今天给各位分享gis地图管理方案的知识,其中也会对gis地图是什么样的进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
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MapGIS地图库管理与图幅接边的实现 ***
李志恒 苏丽 于娟
(山东省鲁北地质工程勘察院,德州253015)
作者简介:李志恒(1974—),男,助理工程师,主要从事地理信息系统及数据库建设工作。
摘要:本文从实际应用角度出发,简要介绍了在MapGis 中运用地图库管理子系统建立地图库并在其中进行数字接边的一般过程和 *** ,对该系统中存在的不足之处作了分析。
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关键词:地图库;层类;数字接边
MapGIS是具有国际领先水平的功能完整的国产地理信息系统,它包括数字测图、输入编辑、输出、数据转换、库管理、空间分析、实用服务等诸多功能。其中库管理部分分为地图库管理、属性库管理、影像库管理、 *** 数据库管理四个子系统。地图库管理系统具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理多达数千幅地图。下面以烟台市1∶50000地理底图数据库为例说明MapGIS中地图库管理及图幅接边 *** 。
1 数据建库
1.1 建库流程
图1 地图库建库一般流程及功能结构图
光栅数据经过分层矢量化形成点、线、面文件,在建立地图库之前要进行误差校正,使矢量化过程中产生的误差满足精度要求,而光栅文件可使用影像库管理系统单独建立影像库。建立地图库一般流程如图1。
1.2 数据组织
地图库管理系统采用了层类的概念,以图幅为单位来管理地图数据,层类的划分可对应于地图输入编辑时进行的图层划分,如行政界线图层、等高线图层可分别定义行政界线层类、等高线层类。层类的划分使得图库管理更有层次感,更具条理性。图库结构如图2。
图2 图库结构
烟台市辖区共涉及60个1∶50000 标准图幅,经扫描、配准、分层矢量化、误差校正等步骤形成矢量数据。本系统要求在建库之前必须保证入库的数据文件在当前的工作目录下,否则无法建库或不能正确管理和显示各层类数据。文件存放目录结构见图3。
图3 地图库文件存放目录结构
1.2.1 创建新图库
创建新图库时要求输入图库的公共参数。图库的分幅方式有三种:等高宽矩形分幅、等经纬梯形分幅及不定型的任意分幅。选用等经纬梯形分幅,填入经向和纬向起始点坐标,图幅的高宽以及图幅的数量,然后设置图库数据投影参数,即可完成参数设置工作。投影参数设置时,椭球选用北京1954坐标系,高斯-克吕格投影,6度分带。
1.2.2 设置层类
在菜单“图幅管理”中选择“图库层类维护管理器”(图4),在打开的对话框中可实现层类的新建、删除以及状态修改等各项操作。点击“新建”打开新建层类对话框,在此可设置层类的有关参数。一般用已有的图形数据文件提取层类路径及属性结构,快捷方便准确。
图4 图库层类维护管理器
图5 图幅数据维护管理器
1.2.3 数据入库
设置完所有层类后就可进行分幅数据入库。数据入库主要有两种方式,即单个分幅数据入库和批量数据入库。按前述方式组织图库各层数据后,就可用批量数据入库方式将数据入库,系统会自动在当前目录下查找对应的文件。运用“图幅数据维护管理器”(图5)功能可对单个图幅的数据进行增减操作,在此可指定图幅标识、录入者、编辑者等基本参数,当数据有误而需要进行修补时可据此查找相关责任人员。
1.3 影像库数据组织
