GIS平臺(tái)軟件簡介

1、 平臺(tái)軟件簡介GIS 相關(guān)概念介紹1.是用于回答具有物質(zhì)屬性和GIS)地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System 簡稱是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理科工程和技術(shù)的統(tǒng)稱，空間坐標(biāo)且與時(shí)間相關(guān)聯(lián)問題的藝術(shù)、科學(xué)、學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興邊緣學(xué)分析的軟管理、科。它作為對(duì)地域空間分布相關(guān)的地理數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、件系統(tǒng)和開發(fā)工具，是一個(gè)圖形與數(shù)據(jù)完美結(jié)合的系統(tǒng)，它不僅能將所需要的數(shù)據(jù)更形象、這給管理決策人員科而且能把結(jié)果以圖形的方式顯示出來，更直觀地與圖形緊密聯(lián)系起來，已經(jīng)快速的應(yīng)用GIS 學(xué)、更直觀、更準(zhǔn)確、更及時(shí)地制

2、定計(jì)劃、處理問題提供了依據(jù)。目前 到各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展速度非?？欤枚喔咝Ｏ鄳?yīng)也開設(shè)了相關(guān)專業(yè)。GIS平臺(tái)，是指Mapinfo、Arcinfo、Supermap、MAPGIS等GIS平臺(tái)，是成型的商品軟件。這些軟件具有強(qiáng)大的通用的GIS功能，可以在其上用開發(fā)工具（.NET、JAVA、Delphi等等）開發(fā)出各種GIS軟件。然而GIS 的開發(fā)平臺(tái)眾多，開發(fā)平臺(tái)也各有優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行GIS 開發(fā)過程中，選擇一個(gè)好的平臺(tái)無疑是尤為重要的。 GIS軟件一般是指應(yīng)用到用戶那里的、結(jié)合用戶的業(yè)務(wù)開發(fā)出來的軟件。例如在電力、水利、國土資源、交通等等行業(yè)正在應(yīng)用的軟件。 這些軟件一般都是在GIS平臺(tái)上開發(fā)的，應(yīng)用的時(shí)

3、候要先安裝GIS平臺(tái)，再安裝開發(fā)人員在平臺(tái)之上開發(fā)出來的軟件才能運(yùn)行。國外的常用的GIS軟件有AutoCAD Map3d、ArcGIS、MapInfo等，而國內(nèi)比較知名的GIS軟件則是Supermap、MapGIS、GeoStar等。 2. GIS平臺(tái)軟件技術(shù)發(fā)展回顧 從二十世紀(jì)九十年代末到現(xiàn)在的十年期間，GIS軟件技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了“四化”，即：組件化、Web化、微型化和數(shù)據(jù)庫化。這“四化”深深地影響了過去十年的GIS應(yīng)用開發(fā)方式，并把GIS的應(yīng)用推到前所未有的高度。 2.1 組件化 在GIS軟件誕生之初，不同研究機(jī)構(gòu)分別獨(dú)立開發(fā)了完成不同功能的模塊，稱為GIS模塊階段，但處在這個(gè)階段的GIS

4、軟件是分散的，并未構(gòu)成完整的體系，很難滿足大規(guī)模應(yīng)用需要。 之后，有些機(jī)廠商開發(fā)了匯集各種GIS功能于一身的集成式GIS軟件。集成式GIS功能強(qiáng)大，但若用戶只需要做GIS應(yīng)用中某個(gè)環(huán)節(jié)的工作，最終僅能使用到其中10%-20%的功能，這對(duì)用戶和軟件本身都是浪費(fèi)。 于是，GIS軟件技術(shù)又從“合”向“分”回歸，模塊化GIS被開發(fā)出來。這些模塊既可以集成在一起協(xié)同工作，也可以拆開獨(dú)立使用。但由于模塊劃方式以及模塊之間的集成接口均由GIS廠商獨(dú)立制定，因此容很難實(shí)現(xiàn)不同GIS軟件之間的集成。 在像微軟的COM這樣的組件對(duì)象平臺(tái)發(fā)展起來以后，GIS廠商終于找到了模塊之間集成的接口標(biāo)準(zhǔn)，組件式GIS由此誕生

5、。組件式GIS是按照組件對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范劃分和組織的模塊化GIS，GIS的不同模塊仍然可以拆分銷售和使用。基于統(tǒng)一的規(guī)范(比如COM)，來源于不同GIS廠商的多個(gè)GIS模塊之間可以非常方便地集成。 采用所見即所專用開發(fā)語言，GIS摒棄了傳統(tǒng)的GIS組件式作為當(dāng)前流行的開發(fā)工具，得的通用件開發(fā)工具，具備高度伸縮性（既可用于大型GIS應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，也可在被裁減后適用于小型應(yīng)用系統(tǒng)），并具有與其他信息技術(shù)的無縫集成的特點(diǎn)，真正讓GIS融入了IT大潮。憑借獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，組件式GIS影響了過去十年的GIS應(yīng)用開發(fā)方式，在GIS軟件技術(shù)發(fā)展歷程中書寫了濃墨重彩的一筆。 2.2 Web化 Internet的迅速

