地理空間
地理空間框架是地理信息數據及其採集、加工、交換、服務所涉及的政策、法規、標准、
技術、設施、機制和人力資源的總稱,由基礎地理信息數據體系、目錄與交換體系、公共服務體系、政策法規與標准體系和組織運行體系等五大結構組成。請看下圖圖示——
(圖文資料來自網路文庫-專業資料-IT/計算機一文)
2. 地理空間數據的基本特徵
數據是一個GIS應用系統的最基礎的組成部分。空間數據是GIS的操作對象,是現實世界經過模型抽象的實質性內容確良。圖3展示了GIS對現實世界的信息表達與分層。
一個GIS應用系統必須建立在准確合理的地理數據基礎上。數據來源包括室內數字化和野外採集,以及從其他數據的轉換。數據包括空間數據和屬性數據,空間數據的表達可以採用柵格和矢量兩種形式。空間數據表現了地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓撲關系。 屬性數據表現了空間實體的空間屬性以外的其他屬性特徵,屬性數據主要是對空間數據的說明。如一個城市點,它的屬性數據有人口,GDP,綠化率等等描述指標。
數據的有效組織與管理,是GIS系統應用成功與否的關鍵。主要提供空間與非空間數據的存儲、查詢檢索、修改和更新的能力。矢量數據結構、光柵數據結構、矢柵一體化數據結構是存儲 GIS的主要數據結構。數據結構的選擇在相當程度上決定了系統所能執行的功能。
數據結構確定後,在空間數據的存儲與管理中,關鍵是確定應用系統空間與屬性資料庫的結構以及空間與屬性數據的連接。目前廣泛使用的GIS軟體大多數採用空間分區、專題分層的數據組織方法,用GIS管理空間數據,用關系資料庫管理屬性數據。
3. 什麼是地理空間數據什麼是地理空間信息
利用並分析影像和地理空間信息,對地球上的自然地物以及與地理位置相關的活動進行描述、評估和直觀展示的一種工作。地理空間情報由影像、影像情報和地理空間信息組成。
面向主題的、集成的、動態更新的、持久的空間數據集合叫地理空間信息
4. 什麼是地理中的空間尺度思想
地理空間
簡介:地理空間是物質、能量、信息的數量及行為在地理范疇中的廣延性存在形式。特指形態、結構、過程、關系、功能的分布方式和分布格局同時在「暫時」時間的延續(抽象意義上的靜止態),討論所表達出的「斷片圖景」。地理空間的研究是地理學的基本核心之一。
主要內容:
①地理空間的宏觀分異規律與微觀變化特徵;
②地理事物在空間中的分布形態、分布方式和分布格局;
③地理事物在空間中互相作用、互相影響的特點;
④地理事物在空間中所表現的基本關系以及此種關系隨距離的變化狀況;
⑤地理事物的空間效應特徵;
⑥地理事物的空間充填原理及規則;
⑦地理事物的空間行為表現;
⑧地理空間對於物質、能量和信息的再分配問題;
⑨地理事物的空間特徵與時間要素的耦合;
⑩地理空間的優化及區位選擇的經濟價值。
5. 什麼是地理空間
地理空間
簡介:地理空間是物質、能量、信息的數量及行為在地理范疇中的廣延性存在形式。特指形態、結構、過程、關系、功能的分布方式和分布格局同時在「暫時」時間的延續(抽象意義上的靜止態),討論所表達出的「斷片圖景」。地理空間的研究是地理學的基本核心之一。
主要內容:
①地理空間的宏觀分異規律與微觀變化特徵;
②地理事物在空間中的分布形態、分布方式和分布格局;
③地理事物在空間中互相作用、互相影響的特點;
④地理事物在空間中所表現的基本關系以及此種關系隨距離的變化狀況;
⑤地理事物的空間效應特徵;
⑥地理事物的空間充填原理及規則;
⑦地理事物的空間行為表現;
⑧地理空間對於物質、能量和信息的再分配問題;
⑨地理事物的空間特徵與時間要素的耦合;
⑩地理空間的優化及區位選擇的經濟價值。
參見網路:http://ke..com/link?url=--wdLOa
6. 地理空間數據集成
早期GIS系統幾乎是完全獨立的系統,擁有自己特定的軟體組件、文件格式和自己專門採集的空間數據,不同GIS系統之間很少進行交互和集成。隨著網路和資料庫技術發展及GIS應用領域的擴大,發展了許多空間數據集成理論和方法。
