第十五章：地理信息系統(tǒng)其它問題

第十五章：地理信息系統(tǒng)的其它問題§15.1地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)§15.2地理信息系統(tǒng)和社會

§15.3數(shù)字地球§15.1地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)建設(shè)中，與它有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化也成為一個必須解決的問題。信息技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可以分為以下五個方面：1）硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，存在著大量這種標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE802系列；2）軟件方面的標(biāo)準(zhǔn)，包括操作系統(tǒng)，查詢語言，程序設(shè)計語言，圖形用戶界面等等，如SQL，DCOM，CORBA等等；3）數(shù)據(jù)和格式的標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性，地理要素的分類系統(tǒng)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等，在地理信息應(yīng)用中，空間數(shù)據(jù)編碼規(guī)范、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等就屬于該范疇；4）數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)存放的文件格式標(biāo)準(zhǔn)，如美國人口普查局的TIGER文件標(biāo)準(zhǔn)等；5）過程標(biāo)準(zhǔn)，如ISO9000系列和CMM等，主要是針對系統(tǒng)開發(fā)過程的指導(dǎo)§15.1地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化主要包括后四個方面的標(biāo)準(zhǔn)：軟件工具：如文檔，設(shè)計、驗(yàn)收、評測標(biāo)準(zhǔn)以及軟件的接口規(guī)范等；數(shù)據(jù)：包括數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)顯示，空間坐標(biāo)投影等；系統(tǒng)開發(fā)：系統(tǒng)設(shè)計過程，數(shù)據(jù)工藝流程，標(biāo)準(zhǔn)建庫流程等；其它，包括名詞術(shù)語，管理辦法等一般而言，軟件工具，系統(tǒng)開發(fā)，管理辦法等方面的標(biāo)準(zhǔn)可以借用更為通用的信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，所以GIS標(biāo)準(zhǔn)主要集中于空間數(shù)據(jù)以及相關(guān)的一系列規(guī)范§15.1地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)目前，有很多個組織和政府部門召集或主持制定地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)容主要包括空間數(shù)據(jù)模型空間服務(wù)模型空間數(shù)據(jù)共享（DataSharing）互操作（DataInteroperation）其中比較重要要的是：地理信息/地球信息科學(xué)(Geographicinformation/Geomatics)專業(yè)委員會制定的ISO/TC211地理信息標(biāo)準(zhǔn),更為全面，更注重于標(biāo)準(zhǔn)本身的定義，可以指導(dǎo)地理信息系統(tǒng)開發(fā)和使用的各個方面；OGC(OpenGISConsortium)制定的OpenGIS：更加注重軟件的實(shí)現(xiàn)?！?5.2地理信息系統(tǒng)和社會GIS的社會化在企業(yè)化GIS應(yīng)用的初期主要集中于一些經(jīng)常要處理和使用空間數(shù)據(jù)的部門，包括土地，市政設(shè)施管理等等這些部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)具有“強(qiáng)”的空間分布特性，如地塊數(shù)據(jù)，管網(wǎng)數(shù)據(jù)等，采用GIS對其業(yè)務(wù)進(jìn)行管理是“自然”的需求隨著信息技術(shù)應(yīng)用的普及許多其他領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)開始采用GIS，例如：商場可以采用GIS來分析不同區(qū)域客戶的購物傾向；無線通信部門可以利用GIS來確定其發(fā)射臺站的覆蓋范圍和覆蓋效率；而交通部門可以使用GIS來分析交通流量在這些機(jī)構(gòu)中，空間數(shù)據(jù)只是信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的一部分，或者信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，如客戶、雇員數(shù)據(jù)，具有“弱”的空間分布特性，GIS與其它系統(tǒng)集成在一起，服務(wù)于其業(yè)務(wù)?！?5.2地理信息系統(tǒng)和社會GIS社會化的影響“大眾化”是GIS社會化的主要方面，它是指GIS技術(shù)已經(jīng)融入到人們的日常生活中，遷移默化的改變著生活方式：將地圖存儲在計算機(jī)中，使以往利用地圖提供的定位、定向、導(dǎo)航功能可以通過GIS實(shí)現(xiàn)，而3S集成技術(shù)，可以使得定位導(dǎo)航功能更加自動化和精確；利用GIS可以將信息按照其空間坐標(biāo)組織起來，進(jìn)行查詢檢索；可以分析其空間分布特點(diǎn)，進(jìn)行決策支持汽車導(dǎo)航、野外探險和旅游、銀行信用卡管理、商家經(jīng)營分析、保險賠償分析等等，人們生活的各個方面，GIS都可以在其中發(fā)揮作用?！?5.2地理信息系統(tǒng)和社會GIS的社會化公眾在日常生活中使用著地理信息系統(tǒng)，可是他（她）不需要了解任何GIS的知識他（她）根本感覺不到GIS作為獨(dú)立的技術(shù)在其中所起到的作用，正如一個基于數(shù)據(jù)庫建立的自動取款機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)人們在存款、取款時，不需要了解數(shù)據(jù)庫的查詢、修改、提交、回送等具體功能的概念和實(shí)現(xiàn)，但確實(shí)，他用到了這些功能GIS應(yīng)用和其他應(yīng)用緊密結(jié)合在一起，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活不可分離的一部分，正如一些學(xué)者所預(yù)測的，“GIS發(fā)展的將來就是沒有GIS”。從應(yīng)用角度來看，GIS的社會化意味著每個人都可以方便的使用GIS功能而從應(yīng)用開發(fā)角度來看，GIS社會化的標(biāo)志是GIS產(chǎn)業(yè)的形成與分化，形成專門的數(shù)據(jù)生產(chǎn)廠商，GIS平臺/構(gòu)件開發(fā)商，GIS集成商，GIS服務(wù)提供商以及GIS工程監(jiān)理等等相關(guān)GIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確立，對于GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)§15.2地理信息系統(tǒng)和社會GIS社會化的其它問題產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)