图纸扫描进计算机后,经过数据转换,用标准图框将图像配准,然后利用影像库管理功能新建一个影像库文件,将MSI文件一一添加建库。建好的影像库可在地图库管理系统中插入进来,并用开关控制影像层的显示状态,实现矢量图库与栅格图像的一体化处理。
2 图形数字接边处理
1∶50000图幅是按单个图幅逐一进行矢量化,栅格图像在矢量化过程中由于设备、手工操作等因素产生误差,导致相邻图幅上原本应该相连的地图要素产生错位。因此,需要对分幅数据在公共边上进行相同地图要素的匹配,这就是数字接边。
数字接边的主要步骤如图6。
数字接边是针对线、弧段图元的处理,主要有三种方式:自动匹配、半自动匹配、交互式接边。对于接边处线数量少,误差又不大时,可采用自动接边。否则,应选用交 互式接边或半自动接边功能。自动匹配接边从最边上(接边条为左右方向时从最左边开始,接边条为上下方向时从最下边开始)开始找到对接边,询问用户是否对接。此时,用户可根据栅格背景图像或原图确定是否对接该线。选择“是”则自动对接,选“否”则不对接,系统自动搜索下一条对接线。继续询问用户是否对接,直至所有对接边搜索结束。对于没有进行自动对接的线,可利用数据编辑功能进行线上移点、删点、结点平差等操作。修改完毕后可保存接边修改数据,结束接边操作。然后可再次启动接边功能,重新进行匹配接边,直至所有线头对接无误。
图6 数字接边一般流程
区域边界弧段归并接边是把两个区拼接到一起,选择此功能后,在需拼接的两个区域处单击鼠标,系统会自动拼接在一起。
3 存在问题
(1)该系统要求建库数据文件在当前工作目录下,属于同一层类的文件在同一目录下;而矢量化时往往将同一幅图的所有点、线、面文件放在同一目录下,以便于工程中添加,这就需要在建库前重新组织数据,拷贝文件,此项操作在图幅和文件数量较多时显得十分繁琐。
(2)区域拼接时会产生变形。两区错位越多拼接后变形越大,甚至完全失去原来形状,因此需谨慎使用。
(3)该系统虽然也有数据编辑功能,但只能在接边处理状态和单个图幅编辑时才能激活该功能,而且功能不全,使用不方便。因此,在拼接时发现需修改的数据较多时,应切换到图形编辑子系统中进行,以提高效率。
4 结论
地图库管理子系统采用了层类的概念,以图幅为单位管理地图数据,图形数据入库后,可从总体上查看每个图幅的平面位置,分析各图幅间的图元拼接情况,检查数据完整性,给用户提供了直观的地图库管理功能。由于以图幅为单位管理数据,每个图幅的点、线、面文件单独存储,因此,数据的修改和地图库的维护变得十分灵活方便。
参考文献
武汉中地信息工程有限公司.2001.MAPGIS地理信息系统使用手册数字制图篇
3D GIS地理信息系统解决方案?
一)主要研究开发内容
空间数据的获取是GIS建设与运行的基础,数据源及数据获取方式的不同,对数据模型的生成产生很大的影响,如何根据不同的需要,采取合适的 *** 来获取数据,以及如果保证数据的精确度,最终使可视化程度更接近现实,提高系统的空间查询分析能力。
由于客观世界的多样性和复杂性,可视化要涉及多方面的数据集成,要采用较复杂的数据模型。为了有效的管理和分析三维GIS中的各种数据,要求三维GIS的数据模型有着很强的数据表达能力。三维GIS数据模型不但要满足三维空间分析的需要,也要满足三维图形空间生成和管理的需要。如何选择一种快速而且有效的建模 *** 来满足不同应用的需求。
如何使人们能够在一个虚拟的三维环境中,用动态交互的方式对场景进行全方位的审视,比如可以从任意角度、距离和精细程度观察场景,可以选择并切换多种运动模式,如行走、驾驶、飞翔等,还可以自己控制浏览的路线等等。
(二)技术关键
1、空间数据采集 ***