根據側重點的不同,地球空間數據集成的概念有如下幾類:①GIS功能觀點,認為數據集成是地理信息系統的基本功能;②簡單組織轉化觀點,認為數據集成是數據層的簡單再組織;③過程觀點,認為地球空間數據集成是在一致的拓撲空間框架中地表描述的建立或使同一個地理信息系統中的不同數據集彼此之間兼容的過程;④關聯觀點,認為數據集成是屬性數據和空間數據的關聯。這些觀點,從不同角度揭示出地球空間數據集成的多樣性和綜合性(李軍,2000)。
按照數據集成的類型及實際應用中數據集成需求,地球空間數據集成分為4大類:①區域集成,指根據一定區域范圍集成各種類型的數據(Eugene,1992);②專題集成,以要素作為數據集成主要指標的集成;③時間集成,以時間為集成主體,內容包括多時間尺度數據集成、時間序列數據集成等;④數據綜合集成,即綜合度差異數據之間的集成,從數據與其表達的地學過程空間尺度的關系分析即是多空間尺度數據集成。
這四類集成中每一類都包含具體的集成類型,其中數據的綜合集成是最為復雜的一類,常規意義的制圖綜合和數據細化都包含在該類數據集成中。
按照數據集成模式可以把GIS數據集成分為3種模式:①數據轉換模式,是經專門的數據轉換程序進行不同數據格式的集成;②數據互操作模式,是根據OGC頒布的規范,所有數據源的軟體(數據伺服器)需要提供統一的數據訪問介面以便數據客戶進行訪問,並處理數據客戶的請求從而完成數據服務;③直接數據訪問模式,指在GIS系統中實現對其他數據格式的直接訪問、存取和分析,利用空間引擎的方法實現多源數據的無縫集成(宋關福等2000;閭國年等,2003)。
這三種集成模式各有利弊,其中,①模式是傳統的一種模式,但由於不同數據格式描述空間對象時採用的數據模型不同,因而轉換後不能完全准確表達源數據信息,此外由於這種數據格式轉換的涉及輸出和輸入兩個過程,相對比較復雜;②模式,由於實現各種數據格式宿主軟體的數據訪問介面,一定時期內還不現實,且對於數據客戶來講,同時需要擁有兩種格式的GIS軟體,並同時運行才能完成數據的互操作,給數據的集成帶來了局限性,因此目前還有很大的局限性。而③模式雖然提供了更為經濟實用的多源數據集成模式,是實現空間數據共享的理想方式,但由於構建成本比較大,且需要具備多源空間數據無縫集成技術和一種內置於GIS軟體中的特殊數據訪問體制,目前是相對比較困難且技術要求較高的集成模式。
綜上所述可知,關於地理空間數據集成,目前主要集中於物理實現和邏輯模型層次上的集成方法,是從數據本身入手來研究數據集成,屬一種微觀的數據集成。因此,數據集成必須同時集成數據的語義,才能滿足用戶應用的需要。
2.2.1.1 介面規范與標准
自從20世紀70年代開始,許多國家加強了地理信息標准化工作,迄今,已取得了長足進步。國際上地理信息產業的標准和規范發展十分迅速,各國對地理信息產業的標准和規范空前重視,在地理信息標准化的研究和標準的制定方面合作十分密切,國際標准化組織地理信息技術委員會(ISO/TC211)和以開放地理空間信息聯盟(OGC)為代表的國際論壇性地理信息標准化組織,以及CEN/TC287等區域性地理信息標准化組織,在其成員的積極參與下建立了完整的地理信息標准化體系,研究和制定出了一系列的國際通用或合作組織通用的標准或規范。國際地理信息標准化工作大體可分為兩部分:一是以已經發布實施的信息技術(IT)標准為基礎,直接引用或者經過修編採用;二是研製地理空間數據標准,包括數據定義、數據描述、數據處理等方面的標准。
我國於1997年成立了全國地理信息標准化技術委員會(CSBTS/TC230),負責我國地理信息國家標準的立項建議、組織協調、研究制定、審查上報等。
2.2.1.2 分布式空間查詢處理技術
國際上的研究主要集中在分布式空間索引技術和分布式查詢處理策略等方向上。英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的Abel和新加坡國立大學的Ooi等人(1995)基於分布式資料庫理論中的半連接思想,首先研究了分布式空間資料庫的空間連接查詢處理問題,提出了空間半連接運算元,並基於空間對象的一維索引結構,提出了一種空間半連接查詢處理演算法。新加坡國立大學的Tan等人(2000)將上述演算法擴展到多維索引結構,並分析了演算法在不同數據分布和網路帶寬情況下的性能。實驗結果表明,採用空間半連接操作可以極大地降低網路數據傳輸量,這對於網路帶寬有限的分布式環境來說,如網路將很好地改善查詢的整體響應時間。但是,空間半連接操作也帶來了額外的CPU和I/O開銷,在高速網路環境下,且傳輸數據量較小時,採用基於空間半連接操作的查詢處理策略反而可能引起性能的下降。此外,還有學者研究了在並行計算體系結構下的分布式空間查詢處理問題,Patel等(2000)提出在並行計算體系結構下的兩種空間連接查詢處理策略。