GIS軟件生產(chǎn)和系統(tǒng)集成

GIS服務(wù)

GIS工程監(jiān)理

政策GIS標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的建立和共享

其它領(lǐng)域應(yīng)用GIS的規(guī)定

GIS產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行規(guī)范

§15.2地理信息系統(tǒng)和社會GIS社會化的其它問題法律計算機(jī)犯罪軟件版權(quán)隱私權(quán)網(wǎng)絡(luò)法律問題數(shù)據(jù)版權(quán)問題數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)發(fā)布數(shù)據(jù)應(yīng)用§15.2地理信息系統(tǒng)和社會1）數(shù)據(jù)的獲?。豪脺y量設(shè)備，包括GPS、平板測圖儀等，得到的空間數(shù)據(jù)，無疑是其制作者（也包括數(shù)據(jù)制作單位）原創(chuàng)作品，作者對之擁有完全的版權(quán)；紙質(zhì)地圖數(shù)據(jù)的數(shù)字化即原地圖是版權(quán)作品：需要取得地圖權(quán)利人的許可原地圖是無版權(quán)資料,數(shù)字地圖的作者應(yīng)該數(shù)據(jù)擁有完全的版權(quán)。數(shù)據(jù)購買只是獲得數(shù)據(jù)的使用權(quán)，并沒有得到所有權(quán)遙感數(shù)據(jù)往往是通過購買得到，因而購買單位只是擁有使用權(quán)，但是對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并得到專題數(shù)據(jù)（如植被覆蓋圖，土地利用圖等），該過程融入了處理者的思想，所以一般來說，數(shù)據(jù)處理者擁有完全版權(quán)?！?5.2地理信息系統(tǒng)和社會2）數(shù)據(jù)處理只有在對有版權(quán)的電子數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而處理者并不擁有其版權(quán)的情況下，才會涉及版權(quán)問題需要處理者投入時間和經(jīng)費(fèi)，并且體現(xiàn)了處理者的思想，數(shù)據(jù)處理完成后，原始數(shù)據(jù)在新的數(shù)據(jù)中并不顯式地表現(xiàn)出來，在一般情況下，可以認(rèn)為處理者擁有完全的版權(quán)。數(shù)據(jù)處理過程的復(fù)雜程度是不一致的，對于一些簡單的變換處理，如投影變換，文件格式轉(zhuǎn)換，圖像處理中亮度、對比度變換，通常這些變換是可逆的，即由處理結(jié)果可以再生成原始數(shù)據(jù)。處理者不能擁有結(jié)果數(shù)據(jù)的版權(quán)。3）數(shù)據(jù)的發(fā)布形式空間數(shù)據(jù)可以有多種發(fā)布形式，包括地圖，計算機(jī)可讀的各種介質(zhì)，Internet等等，具有版權(quán)的數(shù)據(jù)，無論其發(fā)布形式如何，其版權(quán)都應(yīng)該受到保護(hù)，除非權(quán)利人做出特別的聲明。4）數(shù)據(jù)應(yīng)用目的空間數(shù)據(jù)的使用可以有不同的目的，包括教育，科研，公共服務(wù)，商業(yè)等，一般對于非贏利目的使用數(shù)據(jù)，其限制可以適當(dāng)放寬§15.2地理信息系統(tǒng)和社會GIS社會化的其它問題教育和評估認(rèn)證進(jìn)行GIS培訓(xùn)和教育的機(jī)構(gòu)主要包括職業(yè)學(xué)校、社區(qū)學(xué)院、大學(xué)和學(xué)院、GIS軟件開發(fā)商、使用GIS的單位等。1）認(rèn)證：認(rèn)證側(cè)重于通過考試或者其它等價的評估過程，使GIS專業(yè)人員展示其能力和對GIS知識的掌握程度。2）許可證：許可證也是保證GIS人員能力的一個途徑，它又可以稱為注冊登記，是一個強(qiáng)制的過程，通過該過程政府給予一些個人從事某些領(lǐng)域的許可。