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第03卷第2期
2005年4月
地理信息世界
GEOMATICSWORLD
VOL.03 NO.2
Apr.,2005
收稿日期:2005-03-15
作者简介:吴立新(1966-),男,江西宜春人.教育部长江学者特聘教授,东北大学3S与数字矿山研究中心主任,中国矿业大学(北京校区)3S
与沉陷工程研究所所长,美国AAAS会员,中国GIS协会理事兼理论与方法委员会副主任委员,九三学社中央教育文化委员会委员.
主要从事3DGIS理论与方法,开采沉陷控制,遥感-岩石力学,3S应用与数字矿山等领域的研究与教学工作.
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-1586(2005)02-0041-06
关于空间数据与空间数据模型的思考
———中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)总结与分析
吴立新1,2,龚健雅3,徐 磊1,赵学胜1,4
(1.中国矿业大学(北京)3S与沉陷工程研究所,北京100083;2.东北大学3S与数字矿山研究中心,沈阳,110004;
3.武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉,430072;4.国家基础地理信息中心,北京,100044)
摘要:空间数据和空间数据模型是GIS理论与方法的核心内容.本文总结中国GIS协会理论与方法研
讨会(北京,2004)的成果,围绕GIS研究与发展的新动向,分析了空间数据组织,集成,质量,不确定性与
数据挖掘及3维空间数据建模,空间关系与可视化等方面的理论问题与发展趋势,并思考和讨论了空间
认知学与本体论在GIS理论与方法研究中的作用.
关键词:地理信息系统;理论与方法;空间数据;空间数据模型;空间认知;本体论
OnSpatialDataandSpatialDataModeling
———SummarizationandAnalysisoftheTheoryandMethodologySymposium(Beijing,2004)ofChinaAssociationofGIS
WULi2xin1,2,GongJian2ya3,XULei1,ZHAOXue2sheng1,4
(1.Instituteof3S&SubsidenceEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;
2.Centerfor3S&DigitalMine,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;3.LIESMARSofWuhan
University,Wuhan430072,China;4.NationalGeomaticsCenterofChina,Beijing100044,China)
Abstract:SpatialdataandspatialmodelingarethecoresofGIStheoryandmethodology.Thispapergivesasummarization
andabriefanalysistotheacademicresultsfromTheTheoryAndMethodologySymposium(Beijing,2004)ofChinaAssocia2
tionofGIS.ReferringtothetheoreticalstudyandthedevelopingtrendofGIS,thespatialdataorganization,integration,
quality,uncertaintyanddatamining,aswellasthe3Dspatialdatamodeling,spatialrelationship,visualizationetc.,arein2
troducedandanalyzed.Besides,thefunctionofspatialcognitionandontologyonGIStheoryandmethodologyisdiscussed.
Keywords:GIS;theoryandmethodology;spatialdata;spatialdatamodeling;spatialcognition
0 引言中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)
于2004年10月17～19日在中国矿业大学(北京)
召开,来自泰国,祖国大陆和香港地区的50余位专
家学者围绕GIS理论与方法的2个核心问题———
"空间数据和空间数据模型"进行了热烈讨论与交
流,取得了一些共识.尤其是,叶嘉安院士的"智能
GIS"特邀报告为GIS的发展指明了新方向;陈军会
长的"动态空间关系模型"特邀报告从理论,方法,应
用等层面详细阐述了空间关系模型研究的思路,算
法与实际应用.
众所周知,GIS认知的内涵是探索和回答现实世
界的4W-HR问题(如图1所示).GIS空间认知与
空间建模过程包括:建立概念模型(包含空间对象抽
象,空间对象表达,空间现象描述等),形成逻辑模型
(包括空间数据结构,空间关系描述,空间数据集成
等),建立物理模型(包含空间数据组织,空间数据管
理等)以及实现对象重构(包括空间数据构模,地学
可视化等),进而进行空间查询,分析与应用,回答空
间认知提出的4W-HR问题.由于受空间对象与空
间现象的复杂性,人类认知能力的有限性,空间数据
获取手段的局限性,空间数据处理方法的正确性,空
间建模理论的完备性等影响,空间数据不确定性,空
间过程不确定性与空间数据质量问题贯穿空间认知
与空间构模全过程,也是GIS理论与方法问题研究
中不可忽视的一个重要方面.
本文对研讨会论文(含摘要),报告及讨论中的
主要论点进行总结归纳,围绕本次研讨会的主
题———"空间数据与空间数据模型",分别从空间数
据组织与集成,空间数据质量与不确定性,空间数据
处理与挖掘,3维空间数据模型,空间拓扑关系与应
用分析,地学可视化理论等6个方面,进行总结,分
析和讨论.
图1 空间认知与空间构模过程
Fig.1 Processofspatialcognitionandspatialmodeling
1 关于空间数据
空间数据是GIS认知的前提和GIS空间建模的
基础,空间数据处理,组织,集成,不确定性与质量分
析,挖掘与知识发现等是GIS理论与方法研究的重
要内容.
1.1 空间数据组织与集成
随着对客观世界认识的深入,人类对现有空间
数据的利用感到"数据量大却信息匮乏",因而需要
对多源异质异构数据的集成进行研究,以便实现多
源数据的共享.目前,多源数据集成研究主要侧重
于图文一体化管理,多尺度空间数据整合和多源数
据的一体化存储.闾国年主持本专题并作了引导性
发言.李琦(2004)指出元数据是解决多源异构信息资
源集成,共享的有效手段,并为提供空间信息资源的
门户设计了空间元数据的存储和集成框架;李琦等
(2004)在介绍电子政务及政务信息资源发展背景
时,讨论了建设政务信息资源目录与交换体系的重
要性,提出政务信息资源目录与交换体系建设的五
大内容,并设计了政务信息资源目录体系和交换体
系的体系结构.蒋捷等(2004)在分析电子政务,定
位服务等地理信息服务应用领域的特点和集成需求
的基础上,提出了基于多尺度地理框架数据的空间
数据整合方法.
张新长等(2004)针对图形数据和结构数据的一
体化存储问题,提出了图文一体化存储解决方案,并
介绍了该技术在广东省水资源管理信息系统中的应
用.盛业华等(2004)分析了基础地理信息共享框架
及共享与交互机制,探讨了基础地理信息共享关键
技术即空间信息符号的跨软件平台显示技术和多源
数据自动转换与集成管理技术.王晏民(2004)指出
传统的空间数据类型如数字矢量图(DLG),数字栅
格图(DRG),数字高程模型(DEM)和正射影像图
(DOM)等一般分别存储,存在不少缺点,进而提出以
DLG多边形为面状对象单位,以面DRG为索引来存
储DEM和DOM的4D数据一体化存储方案.骆剑
承等(2004)分析了高分辨率遥感影像处理的技术难
点与不足,提出基于特征基元进行高分辨率遥感影
像多尺度信息提取技术,设计了提取技术系统框架.