6、崛起和在全球范圍內(nèi)的飛速發(fā)展，使互聯(lián)網(wǎng)逐步滲透到各行各業(yè)。隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)地理信息系統(tǒng)(GIS)的需求增長，利用Internet在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，已經(jīng)成為GIS發(fā)展的必然趨勢(shì)。 Web GIS是Web技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。通過Web功能，GIS應(yīng)用空間得以擴(kuò)展，真正成為了一種可以為大眾服務(wù)的工具。從WWW的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，Internet用戶可以瀏覽Web GIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析，從而使GIS飛進(jìn)了千家萬戶。 Web GIS為Internet應(yīng)用而生，同時(shí)也為局域網(wǎng)內(nèi)的GIS

7、應(yīng)用系統(tǒng)提供了全新的瘦客戶端模式的解決方案。 2.3 微型化 微型化是GIS軟件發(fā)展的另一方向，盡管桌面應(yīng)用仍然占GIS應(yīng)用的主要部分，但不少用戶對(duì)于GIS移動(dòng)化應(yīng)用的需求也越來越多，比如電力巡線，農(nóng)業(yè)田間數(shù)據(jù)采集、外業(yè)測(cè)繪和郵遞送貨等，他們需要在室外移動(dòng)作業(yè)環(huán)境中使用GIS。包括筆記本電腦和桌面PC在內(nèi)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，顯然很難滿足野外作業(yè)的需要，PDA、手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備也加入到GIS應(yīng)用的硬件行列。這些設(shè)備多采用Windows CE、嵌入式Linux等嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)存和計(jì)算能力也相對(duì)較低，傳統(tǒng)的GIS客戶端無法運(yùn)行。 為適應(yīng)小內(nèi)存、較低處理能力的嵌入式計(jì)算環(huán)境，GIS廠商紛紛推出一種精簡

8、的嵌入式GIS軟件，國內(nèi)產(chǎn)品如eSuperMap和MAPGIS-EMS，國外產(chǎn)品如ArcPad和MapX Mobile。嵌入式GIS被廣泛應(yīng)用作為數(shù)字終端、電力巡線、農(nóng)業(yè)田間數(shù)據(jù)采集和外業(yè)測(cè)繪等領(lǐng)域。 2.4 數(shù)據(jù)庫化 數(shù)據(jù)庫化是空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理的發(fā)展方向。早期的GIS軟件采用普通文件(Flat File)存儲(chǔ)和管理空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理能力相對(duì)欠缺。 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的出現(xiàn)較完善地解決了以上問題。數(shù)據(jù)庫不僅實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化管理，而且?guī)砹艘幌盗械膬?yōu)勢(shì)，包括：1)海量數(shù)據(jù)管理能力；2)支持多用戶并發(fā)寫操作；3)數(shù)據(jù)訪問的權(quán)限管理；4)可利用數(shù)據(jù)庫的集群(或互備)機(jī)制提高并發(fā)訪問能力和系

9、統(tǒng)可用性。 在過去十年間，空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為大型GIS應(yīng)用系統(tǒng)的主流數(shù)據(jù)管理方案。從技術(shù)架構(gòu)來看，空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)可分為數(shù)據(jù)庫內(nèi)擴(kuò)展型和數(shù)據(jù)庫外擴(kuò)展型兩種。Oracle Spatial就是典型的數(shù)據(jù)庫內(nèi)擴(kuò)展型，擁有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)源代碼的廠商可以從數(shù)據(jù)庫底層實(shí)現(xiàn)一些基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)管理能力。ESRI的GeoDatabase和中地的空間數(shù)據(jù)庫則屬于數(shù)據(jù)外擴(kuò)展型，這類由GIS廠商研發(fā)的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外圍，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的非空間數(shù)據(jù)管理能力來實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的管理。 功能及應(yīng)用3.GIS是一門以應(yīng)用為目的的信息產(chǎn)業(yè)，在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)深入到各行各業(yè)?，F(xiàn)列舉其

10、主要功能如下： 3.1資源管理 (Resource Management) 主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級(jí)、統(tǒng)計(jì)、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。 3.2 資源配置 (Resource Configuration) 在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。 3.3 城市規(guī)劃和管理 (Urban Planning and Management) 空間規(guī)劃是GIS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管

11、理是其中的主要內(nèi)容。例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運(yùn)動(dòng)場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。 3.4 土地信息系統(tǒng)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質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。 3.5 生態(tài)、環(huán)境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling) 區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、污染物削減分配的

12、決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。 3.6 商業(yè)與市場 (Business and Marketing) 商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無法達(dá)到預(yù)期的市場和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年 齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。房地產(chǎn)開發(fā)和銷售過程中也可以利用GIS功能進(jìn)行決策和分析。 3.7基礎(chǔ)設(shè)施管理 (Facilities Management) 城市的地上地

