【正文】 OPENGIS實現(xiàn)技術(shù)：面向?qū)ο蠓植际郊夹g(shù)、INTERNET技術(shù)、 WWW技術(shù)。 提供地理信息應(yīng)用互操作標(biāo)準(zhǔn)接口。特點： 從系統(tǒng)的信息表達，到系統(tǒng)的功能都易于修改和擴充。實現(xiàn)的技術(shù)主要是面向?qū)ο蠹夹g(shù)、組件式對象模型（ COM）及相關(guān)技術(shù)（ OLE、 ActiveX）， C++用于實現(xiàn) COM比較容易，但 C++對象不支持多個接口， JAVA更適合用實現(xiàn) COM對象，支持多接口。 14 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)自動輸入技術(shù) 3S技術(shù)結(jié)合 時態(tài) GIS研究 三維 GIS的研究 GIS軟件模式的發(fā)展 當(dāng)代 GIS發(fā)展的若干技術(shù) (1) 高效的柵格與矢量互換算法 (2) 圖形空間數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) (3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 、 物理存貯結(jié)構(gòu)的研究從理論走向?qū)嵱? (1) 屬性表格的掃描和識別 (2) 圖形掃描和跟蹤 (3) 拓拓關(guān)系自動生成 (4) 圖例符號的自動標(biāo)識 時態(tài) GIS研究 (1)空間三維 、 時間維 (2)三維地理矩陣：位置 、 屬性 、 時間作為行 、 列 、 高 (3)十六叉樹表示： GIS空間 —— 時間 (4)基態(tài)修正法：不存儲研究區(qū)域中每個狀態(tài)的全部信息 ， 只存貯某個時間的數(shù)據(jù)狀態(tài) （ 稱為基態(tài) ） 以及相對于基態(tài)的變化量 三維 GIS的研究 (1) 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究 ， 包括數(shù)效存儲 、數(shù)據(jù)狀態(tài)表示 、 數(shù)據(jù)可視化 （ 八叉樹 、三維邊界表示法 ） 。這樣可使作為先前生成的三角形的一部分而被存貯起來的諸邊不再被選取為基線。選出到這條基線兩端的距離之和為最小的那一點作為三角形的頂點。 等高線內(nèi)插生成高程矩陣（格拉茨地面模型） 不規(guī)則三角網(wǎng) 不規(guī)則三角網(wǎng)（ TIN）是由 Peuker和他的同事（ 1978）設(shè)計的一個系統(tǒng)，它是由不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點連成的三角網(wǎng)組成，三角面的形狀和大小取決于不規(guī)則分布的觀測點或稱結(jié)點的密度和位置。 DEM數(shù)據(jù)網(wǎng)格化 將離散 DEM數(shù)據(jù)經(jīng)插值計算轉(zhuǎn)換為格網(wǎng) DEM數(shù)據(jù)的過程稱為 DEM數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，也就是說，需要用離散的觀測點值去估算未知的格網(wǎng)點的值 網(wǎng)格化插值方法 (1)移動平均插值法 (2)距離平方倒數(shù)加權(quán)法 (3)趨勢面擬合技術(shù) (4)樣條函數(shù)插值法 (5)克立金法插值法 DEM的表示方法 高程矩陣 不規(guī)則三角網(wǎng) 高程矩陣 DEM最普通的形式是高程矩陣或規(guī)則矩形格網(wǎng)，其生成可有三種方法： 高程數(shù)據(jù)直接由解析立體測圖儀從立體航片上定量測量（ Kelly等 1977）。 每個離散數(shù)據(jù)的記錄必須使用三項數(shù)據(jù) ， 分別記錄其坐標(biāo)值 x， y和特性值 z， 這樣 ， n個離散數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)記錄個數(shù)為 3n個 。 DEM數(shù)據(jù)分布特征 格網(wǎng)數(shù)據(jù) 離散數(shù)據(jù) 格網(wǎng)數(shù)據(jù) 把 DEM覆蓋區(qū)劃分成為規(guī)則格網(wǎng) ， 每個網(wǎng)格大小和形狀都相同 ， 用相應(yīng)矩陣元素的行列號來實現(xiàn)網(wǎng)格點的二維地理空間定位 ， 第三維為特性值 ， 可以是高程和屬性 。盡管 DEM是為了模擬地面起伏而發(fā)展起來的，但也可以用來模擬其他二維表面上連續(xù)變化的特征，比如說還可以表示地面景觀的屬性，地面溫度、降水、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型等其它地面特性信息，此時的 DEM也稱為數(shù)字地形模型(Digital Terrain Models)，簡稱 DTM。 10 數(shù)字高程模型 數(shù)字高程模型概念 DEM數(shù)據(jù)分布特征 DEM數(shù)據(jù)網(wǎng)格化 網(wǎng)格化插值方法 DEM的表示方法 數(shù)字高模型概念 數(shù)字高模型（ Digital Elevation Model），簡稱 DEM，是以數(shù)字的形式按一定結(jié)構(gòu)組織在一起，表示實際地形特征空間分布的數(shù)字模型，也是地形形狀大小和起伏的數(shù)字描述。 