1.2 空间数据质量与不确定性
传统的空间数据质量评价和不确定性分析主要
集中于遥感图像数据处理,测量与数字化过程产生
的点,线,面的几何与属性不确定性分析.目前,空
间数据综合过程中数据质量评价和不确定分析及地
球空间信息服务质量控制等,逐渐成为空间数据质
24 地理信息世界 2005年
量和不确定性研究的新方向.
程涛(2004)指出虽然解决空间目标不确定性的
数学方法很多,如集合理论,模糊集理论,粗集理论,
云理论等,但大多数数学工具和表达模型未能完全
统一,未能形式化和模型化.基于地理目标的不确
定性本质是连续性,混质性,动态性,尺度相关性,环
境相关性的认识,指出需要进一步研究和回答的热
点问题有:
1)如何定义模糊的点和线;
2)模糊点,线,面间的拓朴关系及模糊区域的拓
扑关系完全性;
3)如何从野外观测和遥感影像上获取模糊点,
线,面目标;
4)模糊点,线,面目标的数据结构和查询问题;
5)不同类型不确定性的数学工具的统一问题;
6)数据质量,不确定性及数据适用性的统一问
题等.为了在像元尺度上对常用分类方法的分类结果
进行评价,柏延臣等(2004)发展了一种基于扩展概
率矢量的像元尺度遥感分类不确定性方法即"扩展
的概率矢量"方法,该方法将仅仅适用于最大似然分
类方法的概率矢量方法扩展到一般分类方法的分类
结果的像元尺度不确定性评价.吴华意等(2004)指
出空间数据具有数据量大,处理复杂,在进行网络服
务时与其所携带的信息量具有非线性关系等特点,
进而提出一个以信息量为指导的自适应空间信息服
务体系架构,通过空间信息服务质量的控制,使具有
不同网络连接带宽和质量,不同客户端设备能力的
客户都能够得到最佳的质量服务.李大军等(2004)
受确定1维随机变量熵不确定性区间思想的启发,
提出了点的熵误差椭圆指标,然后扩展至线元的误
差熵带模型及面元的误差熵环模型,并根据线元和
面元平均熵进一步建立了平均熵带模型.童小华等
(2004)以多尺度空间数据中尺度综合不确定性为研
究对象,将GIS空间数据不确定性理论和整体数据
处理理论应用于多尺度综合的空间数据处理中,重
点研究了大比例尺空间数据综合的不确定性与数据
处理方法.闫浩文等(2004)基于Grestalt心理学和
空间认知学原理指出,判断地图综合终止的标准只
有一条:即空间相似度.刘春等(2004)对平面线元
的不确定性进行研究,建议以96.5%～98.4%的概
率选取2σx构成的梯形区域作为线元的误差指标,并
建立误差带缓冲区.刘异等(2004)提出了基于栅格
的信息量概念,并与现有的地图信息量量测方法进
行了比较.
1.3 空间数据处理与挖掘
空间数据挖掘是多学科融合而逐步发展起来
的.王新洲(2004)从层次,数据量,目的三方面比较
了空间数据处理与空间数据挖掘的联系与区别,认
为数据处理是数据操作层面上的技术问题,而建立
在空间数据不确定性基础上的数据处理则上升为空
间数据处理理论,主要包括:空间数据的不确定性理
论,平差理论,4维空间数据的建模理论,参数估计理
论和遥感影像分类理论.黎夏等(2004)提出将数据
挖掘技术与地理元胞自动机(CA)结合,建立生成模
拟所需要的转换规则,从而缩短建模所需要的时间.
胡鹏等(2004)对DEM的精度问题进行研究,认
为地面是多个单元曲面在复杂的地形结构线上拼接
而成的确定表面,进而分析了地面观,数据观,逼近
观三者之间互相依存的紧密关系,指出符合规范的
测,绘数据能正确反映地形结构特征.杜培军等
(2004)对遥感数据挖掘,空间数据挖掘与空间分析
集成中的关键技术进行了讨论.张锦等(2004)基于
对城市居民地的结构划分,应用最小二乘法导出了
规则,知识约束下的单个居民地及居民地单元的形
状化简和综合质量评价方法.陈军等(2004)则探讨
了基于知识发现的林相图小斑空间信息的自动提取
方法.秦昆等(2004)则对图像数据挖掘软件原型系
统进行了研究.
GIS数据处理引入空间数据挖掘及知识发现规
则,促进了GIS向智能GIS方向发展(叶嘉安,2004;
沙宗尧等,2004),从而使传统GIS由空间数据管理,
处理,分析能力转向智能GIS而具有更强的空间分
析能力,决策支持能力和自学习能力(叶嘉安,
2004).叶嘉安院士(2004)认为智能GIS是传统
GIS的发展方向.沙宗尧等(2004)认为智能GIS的
核心是GIS智能体(GIS-IA),它封装了数据层与知
识层以及数据处理和知识推理的各类方法,是一个
内部独立,外部通过接口和方法相互通讯的实体模
式,并对GIS-IA的分类体系,智能GIS的体系结
构,智能GIS的关键技术与应用实例进行了介绍.
2 关于空间数据模型
传统的GIS认知与建模主要建立在2维空间框
架上,而现实世界中的空间实体大都是3维的,空间
现象也是发生在3维空间中的,传统的2维或2.5
维GIS已不能满足人类对空间信息科学认识,表达
和分析决策日益增长的需要.因此,加强GIS3维空
间认知,3维空间建模,动态时空数据模型与3维可 34 第2期吴立新等:关于空间数据与空间数据模型的思考
视化研究势在必行,真正意义上的3DGIS与多维动
态GIS研究与开发是大势所趋.
2.1 3维空间数据模型
近几十年来,国内外学者研究发展了多种空间
数据模型,主要分为面模型,体模型,混合模型和集
成模型,各种模型都有自身的优缺点和适应性,其中
混合模型和集成模型是未来空间数据模型发展的一
个方向,但技术实现难度大,许多难点尚未突破(吴
立新等,2004).龚健雅等(2004)认为目前尚无一种
通用的数据结构能把所有的空间实体完好地表示出
来.龚健雅等(2004)指出3维空间数据模型的研究
要考虑以下几个方面的因素:
1)参与建模的数据来源,格式与分布特征;
2)建模对象特征,形态与类型;
3)满足建模的应用目的与需要;
4)方便模型操作功能的实现.
