多類型、多尺度一體化管理的數據庫。
具體工作內容包括:
(1)1: 500或1:000基礎地理信息數據庫(DLG, DEM和DOM)
(2)1: 500地下管網數據庫
(3)三維模型數據庫
(4)元數據庫
基礎地理信息數據庫管理系統主要實現對以上基礎地理信息數據的集中管理與維護。
4.1.2地理信息公共平臺
在更新完善后的基礎地理信息數據之上,進一步整合加工,提取符合公共需求的地理要素內容,進行面向信息化要求的數據重組,擴展地名地址地理編碼,建立要素與瓦片的一體化索引,實現多種數據的無縫集成,研制開發網絡化的應用服務與運行維護系統,建立權威的、通用的校園地理信息公共平臺。
具體工作內容包括:
(1)公共需求地理要素提?。?/p>
(2)地名地址信息集成與編碼;
(3)數據重組與實體化處理;
(4)地圖產品制作;
(5)數據配置管理系統;
(6)應用服務系統;
(7)運行維護系統。
4.1.3專題應用系統
選擇需求迫切、具備一定基礎的部門,以地理信息公共平臺為基礎建立和擴展典型應用示范系統,發揮應用效益,探索應用機制,起到以點帶面,逐步將各部門的應用統一到地理信息公共平臺上,在全校各職能管理部門推廣地理信息服務應用。
具體工作內容包括:
(1)校園綜合管網地理信息系統;
(2)網絡資源管理系統;
(3)教學資源管理系統
(4)虛擬校園工程
(5)校園電子地圖公眾服務系統。
4.1.4支撐環境
支撐環境包括計算機硬件、基礎軟件和網絡基礎設施,是數字校園地理空間框架建設、運行和服務的必備條件。項目將充分利用已建成的軟硬件環境和網絡設施基礎上,充分考慮設備的先進性、可擴展性和可伸縮性,本著既盡可能利用現有設備又保證項目建設應用需求的原則,適當增加必需的硬件設施和管理軟件。
要在信息與網絡中心設立三個完全物理斷開的專區,分別是內部局域網專區、校務內網專區和互聯網專區。內部局域網專區構建內部應用網絡;校務內網專區是校內普通職能處室使用的節點;互聯網專區作為門戶網站的管理中心,提供面向公眾的互聯網服務。
4.1.5標準規范與政策機制
針對“一張圖”工程的建設、管理、應用以及維護等內容,建立科學的、實用的、前瞻性的長效政策機制,保障項目建設過程的順利實施和建設成果的長期服務。同時,在充分采用國家和行業的相關技術標準的基礎上,結合校園區域特點進行必要的補充,形成指導項目實施的規范性技術文件。
具體工作內容包括:
(1)保障地理信息公共平臺的權威性和唯一性的政策文件;
(2)校園地理信息公共平臺開發利用的管理辦法;
(3)地理信息資源維護更新及財政穩定投入的政策文件;
(4)部門間信息共建共享機制的管理規定;
(5)作為補充的規范性技術文件。
4.2建設成果
(1)“一張圖”工程系統公共服務平臺,如圖5。
(2)專題應用示范項目:校園綜合管網系統,如圖6。
(3)虛擬校園工程,如圖7。
圖5 “一張圖”工程系統公共服務平臺
圖6 專題應用示范項目:校園綜合管網系統
圖7 虛擬校園工程
5結論
新一代“數字校園”引入“地理信息技術”,建設一體化數字校園,貫通現實與數字空間,實現數字校園與現實校園的有機銜接,提高“數字校園”的自身集成度,也是高校后勤管理全面信息化的“基礎設施”建設工程,切實提高高校后勤管理的保障和服務能力
北京師范大學后勤處校園“一張圖”工程已初步建成雛形,為實現高校后勤管理精細化提供了較好的工作平臺。按照“一張圖”工程理念的、全新的校園地理信息系統,提高了高校后勤管理的行政效率,是高校后勤管理信息化的積極探索與有益嘗試。
“一張圖”工程是“數字校園”的有機組成部分;“數字校園”中引入“地理信息”,提高了“數字校園”的集成度和可用性;實現數字校園與現實校園的有機銜接,有效增強用戶體驗。
在面向信息服務的架構下,在計算資源整合、信息整合、應用整合的基礎上,從長遠的應用和服務上,建立起完善的信息管理和運作機制,全面提升高校的信息化程度。
參考文獻
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2 蔡新元. 數字城市發展的現狀與趨勢. 華中科技大學數字城市研究所
3 張煜等. 微軟高?!皵底中@”建設框架. 企業級解決方案
地理信息服務的概念范文4