13、下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、 電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個(gè)角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統(tǒng)計(jì)、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。 3.8 網(wǎng)絡(luò)分析 (Newwork System Analysis) 建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計(jì)算機(jī)模型，研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。 警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。 3.9分布式地理信息應(yīng)用 (Distributed Geographic Information Application) 隨著網(wǎng)絡(luò)和Int

14、ernet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用類型，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)和信息共享，以及遠(yuǎn)程空間導(dǎo)航等。 的二次開發(fā)4. GIS GIS的二次開發(fā)就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序語言，開發(fā)已經(jīng)存在的GIS控件庫，用以實(shí)現(xiàn)多種多樣的空間數(shù)據(jù)瀏覽處理分析功能的過程。常用的軟件是ArcObject和MAPX，MAPOBJECT等等。GIS的二次開發(fā)有三種基本模式，分別是獨(dú)立開發(fā)、宿主型二次開發(fā)、基于 GIS 組件的二次開發(fā)。 4.1獨(dú)立開發(fā) 指不依賴于任何 GIS 工具軟件，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨(dú)立設(shè)計(jì)，然后選用

15、某種程序設(shè)計(jì)語言，如Visual C+、Delphi 等，在一定的操作系統(tǒng)平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)。這種方式的好處在于無須依賴任何商業(yè)GIS 工具軟件，減少了開發(fā)成本，但一方面對(duì)于大多數(shù)開發(fā)者來說，能力、時(shí)間、財(cái)力方面的限制使其開發(fā)出來的產(chǎn)品很難在功能上與商業(yè)化GIS 工具軟件相比，而且在購買GIS 工具軟件上省下的錢可能還抵不上開發(fā)者在開發(fā)過程中絞盡腦汁所花的代價(jià)。 4.2 宿主型二次開發(fā) 指基于 GIS 平臺(tái)軟件上進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。大多數(shù)GIS 平臺(tái)軟件都提供了可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)的腳本語言，如ESRI 的ArcView 提供了Avenue 語言，MapInfo 公司的MapInfo Profess

16、ional提供了MapBasic 語言等等。用戶可以利用這些腳本語言，以原GIS 軟件為開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)出自己的針對(duì)不同應(yīng)用對(duì)象的應(yīng)用程序。這種方式省時(shí)省心，但進(jìn)行二次開發(fā)的腳本語言，作為編程語言，功能極弱，用它們來開發(fā)應(yīng)用程序仍然不盡如人意，并且所開發(fā)的系統(tǒng)不能脫離GIS 平臺(tái)軟件，是解釋執(zhí)行的，效率不高。 4.3基于 GIS 組件的二次開發(fā) 大多數(shù) GIS 軟件產(chǎn)商都提供商業(yè)化的GIS 組件，如ESRI 公司的MapObjects、MapInfo 公司的MapX 等，這些組件都具備GIS 的基本功能，開發(fā)人員可以基于通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具，如Delphi、Visual C+、V

17、isual Basic、Power Builder 等為開發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行二次開發(fā)。利用GIS 工具軟件生產(chǎn)廠家提供的建立在OCX 技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS 功能控件，如ESRI 的MapObjects、MapInfo 公司的MapX 等，在Delphi 等編程工具編制的應(yīng)用程序中，直接將GIS 功能嵌入其中，實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的各種功能 4.4三種實(shí)現(xiàn)方式的分析與比較 由于獨(dú)立開發(fā)難度太大，單純二次開發(fā)受 GIS 工具提供的編程語言的限制差強(qiáng)人意，因此結(jié)合GIS 工具軟件與當(dāng)今可視化開發(fā)語言的集成二次開發(fā)方式就成為GIS 應(yīng)用開發(fā)的主流。它的優(yōu)點(diǎn)是既可以充分利用GIS 工具軟件對(duì)空間數(shù)據(jù)庫的管理、分析功

18、能，又可以利用其它可視化開發(fā)語言具有的高效、方便等編程優(yōu)點(diǎn)，集二者之所長，不僅能大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應(yīng)用程序具有更好的外觀效果，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能，而且可靠性好、易于移植、便于維護(hù)。尤其是使用OCX 技術(shù)利用GIS 功能組件進(jìn)行集成開發(fā)，更能表現(xiàn)出這些優(yōu)勢(shì)。 由于上述優(yōu)點(diǎn)，集成二次開發(fā)正成為應(yīng)用 GIS 開發(fā)的主流方向。這種方法唯一的缺點(diǎn)是前期投入比較大，需要同時(shí)購買GIS 工具軟件和可視化編程軟件，但“工欲善其事，必先利其器”，這種投資值得。 目前許多軟件公司都開發(fā)了很多 ActiveX 控件，合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)成的控件，減少了開發(fā)者的編程工作量，使開發(fā)者避開某些應(yīng)用的具體編程，直接調(diào)用控件，實(shí)現(xiàn)這些具體應(yīng)用，不僅可以縮短程序開發(fā)周期，使編程過程更簡潔，用戶界面更友好，可以使程序更加靈活、簡便。 5. GIS最新發(fā)展的趨勢(shì) 隨著技術(shù)的發(fā)展，GIS發(fā)展的趨勢(shì)是： 工作基GIS提供工作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)