提出了基于似三棱柱体的3维空间数据模型,
介绍了似三棱柱体的概念模型与逻辑模型,似三棱
柱体构模和模型剖切处理,并分析了建模效果.
吴立新等(2004)在分析3维地学建模目的与技
术要求的基础上,围绕空间目标的认知,空间模型的
维数,空间模型的适应性,2维屏幕上的3维操纵,空
间拓扑关系描述和模型更新等6个方面进行讨论,
提出了亟需研究与回答的9个关键理论与技术问
题;并进一步提出了多源异构地学数据的认知与理
解,多源异质地学数据的集成与表达,海量地学数据
的分布式管理,3维地学数据的并行处理与模型计
算,多尺度地学数据挖掘与知识发现,三位一体集成
的地学空间模型,模型精度及其可靠性分析,与工程
开挖无缝集成的数据组织方法等8个亟待研究的重
要课题.
汤国安等(2004)利用黄土高原1:100万,1:25
万,1:5万及1:1万4种不同比例尺的数字高程模型
数据为基本信息源,研究了不同空间尺度下分级波
浪特征分形描述的理论与方法,并总结出一套利用
国家基础地形数据库信息进行3维空间建模与数据
挖掘的方法.毛善君(2004)根据数据信息获取量的
多少,将GIS分为黑色系统,灰色系统,白色系统.
认为对地质体的3维空间数据模拟是典型的灰色系
统,可以TIN和ARTPN一体化来表示地下空间对
象;而建筑结构的模拟则是典型的白色系统.张锦
等(2004)以CSG和B-Rep来模拟数字城市中单体
建筑的细节,详细讨论了该建模方法及CSG组合建
模中的数据处理技术,并应用最小二乘法实现子实
体的装配建模.黄书汉等(2004),王彦兵等
(2004),陈学习等(2004),徐磊等(2004)和白建军
(2004)分别围绕空间建模架构,城市空间实体集成,
地质体自动建模,综合信息体元和椭球面三角网
DEM建模等问题进行了探讨.
动态时空数据模型研究是GIS研究的新热点.
苏奋振等(2004)以海洋地理信息系统研究为例,提
出以过程处理为核心来发展GIS对时空信息处理的
能力,试图利用多维信息可视化和组件化技术来构
建三层体系结构的大吞吐量的,开放式的海洋信息
系统平台Maxplore,进而介绍了该系统开发的关键
技术与特色模块.沈大勇等(2004)提出以GIS流素
与柔性体元(GISFLOWELEMENTANDSOFTVOX2
EL)作为动态柔性地物的基本模拟单元;当忽略体积
时,称为GIS流素;当强调体积时,则称为GIS柔性
体元.认为GIS流素与柔性体元与不规则三角网,
格网,四面体,八叉树等传统建模方法相结合,可实
现对于地学对象固,液,气三相的完整表达.
2.2 地学可视化理论
可视化的目的是帮助人类更直观,更形象地理
解,认识,分析,改造和利用客观世界.传统的可视
化理论与技术侧重于空间对象进行形式化的描述,
缺乏意象性的理解与描述,难以提供人类感官所能
感知的逼真世界的再现模式.林珲主持本专题并作
了引导性发言,介绍了虚拟地理环境(VGE)的发展
过程,理论与技术问题,展示了VGE的未来发展方
向.朱庆等(2004)认为VGE由计算机网络层面,地
理数据层面,多维表示层面,感知层面和多用户协同
的社会层面5部分组成,提出要研究真实地理环境
的自然与人文信息和抽象信息的可视化,实现人机
互动和自然交互,并强调其有别于"不真实的期待相
关联的虚拟现实".万刚(2004)认为虚拟地理环境
(VGE)是数字地图支持下的一种新的空间认知工
具,需要新的认知理论和建模方法指导.袁林旺
(2004)针对虚拟地理环境平台建设的基本要求,提
出了虚拟地理环境平台建设的框架,探讨了3维数
据模型及系统平台建设中的几个关键问题.车德福
等(2004)则对基于OpenGL地形可视化的格网插
值,3D交互等问题进行了探讨.
鲁学军等(2004)指出"形,数,理,象"是地理空
间主动计算的4要素,地理空间主动计算融地理学
的直觉思维,形象思维,经验知识与科学计算为一
44 地理信息世界 2005年
体,是一种以知识驱动为主,面向任务问题解决,人
可调控的地理可视化计算.传统的地学可视化侧重
于"形"的表述,"数"的计算和"理"的推导与建立,
缺乏对"象"的表达和认知.所谓"象",也就是虚拟
地理环境(VGE)所要突出的对人类感知世界的描
述,是地学可视的最高境界.吴立新等(2004)针对
3DGIS和3DGMS的应用需求,指出需要研究和发
展基于PC环境的地学灵境技术.龚建华等(2004)
则从本源的角度出发,分析了人在GIS中的作用,提
出了"面向人的GIS"的思想,指出GIS将由技术驱
动转向面向"人".
2.3 空间拓扑关系与应用分析
空间关系包括方位关系,度量关系,顺序关系,
拓扑关系,联结关系,依赖关系等多种内容,既是空
间数据和空间模型的重要组成,也是空间分析,空间
推理和空间查询的重要基础.陈晓勇主持本专题并
作了引导性发言,从点集拓扑学和数学严密性方面
讨论了空间拓扑关系的定义,内涵与完备性问题.
陈军(2004)指出GIS空间关系研究的主要脉络
是语义,描述,表达和应用.针对9I模型的缺陷提
出基于Voronoi区域的V9I模型,进而研究了基于
V9I的空间关系描述,空间关系计算,k阶临近计算,
Voronoi图的栅格生成,动态与层次生成,球面
Voronoi图构造,等高线邻接关系建立等算法问题,
分析了V9I模型在全国1:5万DEM建库中的等高
线质量检查,数据更新过程空间冲突检测与处理中
的应用.邬伦等(2004)认为解决复杂地理问题的必
然趋势是GIS与应用模型集成,针对当前模型复用
研究不足,提出建立基于RM-ODP[ISO/IEC10746]
和WebService的GIS应用模型复用体系,并探讨了
GIS应用模型复用体系的主要研究内容.