地理信息系統是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環境信息的計算機軟硬件系統。它是GIS技術在環境領域的延伸。
地理信息系統在環境管理中的應用的主要功能有:
1、基本功能包括對空間和屬性數據的輸入、存儲、編輯,以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區劃圖、環境規劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節內容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區域的面積。
2、空間統計分析是指對空間數據庫中的專題數據進行統計分析。包括各種屬性數據的集征數、離散特征數及其分類分級統計等。
3、疊加分析功能允許兩個或多個圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統計疊加。合成疊加得到一個新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區域僅顯示共同特征;統計疊加可以統計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息。
4、緩沖區分析是GIS的基本空間操作功能之一。例如,某地區有危險品倉庫,要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區分析,結合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數等等。
綜上所述,空間分析是地理信息系統軟件的核心,空間統計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為地理信息系統提供了強大的環境分析功能與廣闊的應用空間。隨著其功能的不斷完善和發展,地理信息系統將為環境各部門提供一個功能強大的空間信息服務和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。
二、地理信息系統在環境管理中的具體應用
由于地理信息系統具有強大的信息服務和管理功能,具有廣泛的應用范圍。具體體現在兩個方面,一是它可以應用在環境管理的各個環節,如區域環境規劃、環境監督管理、區域環境監測及環境評價研究等;二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應用。
1、電子地圖使環境管理工作變得輕松直觀
由于采用空間數據和數據庫掛接,改變了傳統的信息管理方法,地圖由傳統的靜態紀錄變為信息豐富多樣的動態的電子地圖,實現了數據可視化。它使環境主管部門對各種環境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環境監測點位、污染源等的空間分布及其與環境敏感區域的空間關系等信息??梢詫Ω鞣N環境數據進行綜合的統計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現方式進行展示,為環境決策提供科學快捷的支持。
2、強大的環境規劃手段
區域環境規劃是EGIS應用發展的重點領域之一,目前基于EGIS的環境規劃模型還處于深化研究階段,將環境應用模型與GIS集成為一體,可以為環境規劃提供更強大的技術手段。由于應用EGIS能夠更好地考慮和評價建設項目對環境的影響,因此在建設項目的環境評價中得到廣泛應用。
3、危險物運輸管理
借助GIS的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉移運輸線路進行優化選擇,能避開人口集中居住區、飲用水源地等環境敏感區域制定運輸計劃。并可以通過GPS對危險物的運輸線路進行實時監控。
4、環境模型模擬分析
環境模型在環境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據。常用的模型主要有大氣擴散模型、1維水污染擴散模型、2維水污染擴散模型等等,實現各種模型的模擬結果的生成、2維和3維的顯示等功能。5、為數字環保提供技術平臺
