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地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具及其在地質(zhì)災害研究中的應用進展

時間:2024-07-24 04:21:56 計算機畢業(yè)論文 我要投稿
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地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具及其在地質(zhì)災害研究中的應用進展

摘要:地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)已經(jīng)廣泛滲透到了多種學科領(lǐng)域,從比較簡單的、單一功能的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng),并向多媒體GIS、智能化、三維、虛擬現(xiàn)實及網(wǎng)絡方向發(fā)展,新興的地理信息系統(tǒng)將運用專家系統(tǒng)知識,進行分析、預報和輔助決策。本文介紹了地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具,從專業(yè)開發(fā)工具的組成結(jié)構(gòu)上,可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡GIS等幾個主要類別;總結(jié)了地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災害研究中的應用及其在地質(zhì)災害評價和管理、地質(zhì)災害的危險度區(qū)劃評價和GIS與專家系統(tǒng)的集成應用的進展態(tài)勢。

關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng) 集成式GIS 模塊化GIS 組件式GIS 網(wǎng)絡GIS 地質(zhì)災害

1地理信息系統(tǒng)的基本概念

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS) 是介于信息科學、空間科學和地球科學之間的交叉科學與新技術(shù)學科,它是計算機科學、遙感技術(shù)、信息工程與現(xiàn)代地學理論和方法的有機結(jié)合。地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統(tǒng),處理的數(shù)據(jù)是具有地理特征和表征地學現(xiàn)象之間空間關(guān)系的屬性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的主要功能有:采集、存儲、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種數(shù)據(jù)[1,2],進行數(shù)據(jù)維護與更新、區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預測[3]等。

地理信息系統(tǒng),按其內(nèi)容可以分為三大類[4]:(1)專題信息系統(tǒng),它是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng),為特定的專門目的服務,如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)和水土流失信息系統(tǒng)等。(2)區(qū)域信息系統(tǒng),主要以區(qū)域綜合研究和區(qū)域的信息服務為目標,可以有不同的規(guī)模,如加拿大國家地理信息系統(tǒng)和我國黃河流域信息系統(tǒng)等。(3)地理信息系統(tǒng)工具,它是一組具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統(tǒng)基本功能的軟件包。地理信息系統(tǒng)的任務,就是對地球表層人文經(jīng)濟(包括人類工程活動)和自然資源及環(huán)境多種信息進行綜合管理與分析。

2 地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具

近年來GIS應用系統(tǒng)發(fā)展迅猛,GIS工具軟件版本也不斷更新升級,比較鮮明的發(fā)展動向有[5]:(1)各GIS軟件工具廠商在優(yōu)化性能的同時,重視發(fā)展Internet 上的GIS;(2)更換開發(fā)語言和開發(fā)模式,更換或擴展到Windows NT 平臺;(3)在空間數(shù)據(jù)庫管理方面,客戶/服務器體系結(jié)構(gòu)仍是GIS 軟件追求的目標;(4)除了屬性數(shù)據(jù)外,人們也希望圖形數(shù)據(jù)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);(5)理論研究方面,時空數(shù)據(jù)的處理及其三維或四維GIS仍然是一個研究熱點;(6)為了進行空間數(shù)據(jù)共享和交換,各國都制定了空間數(shù)據(jù)的交換格式;(7)元數(shù)據(jù)(Metadata)的記錄、處理與標準也是GIS技術(shù)發(fā)展的一項重要內(nèi)容;(8)對GIS軟件影響較為深刻的技術(shù)還有組件對象模型(COM),軟件廠商已由原來向用戶提供系統(tǒng)轉(zhuǎn)為提供對象類型庫或ActiveX控件。

在地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程中,目前已出現(xiàn)了大量的GIS系統(tǒng)專業(yè)開發(fā)工具。從這些專業(yè)開發(fā)工具的組成結(jié)構(gòu)上,可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡GIS等幾個主要類別[6]。

(1) 集成式GIS

集成式GIS指集合各種功能模塊的大型GIS系統(tǒng)軟件包。ESRI公司推出的Arc/Info,Genasys公司的GenaMap, MapInfo 公司的MapInfo,AutoDesk公司的AutoMap,Maptitude[7], MapGIS, MapEngine[8], TitanGIS等都是集成式的GIS開發(fā)工具。集成式GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢是各項功能已形成獨立的完整系統(tǒng),提供了強大的數(shù)據(jù)輸入輸出功能、空間分析功能、良好的圖形平臺和可靠性能,缺點是系統(tǒng)復雜、龐大和成本較高,并且難于與其它應用系統(tǒng)集成。

(2) 模塊化GIS

模塊化GIS系統(tǒng)是把GIS系統(tǒng)按功能劃分成一系列模塊,運行于統(tǒng)一的基礎環(huán)境中。Intergraph公司的MGE是具有代表性的模塊化GIS系統(tǒng)。模塊化GIS系統(tǒng)具有較強的工程針對性,便于開發(fā)和應用。

(3) 組件式GIS

組件式GIS是隨著近年來計算機軟件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的,代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展潮流。組件式GIS具有標準的組件式平臺,各個組件不但可以進行自由、靈活的重組,而且具有可視化的界面和使用方便的標準接口。組件式GIS平臺的核心技術(shù)是Micr

地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具及其在地質(zhì)災害研究中的應用進展

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