矢量系統(tǒng)疊置分析的步驟 （ 1）對原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓樸關(guān)系 （ 2）多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置，形成新的層 （ 3）對新層中的多邊形重新進行拓樸組建 （ 4）剔除多余的多邊形，提取出感興趣的部分 疊置分析的主要內(nèi)容： （ 1）多邊形與多邊形分析： 合并 、相交、相減、判別 （ 2）多邊形與線分析 : 相交 、判別 （ 3）線對多邊形分析：相交、 判別 （ 4）點對多邊形分析：相交、 判別 （ 5）多邊形對點分析：相減、 相交 （ 6）點對線分析： 點與線的距離 區(qū)對區(qū)疊加 (合并 )分析 : 區(qū)對線疊加 (相交 )分析 : 線對區(qū)疊加 (判別 )分析 點對區(qū)疊加 (判別 )分析 : 區(qū)對點疊置 (相交 )分析 : 點對線分析：點與線的距離 緩沖區(qū)分析 緩沖分析就是在點、線、面實體（緩沖目標(biāo)）周圍建立一定寬度范圍的多邊形。 運算： （ 1）各層屬性數(shù)據(jù)的平均值（算術(shù)平均或加權(quán)平均） （ 2）各層屬性數(shù)據(jù)的最大值或最小值 （ 3）算術(shù)運算 （ 4）邏輯條件組合 優(yōu)點：容易實現(xiàn) 缺點：圖元間拓樸關(guān)系信息丟失 矢量系統(tǒng)的疊加分析 拓樸疊加之前，假設(shè)每一層都是平面增強的（已建立了完整的拓樸關(guān)系），當(dāng)兩層數(shù)據(jù)疊加時，結(jié)果也必然是平面增強的。 疊加分析 地圖疊置 就是將兩幅或多幅地圖重疊在一起，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層和新數(shù)據(jù)層上的屬性（即提取感興趣的數(shù)據(jù)）。 (2)如果兩相鄰多邊形具有相同土壤類型，則刪除它們間的分界弧段，這就是邊界消除。 ? 例：希望從一個數(shù)據(jù)層中得到土壤類型分布圖，原始數(shù)據(jù)層中的多邊形是根據(jù)更細的類別劃分的（從圖（ a）可見，大寫字母表示土壤類型的分類，小寫字母表示植被類型的分類，每個多邊形中土壤類型和植被類型完全一致。 地理區(qū)域分類 ?例：北京分為三個區(qū)域，二環(huán)內(nèi)、二環(huán)至三環(huán)、三環(huán)以外。 數(shù)據(jù)的分類與合并 分類： 屬性按區(qū)間分類統(tǒng)計 ?例：城市人口密度分為高、中、低三類。 （ 2）字段在某范圍內(nèi)的記錄數(shù)，圖元某屬性項的總和、最大值、最小值及平均值，四則運算，函數(shù)運算等。 A AND B：檢索出埋深小于 3米且長度小于300米的所有煤氣管； A OR NOT B： 檢索出埋深小于 3米及長度大于或等于 300米的所有煤氣管； A XOR B：檢索出埋深小于 3米而長度大于或等于 300米的煤氣管道和長度小于300米而埋深大于或等于 3米的煤氣管道； 用光標(biāo)選擇一個圖元或多個圖元，則系統(tǒng)檢索出這些圖元的屬性數(shù)據(jù)。 (6)以專題地圖，文字報表形式作為正式結(jié)果，供決策用。 (3)做空間位置的處理和分析 ? 作空間位置的處理和分析（包括檢索、提取，緩沖區(qū)分析、疊置分析等）； ? 作屬性數(shù)據(jù)的處理和分析（加所需的屬性項、好地價）。 (2)拓撲與屬性的聯(lián)合分析： ?與拓撲相關(guān)的數(shù)據(jù)檢索、疊置處理、區(qū)域分析、鄰域分析、網(wǎng)絡(luò)分析等。 用戶可以將各種空間分析組合成一個操作序列，從已有模型來 求得一個新模型 ，而這個新模型就可能展現(xiàn)出數(shù)據(jù)集內(nèi)部或數(shù)據(jù)集之間新的或未曾明確的關(guān)系 ，從而深化我們對現(xiàn)實世界的理解。 用戶界面 空間數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 圖形 屬性 ．主要 GIS軟件的比較 ＡＲＣ／ＩＮＦＯ：美國，ＥＳＲＩ ＧＥＮＡＭＰ：澳大利亞，ＧＥＮＡＳＹＳ ＩＤＲＩＳＩ：美國，克拉克大學(xué)制圖部 ＥＲＤＡＳ：美國，ＥＲＤＡＳ ＩＬＷＩＳ：荷蘭，ＩＴＣ Ｓｙｓｔｅｍ９：瑞士／美國，ＰＲＩＭＥ／Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｏｎ ＭＧＥ：美國，ｉｎｔｅｒｇｒａｐｈ ＳＰＡＮＳ：加拿大，Ｔｙｄａｌ ｔｅｃｈｏｌｏｇｉｅｓ ｃｏｐＴＩＧＲＩＳ：美國，Ｉｎｔｅｒｇｒａｐｈ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 矢量 柵格 矢量 / 柵格 面向?qū)ο? 完全分開 M A P I N F O I D R I S I 無 無 混合處理 G E N A M A P E R D A S S P A N S 、 I L W I S A R C / I N F O 無 完全結(jié)合 S y s y e m 9 研究中 M A P G I S 、 M G E T I G R I S S y s y e m 9 M G E 9 空間分析 緒言 地理信息系統(tǒng)（ GIS）與計算機輔助繪圖系統(tǒng)(CAD)的主要區(qū)別： GIS具有空間數(shù)據(jù)的利用和分析功能。 CAD中刪除一個圖元， ＤＢＳ自動刪除。 