數字環保是最近提出來的終極環境管理系統,它是繼數字地球概念提出以后,環保領域提出的新概念,它將是未來十年環保領域信息化建設的終極方向,EGIS作為數字環保的基礎平臺,將能夠為用戶提供實時動態環境信息服務,也能夠為環境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環境狀況,提高人民生活水平。
三、發展環境地理信息系統的策略探討和建議
隨著國外EGIS技術的逐漸成熟和數據采集技術的快速發展,建立環境地理信息系統的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發展GIS的重點領域,從GIS在我國近幾年的發展領域也可以看出這種趨勢。
發展EGIS應當采用“統一規劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發、協調發展”的發展策略。
1、統一規劃。
為了降低空間數據資源采集和管理的成本,為了適應未來發展的需要,必須在多方部門的參與下,統一規劃和構建EGIS的發展框架。
2、注重基礎。
在統一規劃的思路和明確的發展框架下,不斷加強基礎空間數據庫和基礎環境數據庫的積累與建設。
3、緊密跟進、高起點開發、協調發展。
在技術上緊密跟進國外先進的GIS技術,高起點進行系統開發,與我國的信息產業發展速度相協調,共同發展適合我國國情的EGIS。
當前我國各地許多部門雖然已經開展了EGIS的研究與開發,但這些開發均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數據交流和共享,加上沒有全國性的EGIS發展框架和數據標準,數據的通用性將成為影響EGIS開發的關鍵因素,建議有關部門及時組織開展EGIS發展體系和框架標準的研究。
地理信息服務的概念范文5
龔健雅(1957-),中國科學院院士,教授,博士生導師?,F任武漢大學遙感信息工程學院院長、測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任。1957年4月生于江西省樟樹市。1982年畢業于華東地質學院測量系,1992年于武漢測繪科技大學獲博士學位。2011年當選中國科學院院士。國家杰出青年基金獲得者、教育部“長江學者”特聘教授、973項目首席科學家、國家自然科學基金創新群體學術帶頭人、國家測繪局科技領軍人才、國務院第六屆、第七屆學科評議組測繪學科組召集人,國際攝影測量與遙感學會第六委員會主席。
主要從事地理信息理論和幾何遙感基礎研究。在20世紀90年代初提出了面向對象地理信息系統的概念和數據模型,現已成為GIS軟件的主流技術,并率先研發了面向對象GIS軟件GeoStar,在我國測繪、國土和電力管理等許多領域得到廣泛應用。于本世紀初系統地提出了空間信息共享與互操作理論與方法,研發出多源空間信息共享服務平臺GeoSurf和網絡三維信息共享集成平臺GeoGlobe,成為我國軍民各類地理信息公共服務平臺如天地圖的基礎軟件。在攝影測量與遙感方面,他提出了遙感廣義幾何成像模型與精確處理方法,主持研發了我國遙感衛星地面處理系統,并大幅提高了國產遙感衛星影像自主定位精度。
先后承擔國家和省部級科研項目30多項。出版專著和教材13部(其中第一作者專著6部),國際標準1項、國家標準4部,430多篇,論著他引共10000多次。獲國家科技進步創新團隊獎1項(排名第三)、國家科技進步一等獎1項(排名第三)、國家科技進步二等獎3項(2項排名第一、1項排名第二)、省部級特等獎2項,一等獎6項、國際攝影測量與遙感學會(ISPRS)Dolezal成就獎1項。
一.智慧城市的概念與核心技術
1.智慧城市的概念
智慧城市是數字城市的智能化,是數字城市功能的延伸、拓展和升華,通過物聯網把數字城市與物理城市無縫連接起來,利用云計算等技術對實時感知數據進行即時處理并提供智能化服務。
2.智慧城市的核心技術
透徹感知(圖1): 圖1.透徹感知
無處不在的智能傳感器,對物理城市實現全面、綜合的感知和對城市運行的核心系統實時感測,實時獲取物理城市的各種信息。
廣泛互聯:
通過物聯網將無所不在的智能傳感器連接起來,通過互聯網實現感知數據的高效傳輸和存儲。
時空分析
