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摘要：本文分析了城市信息資源整合的難點，概述了Comgis、TGIS、WebGIS等GIS技術的三個重點發(fā)展領域與對系統集成的影響。

關鍵詞：GIS，系統集成

RelevantGIStechnologyofResourceIntegrationofUrbanInformation

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

Keywords:GeographicInformationSyetem，SystemIntegration

GIS是在計算機軟件和硬件支持下，以一定格式輸入、存儲、檢索、顯示和綜合分析應用的技術系統，具有數據輸入、存儲、編輯、操作運算、數據查詢檢索、應用分析、數據顯示及結果輸出、數據更新等基本功能，具有標準化、數字化和多維結構等基本特點，是綜合處理與分析多源時空數據的理想平臺，是空間信息的“大管家”，是系統集成與信息整合的關鍵。

一、城市信息資源整合的難點

建立數字地球、數字城市、數字行業(yè)，遇到的第一個難題就是數據建庫面寬量大，成為信息建設的門檻。更由于軟件平臺和相關技術沒有形成行業(yè)認同和推廣的標準，造成行業(yè)間甚至行業(yè)內平臺各異、數據集成困難，形成許多信息的孤島，造成大量重復性勞動，降低了信息化建設的整體效益。

GIS信息整合技術上突出表現在跨平臺異構數據的集成與轉換。目前數據集成方式主要采用數據格式轉換模式、數據互操作模式和直接數據訪問模式，多數據格式的無縫集成技術還在不斷發(fā)展之中，矛盾集中在以下三個方面。

1、屬性數據與空間數據的集成

目前GIS數據管理的流行做法是將由GIS管理的數據轉移到關系數據庫管理系統，但由于關系數據模型的局限性，往往將屬性數據放入關系數據庫，圖形空間數據仍以文件形式管理。ARC/INFO等大型GIS軟件已經開始向集成化管理方向發(fā)展，通過空間數據引擎（SDE），將空間數據也納入數據庫管理之中。

2、矢量數據與柵格數據的集成

GIS中大量使用的是矢量數據，其數據結構由點、線、面及其拓撲連接關系組成。遙感影像則屬于柵格數據，其數據結構為象元陳列，每個象元由行列號位置及其屬性值定義。傳統上二者在軟件平臺、數據管理上完全分離，目前做到了平臺統一、但數據管理分離，今后的發(fā)展趨勢是平臺、數據的完全統一，將為在GIS中矢量、柵格數據的綜合管理和分析處理提供最大的方便。

3、CAD到GIS的數據轉換

由于大量基礎數據是以CAD格式存儲的，CAD—GIS完整的數據識別和轉換，關系到能否充分利用和保護已有的大量數據資源。目前部分GIS軟件支持直接讀取CAD數據格式，大部分提供了轉換接口，但因二者數據結構的差異，都還存在著一定的信息損失，給數據轉換和加工整理帶來一定難度。

二、GIS技術的發(fā)展趨勢

GIS是3S技術中開發(fā)最早、應用最普遍的技術，隨著數據庫技術的發(fā)展、計算機性能的提高、網絡應用的普及，GIS技術在迅速的發(fā)展之中，在橫向的應用系統集成、縱向的歷史數據管理和廣域的信息資源傳播三個方面不斷取得新的突破，將不斷改進信息資源整合的方式，提高信息化建設的水平和效益。

1、組件式GIS的發(fā)展與橫向的應用系統集成

GIS系統與專業(yè)應用軟件的集成方式有幾種：通過存取中間文件的方式建立數據交換通道；直接使用GIS軟件提供的二次開發(fā)語言編制應用分析模型；利用專業(yè)程序設計語言開發(fā)應用模型，并直接訪問GIS軟件的內部數據結構；通過動態(tài)數據交換（DDE）建立GIS與應用模型之間的快速通信。傳統的GIS軟件技術體系（GIS模塊、集成式GIS、模塊化GIS、核心式GIS），都無法做到與應用系統的高效集成。

組件式GIS（ComGIS）正是適應這種需要發(fā)展起來的新的技術體系，通過提供通用的組件對象平臺（Microsoft的COM/DCOM）和標準的組件接口（ActiveX控件），實現了跨平臺、跨語言的無縫集成，將最大限度地保護、利用和整合已有信息資源，促進在數字城市的平臺上構建更高層次的城市規(guī)劃信息系統。

2、時態(tài)GIS的發(fā)展與縱向的歷史數據管理

傳統的GIS只涉及地理信息的兩個方面——空間位置和屬性定義，對數據進行靜態(tài)或準動態(tài)的數據庫管理，是二維或三維的信息表現；在數據庫更新時，過時的數據將從數據庫中刪除。時態(tài)GIS（TGIS）則強調數據的時態(tài)，即三維標識加時間概念，既要求保證數據庫的現勢性，又強調歷史資料的重要性，可以提供任何時刻和時間段的數據，是四維的信息表現，將為開展縱向的城市用地變遷分析提供更有利的平臺。