3）授權(quán)：授權(quán)不是針對個人，而是對GIS教育機(jī)構(gòu)的認(rèn)證過程，包括課程，教員的數(shù)量和質(zhì)量，設(shè)施等等，§15.2地理信息系統(tǒng)和社會社會對GIS發(fā)展的影響GIS技術(shù)既是一個工具，可以解決人們在生產(chǎn)生活中遇到的各種問題也是一個社會過程，即GIS技術(shù)在影響和改變著社會的同時，社會也對GIS技術(shù)的發(fā)展施加著影響§15.3數(shù)字地球地球信息科學(xué)基本概念地理信息科學(xué)（GeographicalInformationScience）地球測量（Geomatics）地球信息學(xué)[宮鵬]地球空間信息學(xué)[李德仁]地球信息學(xué)（Geo-Informatics）地球信息科學(xué)（Geo-informationScience）§15.3數(shù)字地球地球信息科學(xué)的本質(zhì)從信息流的角度來揭示地球系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展及其演化規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境和社會的宏觀調(diào)控，作為其理論核心的地球信息機(jī)理研究包括：地球信息的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分類和表達(dá)；地球圈層間信息傳輸機(jī)制、物理過程及其增益和衰減以及信息流的形成機(jī)理；地球信息的空間認(rèn)識及其不確定性與可預(yù)見性；地球信息模擬物質(zhì)流、能量流和人流相互作用關(guān)系的時空轉(zhuǎn)換特征；地球信息的獲取和處理的應(yīng)用基礎(chǔ)理論等。§15.3數(shù)字地球作為地球信息科學(xué)的研究手段，地球信息技術(shù)包括：地球數(shù)據(jù)獲取技術(shù)：從外部世界獲得記錄地球性質(zhì)和狀態(tài)的地球數(shù)據(jù)遙感、全球定位系統(tǒng)等地球數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)形成了覆蓋全球的監(jiān)測運(yùn)行系統(tǒng)，建立起多層次、立體的對地觀測系統(tǒng)（EOS,EarthObservationSystem），是快速獲取和更新地球數(shù)據(jù)的主要技術(shù)手段。地球信息模擬技術(shù)：用于將地球數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地球信息，包括地球空間信息的加工、再生以及獲得有關(guān)某一地球空間問題解決的目的、計劃和策略信息。地球信息傳播技術(shù)：用以實(shí)施空間數(shù)據(jù)的傳遞和信息的傳播?！?5.3數(shù)字地球數(shù)字地球的產(chǎn)生背景數(shù)字地球（TheDigitalEarth,DE）的概念最早出現(xiàn)于1997年下半年，1998年戈?duì)栐谝淮窝葜v中將數(shù)字地球正式提了出來。數(shù)字地球的科學(xué)背景，包括：地理信息科學(xué)，地球信息科學(xué)等一系列學(xué)科對地觀測系統(tǒng)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為數(shù)字地球提供了技術(shù)支持全球變化和可持續(xù)發(fā)展的研究對數(shù)字地球的出現(xiàn)起到了推動作用§15.3數(shù)字地球§15.3數(shù)字地球數(shù)字地球的基本概念，可以歸納為以下三個方面：1）數(shù)字化的三維顯示的虛擬地球，或指信息化的地球，包括數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的地球技術(shù)系統(tǒng)；2）實(shí)施數(shù)字地球計劃是社會的行為，需要全社會的關(guān)心和支持，需要有政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的共同協(xié)力參加3）是一次新的技術(shù)革命，將改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式，進(jìn)一步促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推動社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步§15.3數(shù)字地球基本框架：數(shù)字地球的基礎(chǔ)技術(shù)，由遙感、遙測、地理信息系統(tǒng)、因特網(wǎng)等組成遙感、遙測等提供獲取數(shù)據(jù)的手段地理信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理、存儲、分析和表現(xiàn)通過因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸發(fā)布，這樣構(gòu)成了數(shù)字地球技術(shù)系統(tǒng)的。§15.3數(shù)字地球數(shù)字地球核心技術(shù)高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的快速獲取技術(shù)