在智慧城市信息設施基礎上,對海量感知時空數據進行實時處理管理、融合與分析,為智能服務提供信息支持。
3.智慧城市的邏輯框架
(見圖2) 圖2.智慧城市的邏輯框架:利用高性能計算機平臺,通過Internet透測感知(廣泛互聯)進行時空分析(高效的計算),并提供廣泛的服務。
二.空間信息基礎設施的概念
1.基礎設施
基礎設施(infrastructure)是指為社會生產和居民生活提供公共服務的物質工程設施,是用于保證國家或地區社會經濟活動正常進行的公共服務系統。它是社會賴以生存發展的一般物質條件。
“基礎設施”不僅包括公路、鐵路、機場、通訊、水電煤氣等公共設施,即俗稱的基礎建設(physical infrastructure),而且包括教育、科技、醫療衛生、體育、文化等社會事業即“社會性基礎設施”(social infrastructure)。
2.信息基礎設施
信息基礎設施的范圍非常廣泛,包含了諸如通信管網(由光纖PSTN、同軸電纜、以太網線及其管道資源等組成)、無線基站、中繼設備、各級機房以及相關配套的電源、建筑等設施。信息基礎設施是國家基礎設施的重要內容。
“信息高速公路”。
云計算與云存貯平臺。 圖3.目前我國已經發射了16顆北斗導航衛星,實現了亞太區域的衛星導航定位,2020年建設目標發射30多顆衛星,提供全球導航米級、增強導航分米級、精確定位厘米級,國內導航市場60%,并競爭國際市場。
3.空間數據基礎設施
美國總統克林頓入住白宮以后,1993年著手實施耗資上千億美元的“信息高速公路”計劃;1994年4月克林頓又了12906號總統令,“協調信息獲取和建立國家(地球)空間數據基礎設施(NSDI)”。數字地球是以信息高速公路和空間數據基礎設施為依托的一個廣泛的概念。
國家空間數據基礎設施(NSDI)主要包括:地球空間數據框架、空間數據協調、管理與分發體系、空間數據交換網站和空間數據轉換標準。
4.空間信息基礎設施
空間信息基礎設施是指對地球空間信息進行獲取、傳輸、處理與應用的工程設施。除了“信息基礎設施”之外,它還包括為地球空間信息導航與定位的基礎設施―全球衛星導航定位系統(GNSS)及室內導航定位系統,地球空間信息獲取的基礎設施―衛星遙感、航空遙感及地面觀測網,以及地球空間信息應用與服務系統。
三.智慧城市中的空間信息基礎設施
1.通信網絡
通信網絡包括:
1)有線網絡:互聯網、電信網、廣電網
2)無線網絡:移動、聯通、電信,(2G、3G、4G、5G)
3)空間網絡:星地通信網、星星通信網、機星地通信網
通信網絡的特性是實現自主組網和自維護,實現網絡互聯互通(三網融合)。
網絡應具備維護動態路由的功能,保證整個網絡不會因為某些節點出現故障而導致整個網絡癱瘓。
2.導航與位置服務網
1)導航與位置服務網包括:
?全球導航衛星系統( Global Navigation Satellite System,GNSS)
?美國全球導航定位系統(GPS)
?俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)
?歐洲全球導航衛星系統(Galileo)
?中國全球導航衛星系統(北斗)
2)北斗導航衛星系統:
目前我國已經發射了16顆北斗導航衛星,實現了亞太區域的衛星導航定位,2020年建設目標發射30多顆衛星,提供全球導航米級、增強導航分米級、精確定位厘米級,國內導航市場60%,并競爭國際市場(見圖3)。
3)衛星導航系統(見圖4): 圖4.衛星導航系統:地基增強服務系統(CORS)、衛星直接定位精度(動態5-10米)、地基增強服務系統(動態0.1-0.5米)。
?地基增強服務系統(CORS):衛星直接定位精度:動態:5-10米;地基增強服務系統:動態:0.1-0.5米。
4)廣域實時精密定位服務系統(MASS):
?基準站系統
?控制與處理中心系統
?信息播發系統
?用戶系統
?亞米級服務
5)室內與地下導航定位(見圖5): 圖5.室內與地下導航定位:基于傳感器和無線信號的智能手機定位。二維碼城市控制點用于導航定位,在已有三維城市模型中建立布設二維碼形式的三維控制點。智能手機攝像頭采集影像,通過影像上已知三維控制點信息解算當前位置。
室內與地下空間等無衛星信號覆蓋區域的定位,可以利用射頻、藍牙、WIFI、蜂窩基站等無線信號,以及陀螺儀、加速度計、電子羅盤等傳感器進行室內與地下的導航定位。