2.2.1.3 組織管理與集成體系結構
對於組織管理與集成體系結構即空間數據組織管理與集成技術研究,分為三個階段:①傳統的空間數據組織管理與集成階段。②面向服務的空間數據的組織管理與集成階段。③網格環境下空間數據的組織管理與集成階段。海洋時空數據屬於地理空間數據的范疇,但是由於海洋現象的復雜性、多樣性以及海洋時空數據自身的特點,決定了海洋時空數據與其他空間數據的組織管理與集成有著很大的區別。
7. 地理空間信息服務研究現狀
目前國內外在地理信息服務領域研究較多,主要分為下面三個方面。
1.3.3.1 地理空間信息服務標准化方面
地理空間信息服務標准化工作是地理空間信息服務得以穩健發展,高效互操作與集成的基礎,得到了許多國際化組織和機構的關注,取得了不少研究成果。作為全球最大的空間信息、互操作規范的制訂者和倡議者,開放地理信息系統聯盟(OpenGISConsortium,OGC)已經認識到在地理信息領域中引入 Web 服務技術的重要性和緊迫性,對地理信息服務制定了一系列的規范,主要包括: 網路矢量數據服務(Web Feature Service,WFS)、網路柵格數據服務(Web Coverage Service,WCS)、網路地圖服務(Web Map Service,WMS)、網路處理服務(Web Geoprocessing Service)、網路目錄服務(Catalogue Service-Web)等地理信息服務的相關規范。以上這些規范既可以作為 Web 服務的空間數據服務規范,又可以作為空間數據的互操作實現規范。國際標准化組織 ISO/TC211 技術委員會在 ISO 19119 草案中也對地理信息服務的相關概念、標准做了規定。在 ISO/TC211 技術委員會和 OGC 組織制定地理信息服務的內涵和標準的基礎上,越來越多的學者投入到地理信息 Web 服務研究中。然而,國內在地理空間信息服務標准化方面的研究人員和研究工作非常少。
1.3.3.2 地理空間信息服務模式及框架方面
國外 Panatkool(2002)介紹了一種基於 P2P 網格的分布式網路地理信息服務模式,在這個模式下,地理信息服務可以在節點間遷移。Onchaga(2006)研究了一種服務質量(QoS)支持的服務鏈方法,使得地理空間信息服務在發現、組合以及執行過程中能同時顧及功能性以及質量上的要求,並且構建了一個服務質量管理框架以對服務鏈中基礎的概念,規則以及機制進行定義。Shu et al.(2006)提出了如下圖 1.8 融合 OGC 技術和網格技術的地理空間信息共享架構。
圖 1.8 於 OGC 服務的網格框架(Shu et al.,2006)
梁旭鵬等(2006)在分析了傳統的解決空間信息共享與互操作方法存在的不足的基礎上,提出從數據共享、功能互操作系統集成等多面考慮實現空間信息共享與互操作的設計思想,建立基於 Web 服務的分布式空間信息共享與互操作模型。陳應東(2008)提出了適合空間信息特點的空間信息服務模式組成結構,並詳細論述了空間信息服務模式的基本組成要素和特徵,以及模式之間的演變規律; 並在此基礎上闡述了面向服務的空間信息服務活動過程的實現架構與運行流程,空間信息服務資源管理體系以及基於脫坡結構的描述服務之間關系的方法(陳應東,2008)。羅英偉等(羅英偉等,2003; 王文俊等,2005)設計了一個基於 Web Services 技術的、可實現城市空間信息服務集成與互操作的框架 - π 系統框架,系統由 6 個層次組成: 應用層、WWW 服務層、Web 空間應用集成層、空間應用集成服務層、元數據服務和空間信息服務層以及空間信息庫層,系統給城市空間信息應用的開發者提供了一個二次開發的平台和應用系統的基礎框架,屏蔽了城市空間信息應用的分布性和 GIS 平台的異構性,整個系統貫穿 Web Services 的概念,使系統具有良好的開放性,為支持其他 GIS 平台和空間信息服務提供基礎。