地球空間數(shù)據(jù)的存儲和處理超媒體空間信息系統(tǒng)

地理信息的分布式計算地理信息的共享領(lǐng)域服務(wù)空間查詢服務(wù)空間分析服務(wù)空間制圖服務(wù)地理信息的特定任務(wù)服務(wù)無比例尺數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)倉庫空間數(shù)據(jù)融合(Fusion)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR,VirtualReality)技術(shù)元數(shù)據(jù)（Metadata）§15.3數(shù)字地球國家信息基礎(chǔ)設(shè)施是一個能夠給用戶隨時提供大容量信息的，由通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、數(shù)據(jù)庫以及日用電子產(chǎn)品組成的完備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前全球被廣泛采用的信息基礎(chǔ)設(shè)施就是因特網(wǎng)，而Web服務(wù)無疑是因特網(wǎng)上最重要的應(yīng)用。國家信息基礎(chǔ)設(shè)施將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其預(yù)期效益如下：1）推動新技術(shù)發(fā)展，如半導(dǎo)體、高速網(wǎng)絡(luò)及其軟件；2）形成大型產(chǎn)業(yè)，加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展；3）促進(jìn)電子商務(wù)的發(fā)展；4）協(xié)助解決醫(yī)療保健問題，降低醫(yī)療費(fèi)用；5）促進(jìn)科技研究；6）促進(jìn)教育事業(yè)；7）為全國公民服務(wù)?！?5.3數(shù)字地球國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施之后的又一個國家級信息基礎(chǔ)設(shè)施，其目的是為了協(xié)調(diào)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)集的收集、管理、分發(fā)和共享的基礎(chǔ)設(shè)施?？臻g數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施主要由四個部分組成數(shù)據(jù)交互網(wǎng)絡(luò)體系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)體系從技術(shù)的角度來看，其內(nèi)容主要有：空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)空間框架數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)元數(shù)據(jù)等等§15.3數(shù)字地球目前，我國NSDI的建設(shè)包括空間信息的收集、管理、協(xié)調(diào)和分發(fā)的體系和機(jī)構(gòu)：制訂國家空間信息設(shè)施的規(guī)劃、政策、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)建立層次化的機(jī)構(gòu)體系，協(xié)調(diào)各個部門（包括測繪、土地、環(huán)境、開發(fā)、農(nóng)業(yè)等部門）的協(xié)作和權(quán)益研究相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行項(xiàng)目管理等等。空間數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)一系列遙感衛(wèi)星或小衛(wèi)星組成的遙感衛(wèi)星體系地理空間數(shù)據(jù)集Metadata和空間信息交換網(wǎng)絡(luò)包括國家基礎(chǔ)地理信息中心，中國科學(xué)院，國家信息中心，北京大學(xué)等許多單位已經(jīng)開展了Metadata標(biāo)準(zhǔn)方面的研究，但是還需同國際上相關(guān)工作的接軌。§15.3數(shù)字地球目前，我國NSDI的建設(shè)包括基礎(chǔ)空間框架數(shù)據(jù)以及地理空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)國家測繪局進(jìn)行了基礎(chǔ)空間框架數(shù)據(jù)的輸入和建庫工作，其中包括全國1