楊傳玲

【摘 要】本文就建設(shè)測繪地理信息系統(tǒng)進行了探討和研究，具有一定的理論價值和實際意義，不足之處肯定批評指正。

【關(guān)鍵詞】測繪；GIS；建設(shè)

地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS（GeographicInformation System），是處理地理信息的系統(tǒng)。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關(guān)的信息，又常稱為空間信息。GIS是在地理學、測量學、制圖學、遙感學、圖形學應用電子計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步形成的一門交叉學科和技術(shù)。

1.系統(tǒng)定義

GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)，具有以下三個方面的特征：

（1）具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。

（2）以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析、多要索綜合分析和動態(tài)預測能力，產(chǎn)生高層次的地理信息。

（3）由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)。地理信息系統(tǒng)從外部來看，它表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)；而其內(nèi)涵是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)。其中GIS是由硬件、軟件和方法組成的地理信息系統(tǒng)，能支持地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、操作、分析、模型化和顯示，以解決復雜的規(guī)劃和管理問題。

2.系統(tǒng)建設(shè)的目標和內(nèi)容

2.1系統(tǒng)建設(shè)的目標

系統(tǒng)的功能應當是科學有效的管理傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)，首先實現(xiàn)傳統(tǒng)的測繪數(shù)據(jù)的管理功能，如制圖等。在此基礎(chǔ)上增加GIS專題信息，為土地管理、城市建設(shè)、海洋漁業(yè)等部門提供輔助決策支持的基礎(chǔ)信息，拓寬測繪的服務(wù)范圍。

2.2系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容

整個管理系統(tǒng)可針對不同情況分成三個基礎(chǔ)類別：大地測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)、城市測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)、海洋測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)。各分系統(tǒng)之間又可相互支持、互相調(diào)用。

（1）大地測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要存放國家大地測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先應包括國家大地水準網(wǎng)和控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)，滿足大地測量成果資料管理和對外提供數(shù)據(jù)的需要。

（2）城市測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能是為城市規(guī)劃、市政建設(shè)及其他相關(guān)部門提供直觀、準確的相關(guān)信息。所存儲數(shù)據(jù)應包括該城市的大比例尺地圖、地籍圖、遙感影像圖、人口綠化等專題圖，以進行疊加、統(tǒng)計等操作，以為空間決策提供支持。

（3）海洋測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)應包含海洋測量的控制網(wǎng)、水深測量、海洋重力測量情況等，同時要包括洋流、潮汐、海洋氣象等專題信息。這些信息經(jīng)過分析處理可以為導航、變化監(jiān)測等應用提供數(shù)據(jù)支持。

其實，三種系統(tǒng)在GIS操作方面應具有相同的基本功能，所不同的是它們各自的數(shù)據(jù)內(nèi)容和可應用范圍。

2.3系統(tǒng)功能

系統(tǒng)應具備的基本功能包括以下兒個方面：

（1）數(shù)據(jù)輸人和編輯：GIS中的數(shù)據(jù)包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)源主要是專題地圖。圖形數(shù)據(jù)的輸人方式主要是數(shù)字化。人工跟蹤圖上的線段，形成由一串坐標連接的矢量，就成為一種直觀的圖形特征的數(shù)字描述。屬性數(shù)據(jù)可在數(shù)字化過程中同時輸人或單獨建立。對輸人的數(shù)據(jù)，一般系統(tǒng)獨具有較完善的交互編輯、檢查錯誤、修飾圖幅和檢驗結(jié)果的功能，并在圖形輸人后自動建立拓撲關(guān)系。

（2）數(shù)據(jù)庫的建立和管理：GIS中的數(shù)據(jù)庫構(gòu)成GIS的核心。數(shù)據(jù)庫的建立和管理包括圖形的拼接和附加；不同數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)換；圖形和注記的拷貝；建立圖庫，系統(tǒng)組織管理所有地圖；以及數(shù)據(jù)庫工作的空間和作業(yè)進程管理等。

（3）數(shù)據(jù)檢索：包括對指定任意地區(qū)、任意屬性的數(shù)據(jù)進行查詢，以及數(shù)據(jù)庫有關(guān)數(shù)據(jù)項的邏輯運算檢索等。

（4）數(shù)據(jù)分析與處理：GIS的主要注意力集中在空間實體的關(guān)系上。對地圖的點、線、面特征間的拓撲關(guān)系分析，是GIS的重要內(nèi)容。此外，GIS的分析和操作還包括建立特征緩沖區(qū)；圖形疊加的各種邏輯操作，并對結(jié)果作類型歸并，冗余消除，使其保持邏輯上的一致；地圖投影變換；計算面積、距離，最近鄰選擇；建立數(shù)學地形模型；以及屬性數(shù)據(jù)的操作和統(tǒng)計，標號和注記操作，根據(jù)屬性提取圖形特征等。

