數(shù)字地球第七章

1、 地球信息的特征是分布的，并具有基礎(chǔ)性、共享性和綜地球信息的特征是分布的，并具有基礎(chǔ)性、共享性和綜合性合性1地球信息的分布式特征地球信息的分布式特征 地理信息是人類實踐活動所認識和獲取的地球空間地理信息是人類實踐活動所認識和獲取的地球空間自然和人造目標(biāo)的定位和屬性信息。地球信息從表現(xiàn)形自然和人造目標(biāo)的定位和屬性信息。地球信息從表現(xiàn)形式上有地圖圖形信息、圖像信息、圖片、數(shù)據(jù)和文本信式上有地圖圖形信息、圖像信息、圖片、數(shù)據(jù)和文本信息。息。地球信息的本質(zhì)特征是區(qū)域空間上的分布性，具有地球信息的本質(zhì)特征是區(qū)域空間上的分布性，具有明顯的地理參考系統(tǒng)。明顯的地理參考系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)行政區(qū)劃、自然地理區(qū)可以根

2、據(jù)行政區(qū)劃、自然地理區(qū)域、坐標(biāo)系統(tǒng)、地名、地址或數(shù)碼域、坐標(biāo)系統(tǒng)、地名、地址或數(shù)碼(郵政編碼、電話號碼郵政編碼、電話號碼)來識別它們。來識別它們。地理數(shù)據(jù)是分布在空間上的，采集、管理、地理數(shù)據(jù)是分布在空間上的，采集、管理、維護和處理這些區(qū)域上的數(shù)據(jù)并沒有因果、從屬關(guān)系，維護和處理這些區(qū)域上的數(shù)據(jù)并沒有因果、從屬關(guān)系，而是分布的、相對獨立的和并行的。而是分布的、相對獨立的和并行的。地球信息的另一重地球信息的另一重要特征是基礎(chǔ)性和綜合性。地理信息滲透到自然和社會要特征是基礎(chǔ)性和綜合性。地理信息滲透到自然和社會的多種學(xué)科，地球信息的各種屬性分布在不同的部門和的多種學(xué)科，地球信息的各種屬性分布在不同的

3、部門和學(xué)科中。由于地球信息的基礎(chǔ)性、共享性、綜合性和分學(xué)科中。由于地球信息的基礎(chǔ)性、共享性、綜合性和分布性，用地理信息系統(tǒng)對地球信息處理布性，用地理信息系統(tǒng)對地球信息處理 的基礎(chǔ)研究已形的基礎(chǔ)研究已形成一門地理信息科學(xué)。成一門地理信息科學(xué)。 在數(shù)據(jù)倉庫中的作用與意義在數(shù)據(jù)倉庫中的作用與意義(1)對來自分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，進行集成和衍生處理；對來自分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，進行集成和衍生處理；(2)對來自分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換提供規(guī)則服務(wù)；對來自分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換提供規(guī)則服務(wù)；(3)提供數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)倉庫之間的映射關(guān)系和規(guī)則；提供數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)倉庫之間的映射關(guān)系和規(guī)則；(4)提供數(shù)據(jù)倉庫本身的

4、結(jié)構(gòu)和描述；提供數(shù)據(jù)倉庫本身的結(jié)構(gòu)和描述；(5)瀏覽數(shù)據(jù)倉庫的存取路徑和規(guī)則；瀏覽數(shù)據(jù)倉庫的存取路徑和規(guī)則；(6)業(yè)務(wù)詞匯表；業(yè)務(wù)詞匯表；(7)已設(shè)計的和預(yù)定義的查詢和報表清單。已設(shè)計的和預(yù)定義的查詢和報表清單。 空間數(shù)據(jù)倉庫的多維數(shù)據(jù)模型空間數(shù)據(jù)倉庫的多維數(shù)據(jù)模型 空間數(shù)據(jù)倉庫利用多維分類機制組織大量的空間數(shù)空間數(shù)據(jù)倉庫利用多維分類機制組織大量的空間數(shù)據(jù)，建立立方數(shù)據(jù)模據(jù)，建立立方數(shù)據(jù)模型。維的數(shù)目確定是由需求來定。型。維的數(shù)目確定是由需求來定。地學(xué)查詢一般分時間維、空間維、屬性維來組織數(shù)據(jù)。地學(xué)查詢一般分時間維、空間維、屬性維來組織數(shù)據(jù)。 “維維”通常按層次來組織。分割到不同的等級或?qū)哟危?/p>