应龙根(2004)对"一般空间"问题进行研究,指
出空间依赖关系意味着在一个空间场中某一空间单
元与其他单元的相互影响,数学上可以用拓扑学的
邻居和近邻概念来表达.赵仁亮等(2004)认为空间
关系研究存在3个层次,即人类认知,模拟地图和数
字化环境,这3个层次互有联系又有区别,空间关系
的认知本质与基本语义为计算模型的构造提供合理
的认知基础,进而指出将来的数字环境下空间关系
计算需要顾及人类认知.胡鹏在讨论中提及可将空
间关系总结为"位,邻,近,势",并介绍了空间关系
"零初始化"思想及其在基于栅格数据结构的城市道
路网络分析中的应用.吴立新等(2004)指出目前3
维空间拓扑研究主要集中于点,线,面,体4类几何
要素之间的拓扑关系,对于空间实体之间,如简单对
象与简单对象,简单对象与复杂对象,复杂对象与复
杂对象之间的拓扑研究有待突破.
秦其明(2004)基于地物光谱,形态,空间关系等
特征的抽取与描述和空间关系(方位关系,拓扑关
系)的内涵分析,提出建立空间关系推理机,以空间
关系相似性作为图像匹配的基础,实现遥感图像的
智能理解.宋小冬等(2004)从GIS的城市应用与空
间相互作用模型出发,提出在GIS的城市与区域规
划应用中需要研究解决空间单元的合理划分与公共
交通成本的精确计算问题.侯妙乐等(2004)则认为
人类对空间关系的感知是连续的,而基于点集的计
算机计算是离散的,因而有必要研究数字空间中的
数字拓扑关系.数字拓扑是研究数字空间中点集自
身的拓扑性质以及点集与点集之间的相互关系,数
字拓扑适用于离散的基于栅格的像素数据,基于点
集的数据(高程,位置等地理数据)和基于单元的数
据.赵学胜等(2004),王铮等(2004),舒红(2004),
吴健平等(2004)分别围绕全球离散格网剖分,汇聚
型空间计算,地理时间的存在和插件式GIS开发等
问题进行了探讨.
3 思考万年以降,从原始岩画到放马滩秦墓的实物地
图,从近代3维沙盘到现代电子地图,从2DGIS到
虚拟地理环境和地学灵境,无不为了可视表达和真
实再现人类社会生生息息的客观世界.相关科学技
术的快速发展,不断为我们提供研究和解决空间数
据与空间数据模型问题的新方法与新技术的同时,
也不断为我们设立更新更高的目标,提出更多更难
的课题,如多源多尺度多时相,异质异构空间数据的
集成与共用,固,液,气"三相一体",地上,地面和地
下"三位一体"的真3维构模(吴立新,2004),虚拟
地理环境(VGE)与地学灵境中人类感性认知能力
(如美感,质感,力感等)的描绘和刻画(朱庆等,
2004)等.
认知学作为一种方法论,"以人为本"作为一种
理念,均已渗透到自然与社会科学的各个领域.纵
观国内外GIS的理论与方法研究,迄今为止,无论是
有关空间数据组织与集成,数据质量与不确定性分
析及数据处理与挖掘方面的研究,还是空间数据建
模,空间拓扑关系和地学可视化方面的研究,大多是
从技术层面探讨人类对客观世界的认知与再现,忽
略了"地-人-GIS"系统中作为中心主体的"人"的
存在及其对空间认知,地学理解,空间过程乃至空间 54 第2期吴立新等:关于空间数据与空间数据模型的思考
现象本质的作用和影响,如人的个体差异性,群体差
异性决定其对GIS空间现象认识,表达,定义与理解
的差异."本体论"(Ontology)的引入,将使人类从
"本体"和"本源"上认知客观世界和认识空间数据
特征,有效地解决空间数据表达语义的歧义问题,从
而更人性地模拟,表达和再现空间对象,空间过程及
其相关关系.
致谢:感谢中国GIS协会领导,中国GIS协会理
论与方法委员会各位委员对本次研讨会筹备,组织
和召开的鼎力支持!感谢东方泰坦科技有限公司对
本次会议的赞助!感谢参加本次研讨会的各位嘉
宾,代表,论文作者和报告人的辛勤劳动和对本文的
贡献!由于会务组工作疏漏,致使陈晓勇,林珲,闾
国年,杜清运等与会专家的报告幻灯片未能得以保
留,本文总结时很遗憾未能将其学术观点纳入,在此
表示歉意.
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(下转第51页)
64 地理信息世界 2005年
微软公司的Terraserver是目前Internet上最大
的地图服务器和卫星影像数据仓库.在微软的.Net
平台推出后,Terraserver也推出了基于.Net平台的
TerraServer.NETWebService,简称为TerraService.
此外,MapDotNet结合VisualStudio.Net和Arc2
GIS技术,也开发了一组商业应用的Web服务.地
图Web服务(MapWebService)是一个基于.Net的
Web服务,作为访问ArcIMS的一个桥梁.地图Web
服务允许对访问多个GIS服务器的多Web应用程序
实施集中化的配置.SDEWeb连接器是一个提供更
新和维护空间数据的Web服务,它通过SDE可以在
空间数据里添加,更新和删除点,线和简单多边形.
提供的Web服务方便了WebGIS系统的开发和应用
系统的整合.
在间接应用方面,目前只有ESRI公司的Geog2
raphyNetwork提供的ArcWeb工具条,该服务是为
ArcGIS桌面用户提供的.利用该工具条,ArcGIS桌
面用户可以获得大量的当前数据,可以将这些数据
集成到本地数据中去.
3 结束语
在互联网飞速发展的今天,GIS也不断地更新换
代.在第一代互联网环境中,WebGIS只能发布一些
简化的地图数据;第二代互联网虽然实现了客户端
与服务器端的交互,但只限于这两者之间的通信,服
务器与服务器间,或是更一般的机器与机器间的交
互并没有实现;第三代实现WebServices,它能够彻
底解决第二代GIS存在的问题,机器与机器之间能
够进行交互,能够发布高级的GIS功能或服务,实现
在互联网环境中像寻找数据那样寻找GIS服务.尽
管目前GISWebServices还处于探索阶段,并没有广
泛地被实现,但GIS从业者正在努力.随着Web
Services技术的不断普及,GISWebServices技术将
会迅速发展,最终实现数字地球的战略构想.