空间数据采集是GIS建设和运行的基础,广义GIS空间数据不仅包括地理、测绘数据,还包括地质环境与工程设计数据。人类在认识自然和改造自然的过程中,发现和发明了一系列空间定位 *** 与定位工具,使得人类能够认识地球表面、内部及其外部空间。随着现代测绘技术、地质勘探和地球物理技术的发展,三维空间数据采集技术不断发展和丰富,极大地提高了人类认识自然的能力。
1.1 空间数据采集 ***
空间数据的获取既可以直接在野外通过全站仪或者GPS、激光测距仪等进行测量,也可以间接地从航空影像或者遥感图像以及既有地图上得到。其中地图数字化和摄影测量是大规模空间数据采集最有效的两种方式,应用也最为普遍。
1.1.1 地图数字化技术
从现代意义上讲,以往的大比例尺、航测各种比例尺成图等,都是模拟的纸质图、胶片或影像。要进入GIS实现计算机管理,必须是数字化的电子地图。将现有图像负载的大量信息输入数据库的过程称为数字化。广义的数字化泛指将信息转化为计算机能接收的形式的过程,而狭义的数字化则指将地图/影像转变为符合要求的矢量数据结构的过程。目前,地图/影像数字化包括手扶跟踪数字化和扫描数字化两种方式。前者是借助计算机和平板状数字化仪,从已有纸质地图上进行重采样,并形成数字化的坐标点列数据的过程;后者借助计算机和平板式或滚筒式扫描仪,从已有纸质地图上进行重采样,并形成坐标点列数据的过程。
(1)手扶跟踪数字化
手扶跟踪数字化设备包括固定地图用的数字化板和采样用的游标,手扶数字化过程包括以下三步:图件的预处理:在进行图件的数字化之前,应根据图幅内容及图件各要素进行编号。编号时要按照编号系统的统一要求进行,通常以小比例尺分幅或经纬度位置分区域统一编号,以便于图幅的拼接和处理;也可以按行政区域的管理范围分区域编号。在区域编号时,对图斑、结点、链段、独立点均要事先分别编号,而主要链段上的特征点和特征线可在数字化时按顺序递增编号。编号结束后,应做必要的记录,以便查询。记录内容包括:图幅编号、图幅坐标及编号内容等。图幅编号之后,即可在数字化仪上进行图件定位。
图件的数字化:通常,数字化仪采用点模式、线模式和数据流模式采集数据。在点模式下,地图上的各个孤立点通过将游标定位于采集点的位置上并按下按钮进行记录;线模式下,直线段是通过数字化线段的两个端点来记录的,曲线则通过对组成它的一系列直线的数字化来记录;在数据流模式下,曲线是以时间或距离的规定间隔来自动采集曲线上点的坐标值。点模式和线模式的优点是尽可能减少特征点丢失,重采样精度高,缺点是采样效率低,一般适合地籍图、规划图的数字化。数据流模式的优点是重采样效率比较高,缺点是容易丢失特征点,一般适合地形图、等高线图的数字化。
图属关系连接:图件数字化仅仅获得了点、线、面要素的几何坐标数据,还必须输入点、线、面要素的属性信息,并生成点、线、面要素之间的拓扑关系,拓扑关系可以通过全多边形模式、手工模式或自动模式建立。
(2)扫描数字化
扫描数字化是使用扫描仪将整幅地图扫描成像之后,再进行矢量转换或屏幕跟踪的 *** 。这种方式通常要求对原始材料进行预处理。例如将地图中的各种色彩不同的地理特征先分色,复制在透明薄膜上,然后再进行扫描。目前已有自动的分色扫描仪,也有研究自动分层建库的文献。经过光学扫描仪的栅格扫描 *** 得到地图栅格数据结构,是以像素方式存储的,在使用之前,需要将它转换成矢量数据结构。矢量数据结构在数据冗余、地图缩放、漫游、存储空间、编辑、修改以及地图分析等方面具有栅格数据所不能比拟的优越性,所以根据系统设计时选择的地图数据存储格式还要进行必要的矢量化处理。栅格数据转换矢量数据的 *** 主要分为三类,即点状栅格的矢量化,线状栅格的矢量化和面状栅格的矢量化。
GIS在城市管理的应用 需要详细的!