基于傳感器和無線信號的智能手機定位。二維碼城市控制點用于導航定位,在已有三維城市模型中建立布設二維碼形式的三維控制點。智能手機攝像頭采集影像,通過影像上已知三維控制點信息解算當前位置。
6)天地融合的導航與位置服務網(見圖6):
?基于衛星定位
?基于無線信號定位
?基于傳感器定位
?混合定位
7)導航與位置服務網(曦和計劃)(見圖7): 圖6.天地融合的導航與位置服務網:基于衛星定位、基于無線信號定位、基于傳感器定位、混合定位。 圖7.導航與位置服務網(曦和計劃) 圖8.天空地傳感器網(遙感網) 圖9.2020年建設目標:全天時、全天候、全球精細觀測,發射14顆衛星,分辨率達0.3m,高分數據的自給率達60%。
3.天空地傳感器網(遙感網)(見圖8):
1)我國高分辨率對地觀測系統:
2020年建設目標:全天時、全天候、全球精細觀測,發射14顆衛星,分辨率達亞米級,高分數據的自給率達60%(圖9)。
?空間基礎設施(遙感、通信、導航衛星)
?全球實時監視系統(衛星群)
高分一號遙感衛星(表1;圖11-1;圖11-2);
高分一號--伊朗(GF-1影像, 2m)(圖12);
GF-2影像,0.8m(圖13);
航空遙感(有人機遙感);
蘆山縣太平鎮災前災后影像對比圖(無人機航空遙感)(圖10);
2)移動道路測量系統
?多平臺移動測量裝備與高精度建模:車載CCD,LiDAR與POS集成的高精度快速測量裝備,實現大規模三維場景快速三維建模(圖14)。
3)地面傳感網
基于自組網技術的地面大氣、水文傳感網,自動連續實地測量環境參數
4)大氣環境綜合監測系統
5)水下傳感網
多層次自組織網絡和Internet組成的異構網絡實現水下傳感器和遠程終端之間的信息交流。
地下傳感器(圖18);
傳感網絡。
4.地理空間信息服務平臺網
地理信息技術實現了從二維到三維的跨越,從地理信息系統到地理信息服務的跨越。如:地理空間信息網絡服務平臺(圖17)、地上下、室內外一體的三維GIS、武漢市地上地下一體化三維地理信息系統。
地理空間信息服務網絡構建模式:
?縱向多級,分級管理。國家、省、市分別建立基礎地理信息數據庫,分級維護和管理。
?橫向多庫,分建分管。基礎地理信息和各部門專業信息分別建庫,各自管理與維護
?異構共享,在線集成。兼容不同軟硬件環境,實現縱橫異構地理信息在線共享與集成
?統一標準,協同服務。制定統一標準,保障縱向、橫向各種空間數據在獲得許可情況下互聯互通,協同服務。 圖10.蘆山縣太平鎮災前災后影像對比圖(無人機航空遙感) 圖11-1.高分一號遙感衛星。 圖11-2.高分一號遙感衛星。 圖12.高分一號――伊朗(DF-1影像.2m)。 圖13.GF-2影像,0.8m
國家地理信息公共服務平臺;
國家與省節點的無縫聚合;
國家、省、市節點服務聚合;
天地圖的多級服務平臺(圖16);
基于天地圖的應用系統開發―國家災害應急系統;
基于天地圖開發的應用系統―中國地震網(圖15);
地面傳感網與地理信息服務網的集成;
視頻與地理信息服務網的集成―天眼系統。
軌跡追蹤,通過時間-空間約束關系,排除不可能的路徑,計算嫌疑目標軌跡。從案發點,依據路段長度和逃逸速度,形成具時空關聯關系的一組錄像,在此錄像中發現和追蹤嫌疑目標。
四.結語
空間信息基礎設施是國家信息基礎的重要組成部分,衛星導航、航空航天遙感、空間信息服務技術已經成熟,標準和規范基本可以滿足要求,剩余的問題是推廣應用;構建一體化的空間信息基礎設施對于促進智慧城市的應用,以及資源環境和各種人流、物流、交通流、信息流的監測與分析抉擇具有重要意義。 圖14.多平臺移動測量裝備與高精度建模:車載CCD,LiDAR與POS集成的高精度快速測量裝備,實現大規模三維場景快速三維建模。
資料鏈接:
克林頓政府的“信息高速公路”計劃
1993年9月,克林頓就任美國總統后不久,便正式推出跨世紀的“國家信息基礎設施”工程計劃。該計劃在世界范圍內產生了極為廣泛的影響,同時,也造就了美國信息經濟日后的輝煌。
地理信息服務的概念范文6
關鍵詞:GIS;發展;演化
一、前言