李琦等(李琦等,2002; 黃曉斌等,2004)在闡述空間智能體 GeoAgent 的概念、特點和行為等有關內容的基礎上,提出基於 GeoAgent 的地理信息服務模式。該模式能夠利用 GeoAgent 的優勢來克服現有GIS 的不足,並通過與 Web 服務等技術相結合,為數字城市中地理信息服務的構建提供有效的方法和有利的支撐。汪洋等(2004)認為,區域性/全國性的海洋環境監測系統需要集成許多已有業務化運行的海洋信息系統,並且要為成千上萬的應用系統提供服務,迫切需要一個支持分布式異構環境的海洋監測信息及服務集成框架來指導系統的建設。因此他提出了基於 XML,Web Service,Ontology 等技術的集成框架包括集成匯流排及 Adapter Serv-ice,元資料庫及集成協調器與供二次開發的 API 及 Web Service 工具集。這一集成框架是開放的可擴充的,它實現了數據互操作,軟體互操作與語義互操作,可以應用於大規模海洋監測系統的動態集成,並能有效利用網上豐富的涉海商業 Web 服務(汪洋等,2004)。
1.3.3.3 地理空間信息服務應用方面
這方面研究比較多,Best(2007)介紹了一種是通過在科學工作中使用地理空間信息服務的方法來實現動態環境中對海洋哺乳動物棲息地的預測。Hamre(2009)在 InterRisk項目(歐洲海洋海岸帶環境風險互操作服務)中建立了基於網路地理信息服務的海洋污染監測與預報互操作服務,並成功運用於挪威、英國、愛爾蘭、德國以及波蘭的水域。Foerster et al.(2010)在網路服務環境下基於 OGC 的 WPS 服務實現了地理空間數據的地圖綜合以及模式轉換。王興玲(2002)對基於 Web 的地理信息服務模式以及相關方面的問題進行了初步的探索和研究,利用 XML(GML/SVG)和 Web Service 技術構建了一個基於 Web 的地理信息服務平台,並成功應用到 「北京指南」平台中。馬林兵等(2003)提出了一個基於可重用 Web Services 技術在全球范圍內解決 GIS 數據集成和共享問題的新方法,並應用於城市交通管理信息系統中。劉文亮等(2009)、楊峰等(2008),分別通過 Web Service 實現了在分布式環境下海洋標量場數據與矢量場數據的遠程時空過程可視化。何亞文等(2009b)通過 Web Service 實現了網路環境下的 NDVI 的計算,研究了基於Web Service 的 Argo 數據服務框架及相應的實現方法,為用戶提供透明的、 「一站式」 的Argo 數據 Web 應用(何亞文等,2009a)。
8. 說說地理空間模型是怎樣建立的
建模的基本思路:確定區域范圍-建立概念模型-邏輯模型-物理模型-空間資料庫
首先,對現實世界進行區域選擇,確定區域范圍,對其進行抽象簡化表達,建立概念模型。
其次,對概念模型中的地理事物與現象的抽象概念集進行數據編碼,表達和建立空間邏輯結構關系。
最後,對邏輯結構中的空間數據進行組織,建立空間資料庫並存放於計算機內部。
9. 什麼是地理空間框架
地理空間框架是基礎地理信息資源及其採集、加工、分發、服務所涉及的政策、法規、標准、技術、設施、機制和人力資源的總稱,是以公共服務為導向的國家空間信息基礎設施,由基礎地理信息數據、數據目錄與交換體系、政策法規與標准體系、組織運行體系和公共服務體系等構成。
其中,基礎地理信息數據體系是數字中國地理空間框架的核心,也是國家自然資源和地理空間基礎信息庫的主要建設內容。建設數字城市地理空間框架,應用服務是宗旨,共建共享是關鍵,基礎設施是支撐,政策法規標準是保障。
10. 什麼是地理空間信息
地理空間信息是有關地理空間數據的信息化名詞,與其有關的科技項目有地理空間信息技術,例如GPS就是最好的典範。
另外是有關地理空間信息的基準問題:包括幾何基準、物理基準和時間基準,是確定空間信息幾何形態和時空分布的基礎。