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15 第2期张 竞等:GISWebServices构建与应用
2005年4月
地理信息世界
GEOMATICSWORLD
VOL.03 NO.2
Apr.,2005
收稿日期:2005-03-15
作者简介:吴立新(1966-),男,江西宜春人.教育部长江学者特聘教授,东北大学3S与数字矿山研究中心主任,中国矿业大学(北京校区)3S
与沉陷工程研究所所长,美国AAAS会员,中国GIS协会理事兼理论与方法委员会副主任委员,九三学社中央教育文化委员会委员.
主要从事3DGIS理论与方法,开采沉陷控制,遥感-岩石力学,3S应用与数字矿山等领域的研究与教学工作.
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-1586(2005)02-0041-06
关于空间数据与空间数据模型的思考
———中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)总结与分析
吴立新1,2,龚健雅3,徐 磊1,赵学胜1,4
(1.中国矿业大学(北京)3S与沉陷工程研究所,北京100083;2.东北大学3S与数字矿山研究中心,沈阳,110004;
3.武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉,430072;4.国家基础地理信息中心,北京,100044)
摘要:空间数据和空间数据模型是GIS理论与方法的核心内容.本文总结中国GIS协会理论与方法研
讨会(北京,2004)的成果,围绕GIS研究与发展的新动向,分析了空间数据组织,集成,质量,不确定性与
数据挖掘及3维空间数据建模,空间关系与可视化等方面的理论问题与发展趋势,并思考和讨论了空间
认知学与本体论在GIS理论与方法研究中的作用.
关键词:地理信息系统;理论与方法;空间数据;空间数据模型;空间认知;本体论
OnSpatialDataandSpatialDataModeling
———SummarizationandAnalysisoftheTheoryandMethodologySymposium(Beijing,2004)ofChinaAssociationofGIS
WULi2xin1,2,GongJian2ya3,XULei1,ZHAOXue2sheng1,4
(1.Instituteof3S&SubsidenceEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;
2.Centerfor3S&DigitalMine,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;3.LIESMARSofWuhan
University,Wuhan430072,China;4.NationalGeomaticsCenterofChina,Beijing100044,China)
Abstract:SpatialdataandspatialmodelingarethecoresofGIStheoryandmethodology.Thispapergivesasummarization
andabriefanalysistotheacademicresultsfromTheTheoryAndMethodologySymposium(Beijing,2004)ofChinaAssocia2
tionofGIS.ReferringtothetheoreticalstudyandthedevelopingtrendofGIS,thespatialdataorganization,integration,
quality,uncertaintyanddatamining,aswellasthe3Dspatialdatamodeling,spatialrelationship,visualizationetc.,arein2
troducedandanalyzed.Besides,thefunctionofspatialcognitionandontologyonGIStheoryandmethodologyisdiscussed.
Keywords:GIS;theoryandmethodology;spatialdata;spatialdatamodeling;spatialcognition
0 引言中国GIS协会理论与方法研讨会(北京,2004)
于2004年10月17～19日在中国矿业大学(北京)
召开,来自泰国,祖国大陆和香港地区的50余位专
家学者围绕GIS理论与方法的2个核心问题———
"空间数据和空间数据模型"进行了热烈讨论与交
流,取得了一些共识.尤其是,叶嘉安院士的"智能
GIS"特邀报告为GIS的发展指明了新方向;陈军会
长的"动态空间关系模型"特邀报告从理论,方法,应
用等层面详细阐述了空间关系模型研究的思路,算
法与实际应用.
众所周知,GIS认知的内涵是探索和回答现实世
界的4W-HR问题(如图1所示).GIS空间认知与
空间建模过程包括:建立概念模型(包含空间对象抽
象,空间对象表达,空间现象描述等),形成逻辑模型
(包括空间数据结构,空间关系描述,空间数据集成
等),建立物理模型(包含空间数据组织,空间数据管
理等)以及实现对象重构(包括空间数据构模,地学
可视化等),进而进行空间查询,分析与应用,回答空
间认知提出的4W-HR问题.由于受空间对象与空
间现象的复杂性,人类认知能力的有限性,空间数据
获取手段的局限性,空间数据处理方法的正确性,空
间建模理论的完备性等影响,空间数据不确定性,空
间过程不确定性与空间数据质量问题贯穿空间认知
与空间构模全过程,也是GIS理论与方法问题研究
中不可忽视的一个重要方面.
本文对研讨会论文(含摘要),报告及讨论中的
主要论点进行总结归纳,围绕本次研讨会的主
题———"空间数据与空间数据模型",分别从空间数
据组织与集成,空间数据质量与不确定性,空间数据
处理与挖掘,3维空间数据模型,空间拓扑关系与应
用分析,地学可视化理论等6个方面,进行总结,分
析和讨论.
图1 空间认知与空间构模过程
Fig.1 Processofspatialcognitionandspatialmodeling
1 关于空间数据
空间数据是GIS认知的前提和GIS空间建模的
基础,空间数据处理,组织,集成,不确定性与质量分
析,挖掘与知识发现等是GIS理论与方法研究的重
要内容.
1.1 空间数据组织与集成
随着对客观世界认识的深入,人类对现有空间
数据的利用感到"数据量大却信息匮乏",因而需要
对多源异质异构数据的集成进行研究,以便实现多
源数据的共享.目前,多源数据集成研究主要侧重
于图文一体化管理,多尺度空间数据整合和多源数
据的一体化存储.闾国年主持本专题并作了引导性
发言.李琦(2004)指出元数据是解决多源异构信息资
源集成,共享的有效手段,并为提供空间信息资源的
门户设计了空间元数据的存储和集成框架;李琦等
(2004)在介绍电子政务及政务信息资源发展背景
时,讨论了建设政务信息资源目录与交换体系的重
要性,提出政务信息资源目录与交换体系建设的五
大内容,并设计了政务信息资源目录体系和交换体
系的体系结构.蒋捷等(2004)在分析电子政务,定
位服务等地理信息服务应用领域的特点和集成需求
的基础上,提出了基于多尺度地理框架数据的空间
数据整合方法.
张新长等(2004)针对图形数据和结构数据的一
体化存储问题,提出了图文一体化存储解决方案,并
介绍了该技术在广东省水资源管理信息系统中的应
用.盛业华等(2004)分析了基础地理信息共享框架
及共享与交互机制,探讨了基础地理信息共享关键
技术即空间信息符号的跨软件平台显示技术和多源
数据自动转换与集成管理技术.王晏民(2004)指出
传统的空间数据类型如数字矢量图(DLG),数字栅
格图(DRG),数字高程模型(DEM)和正射影像图
(DOM)等一般分别存储,存在不少缺点,进而提出以
DLG多边形为面状对象单位,以面DRG为索引来存
储DEM和DOM的4D数据一体化存储方案.骆剑
承等(2004)分析了高分辨率遥感影像处理的技术难
点与不足,提出基于特征基元进行高分辨率遥感影
像多尺度信息提取技术,设计了提取技术系统框架.