地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)是一種專門用于采集、存儲、管理、分析、和表達空間數據的信息系統。其既是表示、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的“工具”,也可看作是人們用于解決空間問題的“資源”,同時還是一門關于空間信息處理分析的“科學技術”。
二、GIS的提出和迅速發展
50年代,由于電子計算機科學的興起和它在航空攝影測量與地圖制圖學中的應用,使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和處理各種與空間和地理分布有關的圖形和屬性數據,并希望通過計算機對數據的分析來直接為管理和決策服務,這樣就導致了地理信息系統的問世。
1956年,奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍數據庫,隨后各國的土地測繪和管理部門都逐步發展土地信息系統(LIS),用于地籍管理。1963年,加拿大測量學家R.T.Tomlinson首先提出了地理信息系統這一術語,并建立了世界上第一個GIS—加拿大地理信息系統(CGIS),用于自然資源的管理和規劃。稍后,美國哈佛大學研究出SYMAP系統軟件。但是,由于當時計算機技術水平不高,存儲量小、磁帶存取速度慢,使得GIS帶有更多的機助制圖色彩,地學分析功能極為簡單。當時的系統能實現手扶跟蹤數字化地圖,進行地圖數據的拓撲編輯,分幅數據的拼接,并發展了基于柵格的操作方法。
進入70年代以后,由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展,尤其是大容量存取設備—磁盤的使用,為空間數據的錄入、存貯、檢索和輸出提供了強有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發展增強了人機對話和高質量圖形顯示功能,促使GIS朝著實用方向迅速發展。一些發達國家先后建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統。GIS這一技術成為一個引人注目的領域。
三、80年代的GIS—地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)
80年代是GIS在理論、方法和技術上取得突破與趨向成熟的階段。由于大規模和超大規模集成電路的問世,推出了第四代計算機,特別是微型計算機和遠程通訊傳輸設備的出現,為計算機的普及應用創造了條件,加上計算機網絡的建立,使地理信息的傳輸效率得到極大的提高。另外,軟件開發工具的廣泛應用和數據庫技術的推廣,推動了GIS的數據處理能力、空間分析功能、人機交互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術的進一步發展,并逐步走向成熟。GIS的應用從解決基礎設施的規劃(如道路、輸電線等)轉向更加復雜的區域開發問題。當時,GIS已跨越國界,在全世界范圍內全面推廣,應用領域不斷擴大,并與衛星遙感技術結合,開始應用于全球性的問題(如全球變化、全球沙漠化監測等)。因此,國際著名的GIS專家,即前面提到的R.T.Tomlinson認為:“如果70年代是GIS發展的鞏固時期,那么80年代則是國際上GIS發展具有突破性的年代”。這個時期,GIS還保留有地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)的含義和意思。
四、90年代的GIS—地理信息科學(GeographicInformationScience,GIS)
地理信息系統技術的應用大大提高了人類處理和分析大量有關地球資源、環境、社會與經濟數據的能力,而地理信息系統技術及其應用的進一步發展則必須以地球信息機理理論為基礎。陳述彭院士在論述地理信息系統發展時強調了對于地球信息基礎理論的研究,并指出地球信息基礎理論的實質內容:地理信息系統已不僅僅限于物質流與能量流的信息載體,而且包括研究地學信息流程的動力學機理與時空特征、地學信息傳輸機理及其不確定性(多解)與可預見性等;并認為:Geo-Informatics不同于Geomatics,在于這個Info還包括很多地學規律,其分析模型必須以地學為基礎。