0 用戶界面 圖形數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 圖形數(shù)據(jù)庫 屬性數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 屬性數(shù)據(jù)庫 屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一 此結(jié)構(gòu)中有雙向指針參照，且由一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來控制，使靈活性和應(yīng)用范圍均大為提高。相互操作難度較大。 用戶界面 空間數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng) 圖形 屬性 屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)完全獨立 可以利用現(xiàn)有的 CAD技術(shù)和 DBS技術(shù)，維護難度大，相互操作難度大， CAD中刪除一個，必須去找 DBS，DBS也必須刪除。大量的屬性數(shù)據(jù)加載于圖形記錄上會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時間的普遍延長。 圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接 專題屬性作為圖形數(shù)據(jù)懸掛體 屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)完全獨立（完全分開） 屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)自成體系（混合處理） 屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一（完全結(jié)合） 專題屬性作為圖形數(shù)據(jù)懸掛體 屬性數(shù)據(jù)是作為圖形數(shù)據(jù)記錄的一部分進行存貯的。 空間地物的屬性數(shù)據(jù)在工程中統(tǒng)一管理，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行管理。工作區(qū)可以包括任何區(qū)域、任意一層或多層地物。 物理和邏輯上無縫組織 (1) 工程和工作區(qū) 從邏輯上和物理上的無縫組織出發(fā)，一個完整的無縫空間數(shù)據(jù)庫可以被看成是一個工程，在工程中地物要保持存儲、表達的完整性和一致性，在工程中具有唯一的幾何標(biāo)識和地物標(biāo)識。 邏輯上的無縫組織 Intergraph的 MGE， ESRI的 ARC/INFO等都能建立無縫 GIS地理數(shù)據(jù)庫。由于遙感影像數(shù)據(jù)不斷增長，現(xiàn)有 GIS軟件難以組織、調(diào)度、存儲與管理這樣的海量數(shù)據(jù)，因此開發(fā)能對多數(shù)據(jù)源、多比例尺、多時相影像數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和集成的大型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是研究的主要方向?，F(xiàn)有 GIS系統(tǒng)是基于矢量的，具有比較成熟的管理和建立矢量數(shù)據(jù)庫的能力。 （ 2）數(shù)字接邊 分幅數(shù)字化，在拼幅時須對分幅數(shù)字化地圖在公共邊上進行相同要素的匹配，這就是數(shù)字接邊。),(39。),(39。 若不考慮 A和 B， 則上式為二次曲線方程 。bybxbyayaxax?????? 二次和高次變換 這兩種變換是實施地圖內(nèi)容轉(zhuǎn)換的多項式擬合方法 ， 它由下列多項式表達： A和 B代表三次以上高次項之和 。 仿射變換的特點是：直線變換后仍為直線；平行線變換后的仍為平行線 ， 并保持簡單的長度比；不同方向上上的長度比發(fā)生變化 32132139。cycxcbybxbycycxcayaxax?????????? 仿射變換 仿射變換是一種比較簡單的一次變換 ， 其表達式為 式中 3對待定系數(shù) ， 只要知道不在同一直線上的 3個對應(yīng)點坐標(biāo)都可求得 。 32132132132139。 數(shù)據(jù)編輯 關(guān)鍵字連接 空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù) 輸入文本文件 空間屬性連接 多邊形矢量數(shù)據(jù)庫 手工數(shù)字化 掃描 矢量化 檢查 線和連接點 細化處理 建立多邊形 加入識別符 5 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 誤差校正 圖形變換 數(shù)據(jù)匹配 誤差校正 因圖紙變形和數(shù)字化過程的隨機誤差所產(chǎn)生的影響，必須經(jīng)過幾何校正。這些數(shù)據(jù)服務(wù)可以減少在數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)輸入方面多付出的勞動，對 GIS普及將起到了有力的促進作用。除了利用本單位、本部門的現(xiàn)成資料外，常用的、通用的數(shù)據(jù)供社會共享已成為一種趨勢。 ④ 計算坐標(biāo)差 當(dāng)原圖經(jīng)過定向，固定的在滾筒（或平臺）上之后，要算出掃描儀原點和原圖原點之差，以便控制記錄裝