1.2 空间数据质量与不确定性
传统的空间数据质量评价和不确定性分析主要
集中于遥感图像数据处理,测量与数字化过程产生
的点,线,面的几何与属性不确定性分析.目前,空
间数据综合过程中数据质量评价和不确定分析及地
球空间信息服务质量控制等,逐渐成为空间数据质
24 地理信息世界 2005年
量和不确定性研究的新方向.
程涛(2004)指出虽然解决空间目标不确定性的
数学方法很多,如集合理论,模糊集理论,粗集理论,
云理论等,但大多数数学工具和表达模型未能完全
统一,未能形式化和模型化.基于地理目标的不确
定性本质是连续性,混质性,动态性,尺度相关性,环
境相关性的认识,指出需要进一步研究和回答的热
点问题有:
1)如何定义模糊的点和线;
2)模糊点,线,面间的拓朴关系及模糊区域的拓
扑关系完全性;
3)如何从野外观测和遥感影像上获取模糊点,
线,面目标;
4)模糊点,线,面目标的数据结构和查询问题;
5)不同类型不确定性的数学工具的统一问题;
6)数据质量,不确定性及数据适用性的统一问
题等.为了在像元尺度上对常用分类方法的分类结果
进行评价,柏延臣等(2004)发展了一种基于扩展概
率矢量的像元尺度遥感分类不确定性方法即"扩展
的概率矢量"方法,该方法将仅仅适用于最大似然分
类方法的概率矢量方法扩展到一般分类方法的分类
结果的像元尺度不确定性评价.吴华意等(2004)指
出空间数据具有数据量大,处理复杂,在进行网络服
务时与其所携带的信息量具有非线性关系等特点,
进而提出一个以信息量为指导的自适应空间信息服
务体系架构,通过空间信息服务质量的控制,使具有
不同网络连接带宽和质量,不同客户端设备能力的
客户都能够得到最佳的质量服务.李大军等(2004)
受确定1维随机变量熵不确定性区间思想的启发,
提出了点的熵误差椭圆指标,然后扩展至线元的误
差熵带模型及面元的误差熵环模型,并根据线元和
面元平均熵进一步建立了平均熵带模型.童小华等
(2004)以多尺度空间数据中尺度综合不确定性为研
究对象,将GIS空间数据不确定性理论和整体数据
处理理论应用于多尺度综合的空间数据处理中,重
点研究了大比例尺空间数据综合的不确定性与数据
处理方法.闫浩文等(2004)基于Grestalt心理学和
空间认知学原理指出,判断地图综合终止的标准只
有一条:即空间相似度.刘春等(2004)对平面线元
的不确定性进行研究,建议以96.5%～98.4%的概
率选取2σx构成的梯形区域作为线元的误差指标,并
建立误差带缓冲区.刘异等(2004)提出了基于栅格
的信息量概念,并与现有的地图信息量量测方法进
行了比较.
1.3 空间数据处理与挖掘
空间数据挖掘是多学科融合而逐步发展起来
的.王新洲(2004)从层次,数据量,目的三方面比较
了空间数据处理与空间数据挖掘的联系与区别,认
为数据处理是数据操作层面上的技术问题,而建立
在空间数据不确定性基础上的数据处理则上升为空
间数据处理理论,主要包括:空间数据的不确定性理
论,平差理论,4维空间数据的建模理论,参数估计理
论和遥感影像分类理论.黎夏等(2004)提出将数据
挖掘技术与地理元胞自动机(CA)结合,建立生成模
拟所需要的转换规则,从而缩短建模所需要的时间.
胡鹏等(2004)对DEM的精度问题进行研究,认
为地面是多个单元曲面在复杂的地形结构线上拼接
而成的确定表面,进而分析了地面观,数据观,逼近
观三者之间互相依存的紧密关系,指出符合规范的
测,绘数据能正确反映地形结构特征.杜培军等
(2004)对遥感数据挖掘,空间数据挖掘与空间分析
集成中的关键技术进行了讨论.张锦等(2004)基于
对城市居民地的结构划分,应用最小二乘法导出了
规则,知识约束下的单个居民地及居民地单元的形
状化简和综合质量评价方法.陈军等(2004)则探讨
了基于知识发现的林相图小斑空间信息的自动提取
方法.秦昆等(2004)则对图像数据挖掘软件原型系
统进行了研究.
GIS数据处理引入空间数据挖掘及知识发现规
则,促进了GIS向智能GIS方向发展(叶嘉安,2004;
沙宗尧等,2004),从而使传统GIS由空间数据管理,
处理,分析能力转向智能GIS而具有更强的空间分
析能力,决策支持能力和自学习能力(叶嘉安,
2004).叶嘉安院士(2004)认为智能GIS是传统
GIS的发展方向.沙宗尧等(2004)认为智能GIS的
核心是GIS智能体(GIS-IA),它封装了数据层与知
识层以及数据处理和知识推理的各类方法,是一个
内部独立,外部通过接口和方法相互通讯的实体模
式,并对GIS-IA的分类体系,智能GIS的体系结
构,智能GIS的关键技术与应用实例进行了介绍.
2 关于空间数据模型
传统的GIS认知与建模主要建立在2维空间框
架上,而现实世界中的空间实体大都是3维的,空间
现象也是发生在3维空间中的,传统的2维或2.5
维GIS已不能满足人类对空间信息科学认识,表达
和分析决策日益增长的需要.因此,加强GIS3维空
间认知,3维空间建模,动态时空数据模型与3维可 34 第2期吴立新等:关于空间数据与空间数据模型的思考
视化研究势在必行,真正意义上的3DGIS与多维动
态GIS研究与开发是大势所趋.
2.1 3维空间数据模型
近几十年来,国内外学者研究发展了多种空间
数据模型,主要分为面模型,体模型,混合模型和集
成模型,各种模型都有自身的优缺点和适应性,其中
混合模型和集成模型是未来空间数据模型发展的一
个方向,但技术实现难度大,许多难点尚未突破(吴
立新等,2004).龚健雅等(2004)认为目前尚无一种
通用的数据结构能把所有的空间实体完好地表示出
来.龚健雅等(2004)指出3维空间数据模型的研究
要考虑以下几个方面的因素:
1)参与建模的数据来源,格式与分布特征;
2)建模对象特征,形态与类型;
3)满足建模的应用目的与需要;
4)方便模型操作功能的实现.