哥们,二中的吧
什么是GIS
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物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统( Geographic Information System, 简称 GIS )作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
从技术和应用的角度, GIS 是解决空间问题的工具、 *** 和技术;从学科的角度, GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科,具有独立的学科体系; 从功能上, GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能;从系统学的角度, GIS 具有一定结构和功能,是一个完整的系统。
简而言之, GIS 是一个基于数据库管理系统( DBMS )的管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。
GIS 的组成部分
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从应用的角度,地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和 *** 五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境;数据是GIS的重要内容; *** 为GIS建设提供解决方案;人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分。
硬件主要包括计算机和 *** 设备,存储设备,数据输入,显示和输出的外围设备等等。
软件主要包括以下几类:操作系统软件 、数据库管理软件 、系统开发软件 、GIS 软件,等等。 GIS软件的选型,直接影响其它软件的选择,影响系统解决方案,也影响着系统建设周期和效益。
数据是GIS的重要内容,也是GIS系统的灵魂和生命。数据组织和处理是GIS应用系统建设中的关键环节,涉及许多问题:
——应该选择何种(或哪些)比例尺的数据?
——已有数据现势性如何?
——数据精度是否能满足要求?
——数据格式是否能被已有的GIS软件集成?
——应采用何种 *** 进行处理和集成?
——采用何种 *** 进行数据的更新和维护,等等。
*** 指系统需要采用何种技术路线,采用何种解决方案来实现系统目标。 *** 的采用会直接影响系统性能,影响系统的可用性和可维护性。
人是GIS系统的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。系统人员按不同分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。各个部分齐心协力、分工协作是GIS系统成功建设的重要保证。
GIS应用系统建设需要从以上五个方面着手。
GIS 的应用领域
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地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。
以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用
◆ 资源管理 (Resource Management)
主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
◆ 资源配置 (Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥更大效益。
◆ 城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域,城市规划和管理是其中的主要内容。例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有更大的服务面(城市资源配置问题)等。
◆ 土地信息系统和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容,借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
◆ 生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
◆ 应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时,如何安排更佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
◆ 地学研究与应用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。
◆ 商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。
◆ 基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。
◆ 选址分析 (Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点,综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素,在区域范围内选择更佳位置,是GIS的一个典型应用领域,充分体现了GIS的空间分析功能。
◆ *** 分析 (Newwork System Analysis)
建立交通 *** 、地下管线 *** 等的计算机模型,研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS *** 分析应用的实例。
◆ 可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础,建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型,实现多角度浏览,可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
◆ 分布式地理信息应用 (Distributed Geographic Information Application)
随着 *** 和Internet技术的发展,运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型,其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享,以及远程空间导航等。