TGIS技術還在發(fā)展之中，目前流行的做法是在現有數據模型基礎上加以擴充，在關系模型（RDBMS）的元組中加入時間，在對象模型（OODB）中引入時間屬性。

3、因特網GIS的發(fā)展與廣域的信息資源傳播

網絡技術應用主要有幾種模式：主機—終端式、工作組方式、客戶/服務器(Client/Server)方式、瀏覽器/服務器(Browse/Server)方式。網絡數據庫的訪問模式由文件共享方式發(fā)展到數據庫服務器管理方式，包括文件共享、目錄映射、目錄服務、文件服務、數據服務和分布式計算等多種網絡服務。因特網GIS（WebGIS）是傳統GIS適應網絡化應用需要的又一最新發(fā)展，是Internet技術與GIS技術相結合的產物，使GIS進入了千家萬戶，將為開展城市規(guī)劃公共參與、成果展示和政務公開提供一個便民、互動的技術平臺。

目前WebGIS還處于成熟的初級階段，已經推出的WebGIS大多是利用現有GIS軟件通過CGI/ServerAPI構造的過渡型產品，發(fā)展方向是基于DCOM/ActiveX或COBRA/Java開發(fā)的分布式對象GIS。

三、GIS技術與相關技術的融合

GIS技術不是孤立的，必須融合到數字地球、數字城市的整體技術系統中，與信息獲取、信息標準、數據管理與加工等技術同步發(fā)展，才能不斷提高城市信息資源整合的質量。

1、3S技術的集成與4D產品

3S技術的發(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的優(yōu)勢（GPS的空間定位技術、RS的實時遙感信息、GIS的數據庫管理功能），改變過去完全依靠人工野外勘測、數據采集、圖件清繪、數據加工的歷史，提高信息采集、整理和再加工的自動化程度，逐步實現空間信息獲取—矯正—建庫管理的一體化。

3S技術的集成還將徹底改變GIS使用的背景地圖。傳統的線劃地圖不僅建立周期長、更新困難，而且比較抽象，已經從原始信息中篩去了很多環(huán)境成分。基于航空影象圖基礎的4D產品（數字線劃地圖DLG、數字高程模型DEM、數字柵格地圖DRG、數字正射影像圖DOM）有著現勢性強、更新速度快、信息含量豐富等優(yōu)點，將實現多源空間信息的匯集。

2、元數據標準與廣義的信息標準

元數據（Metadata）是關于數據的數據，即關于數據的內容、質量、狀況和其他特性的信息。元數據庫是描述跨地域、跨行業(yè)的各類數據庫來源、權屬、精度、范圍等信息的數據庫，將整個集成系統的各個數據庫納于統一的管理之下，形成跨系統的數據倉庫，并維持整個系統數據的完整性。

元數據標準的建立，將形成城市及區(qū)域物理上分布而邏輯上集中的整體數據視圖和空間數據索引，構成廣義上的信息整合體系。

3、數據倉庫與高質量的數據整合

數據倉庫（DataWarehouse）是針對決策分析處理的、面向主題的、集成的、持久的、隨時間不斷變化的數據集合,通過數據的抽取、轉換、分布、存儲、呈現、管理和維護，從大量的事務型數據中按照需要抽取數據，并將其清理轉換為新的格式，即為決策目標把數據聚合在一種特殊的格式中，作為決策分析的數據基礎。數據挖掘（DataMining）是數據庫技術與人工智能技術的結合，通過分類、回歸、概括、依賴模式、變化和偏離檢測等一系列方法，從大量數據中自動、快速、有效地提取模式和發(fā)現知識，它是一種決策過程，從大量數據庫中發(fā)現并提取隱藏在內的合理的、有效的信息，是在當前信息爆炸時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）是建立在國家空間數據基礎設施（NSDI）基礎上的空間數據協調、管理與分發(fā)體系，其核心由空間數據標準與協議、空間信息資源匯集、一體化管理與處理平臺和集成應用環(huán)境組成。

SIG框架由空間信息柵格主體、空間信息獲取系統、空間信息柵格支撐環(huán)境及空間信息技術下的應用系統組成。其中空間信息獲取系統包括GIS、GPS、RS和DCS等，是SIG的數據來源；支撐環(huán)境包括計算服務、寬帶傳輸和授權安全服務等，是SIG進行數據存儲、管理、計算、傳播、應用的國家信息基礎設施（NII）；應用系統包括資源/環(huán)境空間信息應用、城市空間信息應用、空間信息移動服務等，是SIG的應用領域。

GIS及相關技術的發(fā)展，在數據采集、建庫、管理、集成和處理技術等方面推陳出新，為城市信息資源整合不斷提供新的可能，將為信息用戶對空間數據進行信息獲取、共享、訪問、分析和處理提供有力的技術支持，確保來自任何空間信息源的信息（anyevent）經過處理能在任何時候（anytime）發(fā)送并服務于在任何地點（anywhere）任何有需求而且有相應權限的空間信息用戶（anyone），即實現所謂的"4A"目標。

參考文獻：

1李德仁.論RS、GPS與GIS集成的定義、理論與關鍵技術.遙感學報，1997，1（1）

2李德仁.信息高速公路、空間數據基礎設施與數字地球.測繪學報，1999，28（1）