5、通常按層次來組織。分割到不同的等級或?qū)哟危?時間維：可劃分為年、月、周、日、時、分、秒等；時間維：可劃分為年、月、周、日、時、分、秒等； 空間維：可劃分為洲、國家、地區(qū)、省、縣、鄉(xiāng)、村、空間維：可劃分為洲、國家、地區(qū)、省、縣、鄉(xiāng)、村、戶等層次；戶等層次； 屬性維：可以劃分為：類、亞類、種、亞種。屬性維：可以劃分為：類、亞類、種、亞種。 數(shù)據(jù)倉庫的主要功能數(shù)據(jù)倉庫的主要功能 數(shù)據(jù)倉庫的主要任務(wù)是將來源于分散在不同地點、不數(shù)據(jù)倉庫的主要任務(wù)是將來源于分散在不同地點、不同單位的分布式數(shù)據(jù)庫中的類型不同、結(jié)構(gòu)不同、存貯同單位的分布式數(shù)據(jù)庫中的類型不同、結(jié)構(gòu)不同、存貯格式不同的原始數(shù)據(jù)，進行標(biāo)準(zhǔn)化、過濾

6、與匹配、凈化，格式不同的原始數(shù)據(jù)，進行標(biāo)準(zhǔn)化、過濾與匹配、凈化，標(biāo)明時間戳和確認數(shù)據(jù)質(zhì)量的處理，即求精過程標(biāo)明時間戳和確認數(shù)據(jù)質(zhì)量的處理，即求精過程;然后再然后再根據(jù)任務(wù)需要，將來源于分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)再進行集根據(jù)任務(wù)需要，將來源于分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)再進行集成與分割、概括與聚集、預(yù)測與推導(dǎo)、翻譯與格式化、成與分割、概括與聚集、預(yù)測與推導(dǎo)、翻譯與格式化、轉(zhuǎn)換與再映像處理，最后進行數(shù)據(jù)庫倉庫的建模、概括、轉(zhuǎn)換與再映像處理，最后進行數(shù)據(jù)庫倉庫的建模、概括、聚集、調(diào)整與確認及建立結(jié)構(gòu)化查詢等功能建設(shè)。聚集、調(diào)整與確認及建立結(jié)構(gòu)化查詢等功能建設(shè)。 數(shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)倉庫由以下主要模塊組成

7、：數(shù)據(jù)倉庫由以下主要模塊組成： (1)求精部分：負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化、凈化、過濾與匹配，為求精部分：負責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化、凈化、過濾與匹配，為所選數(shù)據(jù)源中提取數(shù)據(jù)的原始信息打上時間戳。所選數(shù)據(jù)源中提取數(shù)據(jù)的原始信息打上時間戳。 (2)重構(gòu)工程部分：負責(zé)檢驗是否滿足用戶分析的需重構(gòu)工程部分：負責(zé)檢驗是否滿足用戶分析的需求，包括對多個系統(tǒng)中不同類型的數(shù)據(jù)進行集成；按時求，包括對多個系統(tǒng)中不同類型的數(shù)據(jù)進行集成；按時間順序分割數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的翻譯和格式化。間順序分割數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的翻譯和格式化。 (3)對已存貯數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)移或再映像到原始數(shù)據(jù)中，對已存貯數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)移或再映像到原始數(shù)據(jù)中，以便對最新衍生、創(chuàng)建或轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)不斷進

8、行更新。以便對最新衍生、創(chuàng)建或轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)不斷進行更新。 數(shù)據(jù)倉庫的主要模塊組成數(shù)據(jù)倉庫的主要模塊組成(4)數(shù)據(jù)倉庫的存取和使用主要由以下模塊組成：數(shù)據(jù)倉庫的存取和使用主要由以下模塊組成： 數(shù)據(jù)倉庫直接存取數(shù)據(jù)倉庫直接存取 報表工具報表工具 數(shù)據(jù)站場存取數(shù)據(jù)站場存取 分析工具、決策支持系統(tǒng)分析工具、決策支持系統(tǒng) 重建工程重建工程 業(yè)務(wù)建模工具業(yè)務(wù)建模工具 轉(zhuǎn)換為多維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為多維結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)挖掘工具數(shù)據(jù)挖掘工具 創(chuàng)建局部存貯創(chuàng)建局部存貯 OLAP(在線事務(wù)處理在線事務(wù)處理) Metadata抽取與創(chuàng)建抽取與創(chuàng)建 Metadata處理與報表處理與報表 (5)空間數(shù)據(jù)倉庫結(jié)構(gòu)框架：空間數(shù)據(jù)倉庫結(jié)構(gòu)框架