地理信息系统(GIS),它与全球定位系统(GPS)及遥感图象处理系统(RS)合称为3S技术,是信息化和数字化的重要手段,也是目前应用领域最为广泛的技术之一。
地理信息系统是通过综合使用数字化图像和高级数据库技术,使用户摆脱纸质“文字”、“地图”限制而存储、应用信息的系统。“数字地球”是21世纪知识战略的制高点,是计算机与 *** 、地球信息、遥感遥测、卫星定位及仿真虚拟技术的结合与深化,这一战略将支持国家整体的可持续发展。地理信息系统作为“数字地球”的骨架支撑技术之一,关系到国民经济建设、社会发展和国家安全。
以下简要介绍地理信息系统的一些主要应用方面:
一、测绘与地图制图:
地理信息系统技术源于机助制图。地理信息系统(GIS)技术与遥感(RS)、全球定位系统(GPS)技术在测绘界的广泛应用,为测绘与地图制图带来了一场革命性的变化。集中体现在:地图数据获取与成图的技术流程发生的根本的改变;地图的成图周期大大缩短;地图成图精度大幅度提高;地图的品种大大丰富。数字地图、 *** 地图、电子地图等一批崭新的地图形式为广大用户带来了巨大的应用便利。测绘与地图制图进入了一个崭新的时代。
二、资源管理:
资源清查是地理信息系统最基本的职能,这时系统的主要任务是将各种来源的数据汇集在一起,并通过系统的统计和覆盖分析功能,按多种边界和属性条件,提供区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现。以土地利用类型为例,可以输出不同土地利用类型的分布和面积,按不同高程带划分的土地利用类型,不同坡度区内的土地利用现状,以及不同时期的土地利用变化等,为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据。再如,美国资源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蚀为主要目的的多用途专用的土地GIS。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节性洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据等信息,建立了潜在威斯康星地区的土壤侵蚀模型,据此,探讨了土壤恶化的机理,提出了合理的改良土壤方案,达到对土壤资源保护的目的。
三、城乡规划:
城市与区域规划中要处理许多不同性质和不同特点的问题,它涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等多个地理变量和大量数据。地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归并到统一系统中,最后进行城市与区域多目标的开发和规划,包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置,以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实现,是以地理信息系统的空间搜索 *** 、多种信息的叠加处理和一系列分析软件(回归分析、投入产出计算、模糊加权评价、0-l规划模型、系统动力学模型等)加以保证的。我国大城市数量居于世界前列,根据加快中心城市的规划建设,加强城市建设决策科学化的要求,利用地理信息系统作为城市规划、管理和分析的工具,具有十分重要的意义。例如:北京某测绘部门以北京市大比例尺地形图为基础图形数据,在此基础上综合叠加地下及地面的八大类管线(包括上水、污水、电力、通讯、燃气、工程管线)以及测量控制网,规划路等基础测绘信息,形成一个测绘数据的城市地下管线信息系统。从而实现了对地下管线信息的全面的现代化管理。为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。
四、灾害监测:
利用地理信息系统,借助遥感遥测的数据,可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算,为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息。1994年的美国洛杉机大地震,就是利用ARC/INFO进行灾后应急响应决策支持,成为大都市利用GIS技术建立防震减灾系统的成功范例。通过对横滨大地震的震后影响作出评估,建立各类数字地图库,如地质、断层、倒塌建筑等图库。把各类图层进行叠加分析得出对应急有价值的信息,该系统的建成使有关机构可以对象神户一样的大都市大地震作出快速响应,更大程度地减少伤亡和损失。再如,据我国大兴安岭地区的研究,通过普查分析森林火灾实况,统计分析十几万个气象数据,从中筛选出气温、风速、降水、温度等气象要素、春秋两季植被生长情况和积雪覆盖程度等14个因子,用模糊数学 *** 建立数学模型,建立微机信息系统的多因子的综合指标森林火险预报 *** ,对预报火险等级的准确率可达73%以上。
五、环境保护:
利用GIS技术建立城市环境监测、分析及预报信息系统;为实现环境监测与管理的科学化自动化提供最基本的条件;在区域环境质量现状评价过程中,利用GIS技术的辅助,实现对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价,以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态;在野生动植物保护中的应用,世界野生动物基金会采用GIS空间分析功能,帮助世界更大的猫科动物改变它目前濒于灭种的境地。都取得了很好的应用效果。
六、国防:
现代战争的一个基本特点就是"三S"技术被广泛地运用到从战略构思到战术安排的各个环节。它往往在一定程度上决定了战争的成败。如海湾战争期间,美国国防制图局为战争的需要在工作站上建立了GIS与遥感的集成系统,它能用自动影像匹配和自动目标识别技术,处理卫星和高空侦察机实时获得的战场数字影像,及时地将反映战场现状的正射影影像叠加到数字地图上,数据直接传送到海湾前线指挥部和五角大楼,为军事决策提供24小时的实时服务。
七、宏观决策支持:
地理信息系统利用拥有的数据库,通过一系列决策模型的构建和比较分析,为国家宏观决策提供依据。例如系统支持下的土地承载力的研究,可以解决土地资源与人口容量的规划。我国在三峡地区研究中,通过利用地理信息系统和机助制图的 *** ,建立环境监测系统,为三峡宏观决策提供了建库前后环境变化的数量、速度和演变趋势等可靠的数据。
总之,地理信息系统正越来越成为国民经济各有关领域必不可少的应用工具,相信它的不断成熟与完善将为社会的进步与发展作出更大的贡献。
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