提出了基于似三棱柱体的3维空间数据模型,
介绍了似三棱柱体的概念模型与逻辑模型,似三棱
柱体构模和模型剖切处理,并分析了建模效果.
吴立新等(2004)在分析3维地学建模目的与技
术要求的基础上,围绕空间目标的认知,空间模型的
维数,空间模型的适应性,2维屏幕上的3维操纵,空
间拓扑关系描述和模型更新等6个方面进行讨论,
提出了亟需研究与回答的9个关键理论与技术问
题;并进一步提出了多源异构地学数据的认知与理
解,多源异质地学数据的集成与表达,海量地学数据
的分布式管理,3维地学数据的并行处理与模型计
算,多尺度地学数据挖掘与知识发现,三位一体集成
的地学空间模型,模型精度及其可靠性分析,与工程
开挖无缝集成的数据组织方法等8个亟待研究的重
要课题.
汤国安等(2004)利用黄土高原1:100万,1:25
万,1:5万及1:1万4种不同比例尺的数字高程模型
数据为基本信息源,研究了不同空间尺度下分级波
浪特征分形描述的理论与方法,并总结出一套利用
国家基础地形数据库信息进行3维空间建模与数据
挖掘的方法.毛善君(2004)根据数据信息获取量的
多少,将GIS分为黑色系统,灰色系统,白色系统.
认为对地质体的3维空间数据模拟是典型的灰色系
统,可以TIN和ARTPN一体化来表示地下空间对
象;而建筑结构的模拟则是典型的白色系统.张锦
等(2004)以CSG和B-Rep来模拟数字城市中单体
建筑的细节,详细讨论了该建模方法及CSG组合建
模中的数据处理技术,并应用最小二乘法实现子实
体的装配建模.黄书汉等(2004),王彦兵等
(2004),陈学习等(2004),徐磊等(2004)和白建军
(2004)分别围绕空间建模架构,城市空间实体集成,
地质体自动建模,综合信息体元和椭球面三角网
DEM建模等问题进行了探讨.
动态时空数据模型研究是GIS研究的新热点.
苏奋振等(2004)以海洋地理信息系统研究为例,提
出以过程处理为核心来发展GIS对时空信息处理的
能力,试图利用多维信息可视化和组件化技术来构
建三层体系结构的大吞吐量的,开放式的海洋信息
系统平台Maxplore,进而介绍了该系统开发的关键
技术与特色模块.沈大勇等(2004)提出以GIS流素
与柔性体元(GISFLOWELEMENTANDSOFTVOX2
EL)作为动态柔性地物的基本模拟单元;当忽略体积
时,称为GIS流素;当强调体积时,则称为GIS柔性
体元.认为GIS流素与柔性体元与不规则三角网,
格网,四面体,八叉树等传统建模方法相结合,可实
现对于地学对象固,液,气三相的完整表达.
2.2 地学可视化理论
可视化的目的是帮助人类更直观,更形象地理
解,认识,分析,改造和利用客观世界.传统的可视
化理论与技术侧重于空间对象进行形式化的描述,
缺乏意象性的理解与描述,难以提供人类感官所能
感知的逼真世界的再现模式.林珲主持本专题并作
了引导性发言,介绍了虚拟地理环境(VGE)的发展
过程,理论与技术问题,展示了VGE的未来发展方
向.朱庆等(2004)认为VGE由计算机网络层面,地
理数据层面,多维表示层面,感知层面和多用户协同
的社会层面5部分组成,提出要研究真实地理环境
的自然与人文信息和抽象信息的可视化,实现人机
互动和自然交互,并强调其有别于"不真实的期待相
关联的虚拟现实".万刚(2004)认为虚拟地理环境
(VGE)是数字地图支持下的一种新的空间认知工
具,需要新的认知理论和建模方法指导.袁林旺
(2004)针对虚拟地理环境平台建设的基本要求,提
出了虚拟地理环境平台建设的框架,探讨了3维数
据模型及系统平台建设中的几个关键问题.车德福
等(2004)则对基于OpenGL地形可视化的格网插
值,3D交互等问题进行了探讨.
鲁学军等(2004)指出"形,数,理,象"是地理空
间主动计算的4要素,地理空间主动计算融地理学
的直觉思维,形象思维,经验知识与科学计算为一
44 地理信息世界 2005年
体,是一种以知识驱动为主,面向任务问题解决,人
可调控的地理可视化计算.传统的地学可视化侧重
于"形"的表述,"数"的计算和"理"的推导与建立,
缺乏对"象"的表达和认知.所谓"象",也就是虚拟
地理环境(VGE)所要突出的对人类感知世界的描
述,是地学可视的最高境界.吴立新等(2004)针对
3DGIS和3DGMS的应用需求,指出需要研究和发
展基于PC环境的地学灵境技术.龚建华等(2004)
则从本源的角度出发,分析了人在GIS中的作用,提
出了"面向人的GIS"的思想,指出GIS将由技术驱
动转向面向"人".
2.3 空间拓扑关系与应用分析
空间关系包括方位关系,度量关系,顺序关系,
拓扑关系,联结关系,依赖关系等多种内容,既是空
间数据和空间模型的重要组成,也是空间分析,空间
推理和空间查询的重要基础.陈晓勇主持本专题并
作了引导性发言,从点集拓扑学和数学严密性方面
讨论了空间拓扑关系的定义,内涵与完备性问题.
陈军(2004)指出GIS空间关系研究的主要脉络
是语义,描述,表达和应用.针对9I模型的缺陷提
出基于Voronoi区域的V9I模型,进而研究了基于
V9I的空间关系描述,空间关系计算,k阶临近计算,
Voronoi图的栅格生成,动态与层次生成,球面
Voronoi图构造,等高线邻接关系建立等算法问题,
分析了V9I模型在全国1:5万DEM建库中的等高
线质量检查,数据更新过程空间冲突检测与处理中
的应用.邬伦等(2004)认为解决复杂地理问题的必
然趋势是GIS与应用模型集成,针对当前模型复用
研究不足,提出建立基于RM-ODP[ISO/IEC10746]
和WebService的GIS应用模型复用体系,并探讨了
GIS应用模型复用体系的主要研究内容.