9、： 數(shù)據(jù)源：分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源：分布式數(shù)據(jù)庫,衛(wèi)星遙感衛(wèi)星遙感,GIS與數(shù)據(jù)庫。與數(shù)據(jù)庫。 Metadata數(shù)據(jù)源：遙感影像、專題地圖、各種圖形。數(shù)據(jù)源：遙感影像、專題地圖、各種圖形。 Metadata互操作協(xié)議：互操作協(xié)議：InternetIntranet 數(shù)據(jù)抽取求精：標(biāo)準(zhǔn)化、過濾與匹配、標(biāo)明時間戳。數(shù)據(jù)抽取求精：標(biāo)準(zhǔn)化、過濾與匹配、標(biāo)明時間戳。 (6)元數(shù)據(jù)創(chuàng)建與瀏覽數(shù)據(jù)倉庫：建模、概括、聚集、元數(shù)據(jù)創(chuàng)建與瀏覽數(shù)據(jù)倉庫：建模、概括、聚集、調(diào)整與確認、建立空間調(diào)整與確認、建立空間SQL。 (7)存取與檢索：數(shù)據(jù)倉庫直接存取、重構(gòu)工程、調(diào)整存取與檢索：數(shù)據(jù)倉庫直接存取、重構(gòu)工程、調(diào)整與確認、

10、建立空間索引。與確認、建立空間索引。 (8) Metadata 管理及查詢與分析：報表工具、可持續(xù)發(fā)管理及查詢與分析：報表工具、可持續(xù)發(fā)展決策系統(tǒng)展決策系統(tǒng)(應(yīng)用應(yīng)用)、建模接口、數(shù)據(jù)挖掘及、建模接口、數(shù)據(jù)挖掘及OLAP。 空間數(shù)據(jù)交換中心空間數(shù)據(jù)交換中心 地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心(Geo-spatial Data Clearing House)是指網(wǎng)上的虛擬的地學(xué)空間數(shù)據(jù)倉庫，是網(wǎng)上的是指網(wǎng)上的虛擬的地學(xué)空間數(shù)據(jù)倉庫，是網(wǎng)上的地學(xué)空間數(shù)據(jù)集散地。地學(xué)空間數(shù)據(jù)集散地。是地學(xué)空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者、管理是地學(xué)空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者、管理者和用戶之間的者和用戶之間的Internet-web網(wǎng)絡(luò)

11、。它不是一個存貯數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。它不是一個存貯數(shù)據(jù)集的中心倉庫，而是集的中心倉庫，而是連接分布式數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)的管理中連接分布式數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)的管理中心心，是為用戶尋找地理空間數(shù)據(jù)，確定其適用性及獲得、，是為用戶尋找地理空間數(shù)據(jù)，確定其適用性及獲得、訂購數(shù)據(jù)的最快、最方便和最經(jīng)濟的方法與服務(wù)中心訂購數(shù)據(jù)的最快、最方便和最經(jīng)濟的方法與服務(wù)中心。 地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心的工作機制是建立在地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心的工作機制是建立在Metadata的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上的，并作為國家空間數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上的，并作為國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分。所有的地理空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者、基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分。所有的地理空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)

12、者、管理者都要按管理者都要按 Metadata 規(guī)定格式提供數(shù)據(jù)，并建立規(guī)定格式提供數(shù)據(jù)，并建立“國國家地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心家地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心”。 用戶可以通過用戶可以通過Internet-web，運用運用Mosaic和和Netscape等瀏覽器查詢和獲得遠程分布式等瀏覽器查詢和獲得遠程分布式站點或數(shù)據(jù)庫中，按站點或數(shù)據(jù)庫中，按Metadata標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)，用戶可標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)，用戶可以選擇他們需要的數(shù)據(jù)。以選擇他們需要的數(shù)據(jù)。Metadata還提供如何訂購的信還提供如何訂購的信息。地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心的工作機制主要是在息。地學(xué)空間數(shù)據(jù)交換中心的工作機制主要是在Internet-web上

13、搜索地學(xué)空間數(shù)據(jù)的能力。上搜索地學(xué)空間數(shù)據(jù)的能力。 地學(xué)空間數(shù)據(jù)引擎和聯(lián)機分析技術(shù)地學(xué)空間數(shù)據(jù)引擎和聯(lián)機分析技術(shù) 在空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行地學(xué)空間數(shù)據(jù)庫在空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行地學(xué)空間數(shù)據(jù)庫引擎引擎(Geo-spatial Database Engine)和空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析技術(shù)開發(fā)的研究是數(shù)字地球技術(shù)系統(tǒng)的組成部分。技術(shù)開發(fā)的研究是數(shù)字地球技術(shù)系統(tǒng)的組成部分?？臻g空間數(shù)據(jù)庫引擎支持數(shù)據(jù)查詢、整合、重組視圖等操作，并數(shù)據(jù)庫引擎支持數(shù)據(jù)查詢、整合、重組視圖等操作，并能進一步支持地學(xué)空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和地學(xué)空間挖掘能進一步支持地學(xué)空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和地學(xué)空間挖掘。 建立空間