（5）數(shù)據(jù)輸出：分析或查詢結(jié)果的輸出是GIS的一個重要功能。GIS的輸出可是屏幕顯示，繪圖、制表紙，拷貝等。大多GIS提供的圖形圖像編輯，符號生成，矢量漢字標記，等功能，可輸出二維或三維彩色圖形，以滿足不同圖件的制圖要求。

3.系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

為實現(xiàn)測繪GIS的上述功能，在系統(tǒng)平臺與開發(fā)工具的選擇、數(shù)據(jù)庫設(shè)計及功能設(shè)計中應以實用、先進、高效、可靠為原則，進行規(guī)劃設(shè)計。

3.1開發(fā)平臺和工具的選擇

開發(fā)平臺和工具的選擇，關(guān)系到系統(tǒng)建設(shè)的效率與成敗。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展與革新，商業(yè)化GIS開發(fā)工具軟件在國內(nèi)外已經(jīng)相當成熟。據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)外已有400多種GIS軟件產(chǎn)品。

選擇系統(tǒng)軟件應滿足GIS系統(tǒng)的要求，具有輸人和管理GIS數(shù)據(jù)的基本功能；應具有良好的性能，特別是在常用的功能方面具有良好的效率；應能接收處理漢字；提供較好的用戶界面和聯(lián)機幫助信息；能提供良好的二次開發(fā)工具；應具有良好的擴充性并且具有進一步的升級能力。

鑒于整個測繪GIS系統(tǒng)的開發(fā)應當融人國家基礎(chǔ)地理信息設(shè)施的建設(shè)中，系統(tǒng)安全性非常重要，所以作者建議采用國產(chǎn)化軟件，如MAPGIS系統(tǒng)集成應用開發(fā)方面可選擇Visual C++作為開發(fā)工具語言。VC++是面向?qū)ο蟮某绦蛘Z言，其開發(fā)功能強大。

系統(tǒng)對硬件也應有一定要求。硬件配置上應具備快速、靈活以及方便等特點，以適應我國不同城市以及部門的要求。配置能滿足GIS軟件對微機、工作站、服務(wù)器的環(huán)境要求。

3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計和建立關(guān)系到整個系統(tǒng)的運行效率，應本著最小數(shù)據(jù)冗余度和最小單元化的原則，以滿足測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)為基本出發(fā)點，將整個系統(tǒng)的大地測量數(shù)據(jù)、海洋數(shù)據(jù)和城市測繪數(shù)據(jù)根據(jù)其屬性分別存儲到空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫之中。數(shù)據(jù)存儲時根據(jù)不同的子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的要求，生成不同的表。

整個系統(tǒng)在數(shù)據(jù)格式、編碼等方面必須具有統(tǒng)一的標準。以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、減少冗余、方便更新和維護，同時要最大限度的維護數(shù)據(jù)的獨立性。通過各種措施如數(shù)據(jù)細化等，加強空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，提高系統(tǒng)的運行效率。

數(shù)據(jù)庫的安全性是一個重要的方面，對不同的用戶要賦子不同的權(quán)限，以維護數(shù)據(jù)的安全和一致性。

3.3人員配備和系統(tǒng)管理制度

整個系統(tǒng)應具有合理的人員配備和嚴格的系統(tǒng)管理制度，以對系統(tǒng)進行管理和維護。其中人員配備應該形成整套的行政管理體系，并嚴格遵照系統(tǒng)管理制度，以提高協(xié)作、管理的效率。

4.服務(wù)支持

整個系統(tǒng)應采用服務(wù)器/客戶機體系，加強數(shù)據(jù)共享，同時便于數(shù)據(jù)的及時交流、存放和管理，使客戶端經(jīng)過系統(tǒng)驗證可對服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進行不同權(quán)限的訪問和操作。如測繪員在野外將測量數(shù)據(jù)傳回服務(wù)器端，由服務(wù)器端工作人員及時進行內(nèi)業(yè)處理和存放、更新。

不同的子系統(tǒng)之間、不同的區(qū)域之間均可進行一定的數(shù)據(jù)共享和訪問，整個系統(tǒng)則由最高管理機構(gòu)進行統(tǒng)一管理和調(diào)（下轉(zhuǎn)第420頁）（上接第410頁）度，各部門提供必要的專題數(shù)據(jù)，同時系統(tǒng)又為各部門提供服務(wù)支持。

5.結(jié)語

整個測繪GIS系統(tǒng)的開發(fā)是一項復雜的工程，不可能一步到位，應遵循循序漸進、先易后難的原則，以大地測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，先進行重點區(qū)域的建設(shè)。整個過程中，各部門的協(xié)調(diào)和支持也是十分重要的。

【參考文獻】

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