Goodchild于1992年提出地理信息科學(GeographicinformationScience)的概念。地理信息科學主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存貯、提取以及管理和分析過程中所提出的一系列基本問題,如數據的獲取和集成、分布式計算、地理信息的認知和表達、空間分析、地理信息基礎設施建設、地理數據的不確定性及其對于地理信息系統操作的影響、地理信息系統的社會實踐等。地理信息科學的提出是地理信息系統技術及應用發展到相當水平后的必然要求,它是在人們不再滿足于僅僅利用計算機技術來對地理信息進行可視化表達及其空間查詢,而強調地理信息系統的空間分析和模擬能力時產生的;它在注重地理信息技術發展的同時,還注意到了與地理數據、地理信息有關的其他一些理論問題,如地理數據的不確定性、地理信息的認知以及社會對于地理信息技術運用于實踐的認可等。由此可見,地理信息科學在地理信息技術研究的同時,還指出了對于支撐地理信息技術發展的基礎理論研究的重要性。世紀之交,由于地理信息系統的應用日益廣泛,加上航空和航天遙感、全球定位系統、數字網絡(Internet)和地理信息系統等現代信息技術的發展及其相互間的滲透和整合,逐漸形成了以地理信息系統為核心的地球空間信息集成化技術系統,為解決區域范圍更廣、復雜性更高的現代地學問題提供了新的分析方法和技術保證;同時,這些現代信息技術的綜合發展及其應用的日益深廣,掀起了全球變化研究與對地觀測計劃的新高朝,于是時勢造英雄,促使一門新興的交叉學科“地理信息科學”的脫穎而出。這個時期,GIS己經漸變地含有地理信息科學(GeographicInformationScience,GIS)的含義和意思。
五、現在的GIS—地理信息服務(GeographicInformationService,GIS)
近年來,隨著地理信息產業的建立和地球數字化產品的普及應用,GIS的發展進入到各行各業乃至各家各戶的用戶時代,成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。這個時期,社會對GIS的認識普遍提高,需求大幅度增加,地理信息系統已成為許多機構(特別是政府決策部門)必備的工作和決策咨詢系統。國家級乃至全球級的地理信息系統已成為公眾關注的問題,地理信息系統已被列入“信息高速公路”計劃,也是美國前副總統戈爾提出的“數字地球”戰略的重要組成部分。地理信息系統的研究和應用正逐步形成行業,具備了走向產業化的條件。
近來,個人數字助理(PersonalDigitalAssistant,PDA)、移動電話的普及給新的應用創造了許多機會。這樣的應用有流動工作人員和基于位置服務。流動工作人員,顧名思義,他們工作在遠程位置,如客戶處、分公司或者野外現場。這些工作人員經常要為完成某項任務下載一段所需的數據,在遠端使用這段數據,然后在每天工作結束的時候將改動更新(同步地)到主數據庫上。這種場景的一個重要方面是:客戶端保留有數據,并以離線方式在本地對數據進行操作?;谖恢梅盏氖褂檬墙陙沓霈F的一個重要趨勢,這類服務徹底改變了對用戶地理位置的依賴。隨著全球定位系統(GPS)的應用,可以很容易確定任何一個客戶/使用者的精確位置,并根據用戶的地理位置提出最佳解決方案?;谖恢梅盏挠绊懞椭匾源偈归_放GIS協會(OpenGISConsortium,OGC)提出了開放位置服務(OpenLocationService,OpenLS),希望能夠將地理空間數據和地理操作的資源集成到位置服務和電信基礎設施中去。美國聯邦政府已于2001年10月頒布了規定:所有蜂窩電話的位置在67%的使用時間里必須是可追蹤的,追蹤精度為125米。這樣,一方面人們總在評述著Internet革命“消滅”了地理的概念,與此同時,對于空間技術的需求卻在不斷增長。位置服務(LocationBasedService,LBS)的巨大魅力在于通過固定或移動網絡發送GIS功能和基于位置信息,從而在任何時間應用到任何人、任何位置和任何設備上。當前,LBS已成為科學研究、技術發展和市場開拓領域共同的熱點話題。此時,GIS已朝著地理信息服務(GeographicInformationService,GIS)的方向發展。
六、結論