14、查詢、空間分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的基本原理，建立空間查詢、空間分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的基本原理，以面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能支持高效的、海以面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能支持高效的、海量數(shù)據(jù)的存取、訪問的空間信息組織模型和高效的空間量數(shù)據(jù)的存取、訪問的空間信息組織模型和高效的空間數(shù)據(jù)庫引擎，同時在此基礎(chǔ)上，開展空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析數(shù)據(jù)庫引擎，同時在此基礎(chǔ)上，開展空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的基本理論和算法研究，為數(shù)字地球技和空間數(shù)據(jù)挖掘的基本理論和算法研究，為數(shù)字地球技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用提供有力的支持。術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用提供有力的支持。 空間數(shù)據(jù)庫引擎技術(shù)研究重要的理論意義：空間數(shù)據(jù)庫引

15、擎技術(shù)研究重要的理論意義： (1)空間數(shù)據(jù)組織和空間查詢關(guān)鍵技術(shù)上為空間數(shù)據(jù)倉空間數(shù)據(jù)組織和空間查詢關(guān)鍵技術(shù)上為空間數(shù)據(jù)倉庫提供支持，提高海量空間信息的深入綜合與利用能力。庫提供支持，提高海量空間信息的深入綜合與利用能力。 (2)空間數(shù)據(jù)組織模型和高效訪問技術(shù)是空間數(shù)據(jù)倉庫空間數(shù)據(jù)組織模型和高效訪問技術(shù)是空間數(shù)據(jù)倉庫的核心部分，是進行空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的核心部分，是進行空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)，的基礎(chǔ)，是對大規(guī)?？臻g信息進行深人分析的主要途徑。是對大規(guī)?？臻g信息進行深人分析的主要途徑。 地學(xué)空間數(shù)據(jù)引擎和聯(lián)機分析技術(shù)地學(xué)空間數(shù)據(jù)引擎和聯(lián)機分析技術(shù) (3)空間數(shù)據(jù)倉庫、空

16、間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖空間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘理論是空間信息資源開發(fā)的重要支柱掘理論是空間信息資源開發(fā)的重要支柱，大量的調(diào)查研，大量的調(diào)查研究和預(yù)測表明，在即將到來的究和預(yù)測表明，在即將到來的21世紀，空間信息資源將世紀，空間信息資源將成為倍受重視的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源。成為倍受重視的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源?？臻g信息資源的開發(fā)空間信息資源的開發(fā)程度將在一定程度上影響一個國家的綜合實力，決定一程度將在一定程度上影響一個國家的綜合實力，決定一個國家的信息技術(shù)競爭力。個國家的信息技術(shù)競爭力。 (4)我國將在第十個五年計劃期間大力進行空間信息資我國將在第十個五年計劃期間大力進行空間信息資源的

17、開發(fā)，發(fā)展國土資源信息化和空間信息交換。而空源的開發(fā)，發(fā)展國土資源信息化和空間信息交換。而空間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘理論的間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘理論的基礎(chǔ)研究是一個必不可少的前提?；A(chǔ)研究是一個必不可少的前提。 開展空間信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)開展空間信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究。更進一步強調(diào)了空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究。更進一步強調(diào)了空間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的研究。倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的研究。 目前，目前，我國在空間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析與挖掘研究方我國在空間數(shù)據(jù)倉

18、庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析與挖掘研究方面還剛剛起步。面還剛剛起步。 空間數(shù)據(jù)庫引擎的研究內(nèi)容空間數(shù)據(jù)庫引擎的研究內(nèi)容 (1)面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫技術(shù)，支持面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫技術(shù)，支持“數(shù)字地球數(shù)字地球”的面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫模型與體系結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫模型與體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)多維信。根據(jù)多維信息特性的要求，研究如何確定空間數(shù)據(jù)模型，高效地支息特性的要求，研究如何確定空間數(shù)據(jù)模型，高效地支持以持以“數(shù)字地球數(shù)字地球”為對象的數(shù)據(jù)組織和查詢。為對象的數(shù)據(jù)組織和查詢。 空間數(shù)據(jù)模型研究空間數(shù)據(jù)模型研究：以面向?qū)ο蠹夹g(shù)為基礎(chǔ)，對空間：以面向?qū)ο蠹夹g(shù)為基礎(chǔ)，對空間數(shù)據(jù)進行集成的表示和組織，支持空間對象在