应龙根(2004)对"一般空间"问题进行研究,指
出空间依赖关系意味着在一个空间场中某一空间单
元与其他单元的相互影响,数学上可以用拓扑学的
邻居和近邻概念来表达.赵仁亮等(2004)认为空间
关系研究存在3个层次,即人类认知,模拟地图和数
字化环境,这3个层次互有联系又有区别,空间关系
的认知本质与基本语义为计算模型的构造提供合理
的认知基础,进而指出将来的数字环境下空间关系
计算需要顾及人类认知.胡鹏在讨论中提及可将空
间关系总结为"位,邻,近,势",并介绍了空间关系
"零初始化"思想及其在基于栅格数据结构的城市道
路网络分析中的应用.吴立新等(2004)指出目前3
维空间拓扑研究主要集中于点,线,面,体4类几何
要素之间的拓扑关系,对于空间实体之间,如简单对
象与简单对象,简单对象与复杂对象,复杂对象与复
杂对象之间的拓扑研究有待突破.
秦其明(2004)基于地物光谱,形态,空间关系等
特征的抽取与描述和空间关系(方位关系,拓扑关
系)的内涵分析,提出建立空间关系推理机,以空间
关系相似性作为图像匹配的基础,实现遥感图像的
智能理解.宋小冬等(2004)从GIS的城市应用与空
间相互作用模型出发,提出在GIS的城市与区域规
划应用中需要研究解决空间单元的合理划分与公共
交通成本的精确计算问题.侯妙乐等(2004)则认为
人类对空间关系的感知是连续的,而基于点集的计
算机计算是离散的,因而有必要研究数字空间中的
数字拓扑关系.数字拓扑是研究数字空间中点集自
身的拓扑性质以及点集与点集之间的相互关系,数
字拓扑适用于离散的基于栅格的像素数据,基于点
集的数据(高程,位置等地理数据)和基于单元的数
据.赵学胜等(2004),王铮等(2004),舒红(2004),
吴健平等(2004)分别围绕全球离散格网剖分,汇聚
型空间计算,地理时间的存在和插件式GIS开发等
问题进行了探讨.
3 思考万年以降,从原始岩画到放马滩秦墓的实物地
图,从近代3维沙盘到现代电子地图,从2DGIS到
虚拟地理环境和地学灵境,无不为了可视表达和真
实再现人类社会生生息息的客观世界.相关科学技
术的快速发展,不断为我们提供研究和解决空间数
据与空间数据模型问题的新方法与新技术的同时,
也不断为我们设立更新更高的目标,提出更多更难
的课题,如多源多尺度多时相,异质异构空间数据的
集成与共用,固,液,气"三相一体",地上,地面和地
下"三位一体"的真3维构模(吴立新,2004),虚拟
地理环境(VGE)与地学灵境中人类感性认知能力
(如美感,质感,力感等)的描绘和刻画(朱庆等,
2004)等.
认知学作为一种方法论,"以人为本"作为一种
理念,均已渗透到自然与社会科学的各个领域.纵
观国内外GIS的理论与方法研究,迄今为止,无论是
有关空间数据组织与集成,数据质量与不确定性分
析及数据处理与挖掘方面的研究,还是空间数据建
模,空间拓扑关系和地学可视化方面的研究,大多是
从技术层面探讨人类对客观世界的认知与再现,忽
略了"地-人-GIS"系统中作为中心主体的"人"的
存在及其对空间认知,地学理解,空间过程乃至空间 54 第2期吴立新等:关于空间数据与空间数据模型的思考
现象本质的作用和影响,如人的个体差异性,群体差
异性决定其对GIS空间现象认识,表达,定义与理解
的差异."本体论"(Ontology)的引入,将使人类从
"本体"和"本源"上认知客观世界和认识空间数据
特征,有效地解决空间数据表达语义的歧义问题,从
而更人性地模拟,表达和再现空间对象,空间过程及
其相关关系.
致谢:感谢中国GIS协会领导,中国GIS协会理
论与方法委员会各位委员对本次研讨会筹备,组织
和召开的鼎力支持!感谢东方泰坦科技有限公司对
本次会议的赞助!感谢参加本次研讨会的各位嘉
宾,代表,论文作者和报告人的辛勤劳动和对本文的
贡献!由于会务组工作疏漏,致使陈晓勇,林珲,闾
国年,杜清运等与会专家的报告幻灯片未能得以保
留,本文总结时很遗憾未能将其学术观点纳入,在此
表示歉意.
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(下转第51页)
64 地理信息世界 2005年
微软公司的Terraserver是目前Internet上最大
的地图服务器和卫星影像数据仓库.在微软的.Net
平台推出后,Terraserver也推出了基于.Net平台的
TerraServer.NETWebService,简称为TerraService.
此外,MapDotNet结合VisualStudio.Net和Arc2
GIS技术,也开发了一组商业应用的Web服务.地
图Web服务(MapWebService)是一个基于.Net的
Web服务,作为访问ArcIMS的一个桥梁.地图Web
服务允许对访问多个GIS服务器的多Web应用程序
实施集中化的配置.SDEWeb连接器是一个提供更
新和维护空间数据的Web服务,它通过SDE可以在
空间数据里添加,更新和删除点,线和简单多边形.
提供的Web服务方便了WebGIS系统的开发和应用
系统的整合.
在间接应用方面,目前只有ESRI公司的Geog2
raphyNetwork提供的ArcWeb工具条,该服务是为
ArcGIS桌面用户提供的.利用该工具条,ArcGIS桌
面用户可以获得大量的当前数据,可以将这些数据
集成到本地数据中去.
3 结束语
在互联网飞速发展的今天,GIS也不断地更新换
代.在第一代互联网环境中,WebGIS只能发布一些
简化的地图数据;第二代互联网虽然实现了客户端
与服务器端的交互,但只限于这两者之间的通信,服
务器与服务器间,或是更一般的机器与机器间的交
互并没有实现;第三代实现WebServices,它能够彻
底解决第二代GIS存在的问题,机器与机器之间能
够进行交互,能够发布高级的GIS功能或服务,实现
在互联网环境中像寻找数据那样寻找GIS服务.尽
管目前GISWebServices还处于探索阶段,并没有广
泛地被实现,但GIS从业者正在努力.随着Web
Services技术的不断普及,GISWebServices技术将
会迅速发展,最终实现数字地球的战略构想.
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15 第2期张 竞等:GISWebServices构建与应用
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