19、幾何空間、數(shù)據(jù)進行集成的表示和組織，支持空間對象在幾何空間、拓撲空間和集空間上的操作。拓撲空間和集空間上的操作。 面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究：面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究：利用面向?qū)ο罄妹嫦驅(qū)ο蟮念愋?、封裝、繼承等特點研究對基本空間數(shù)據(jù)類型、的類型、封裝、繼承等特點研究對基本空間數(shù)據(jù)類型、復(fù)雜空間數(shù)據(jù)類型的支持，研究面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的對象復(fù)雜空間數(shù)據(jù)類型的支持，研究面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的對象索引技術(shù)、查詢技術(shù)、并發(fā)與數(shù)據(jù)恢復(fù)等內(nèi)容。索引技術(shù)、查詢技術(shù)、并發(fā)與數(shù)據(jù)恢復(fù)等內(nèi)容。 面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)研究面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)研究：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)庫的體

20、系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫組織方式。庫為基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫組織方式。 三維空間數(shù)據(jù)庫研究三維空間數(shù)據(jù)庫研究：研究適合三維空間查詢的數(shù)據(jù)：研究適合三維空間查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和索引方法，研究三維結(jié)構(gòu)和索引方法，研究三維GIS在在“數(shù)字地球數(shù)字地球”中的應(yīng)用，中的應(yīng)用，如三維電子地圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字城市等。如三維電子地圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字城市等。 空間數(shù)據(jù)庫引擎的研究內(nèi)容空間數(shù)據(jù)庫引擎的研究內(nèi)容 (2)支持支持“數(shù)字地球數(shù)字地球”的空間數(shù)據(jù)倉庫模型，的空間數(shù)據(jù)倉庫模型，根據(jù)根據(jù)“數(shù)數(shù)字地球字地球”對多維時空信息的要求和高效數(shù)據(jù)訪問的要求，對多維時空信息的要求和高效數(shù)據(jù)訪問的要求，研究如何設(shè)計和

21、構(gòu)建支持高效數(shù)據(jù)訪問處理的空間數(shù)據(jù)研究如何設(shè)計和構(gòu)建支持高效數(shù)據(jù)訪問處理的空間數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)組織模型與體系結(jié)構(gòu)倉庫的數(shù)據(jù)組織模型與體系結(jié)構(gòu)。 空間數(shù)據(jù)倉庫的基本原理：空間數(shù)據(jù)倉庫的概念模式、空間數(shù)據(jù)倉庫的基本原理：空間數(shù)據(jù)倉庫的概念模式、存儲模式和體系結(jié)構(gòu)等。存儲模式和體系結(jié)構(gòu)等。 空間數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)組織模型和操作模型：基于面向空間數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)組織模型和操作模型：基于面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型的空間數(shù)據(jù)倉庫的統(tǒng)一數(shù)據(jù)組織。對象的空間數(shù)據(jù)模型的空間數(shù)據(jù)倉庫的統(tǒng)一數(shù)據(jù)組織。 (3)空間查詢處理技術(shù)，根據(jù)空間查詢處理技術(shù)，根據(jù)“數(shù)字地球數(shù)字地球”的查詢處理的查詢處理要求，研究空間數(shù)據(jù)庫引擎。要求，研究

22、空間數(shù)據(jù)庫引擎。 空間數(shù)據(jù)庫引擎研究：研究空間數(shù)據(jù)索引技術(shù)和訪問空間數(shù)據(jù)庫引擎研究：研究空間數(shù)據(jù)索引技術(shù)和訪問方法，設(shè)計高效的空間數(shù)據(jù)存取方法。方法，設(shè)計高效的空間數(shù)據(jù)存取方法。 空間查詢關(guān)鍵技術(shù)研究：根據(jù)不同類型的空間查詢，空間查詢關(guān)鍵技術(shù)研究：根據(jù)不同類型的空間查詢，建立相應(yīng)的查詢處理的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。研究空間建立相應(yīng)的查詢處理的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。研究空間查詢的信息處理技術(shù)，包括文件系統(tǒng)、緩沖區(qū)管理等。查詢的信息處理技術(shù)，包括文件系統(tǒng)、緩沖區(qū)管理等。 基于復(fù)雜空間關(guān)系的空間查詢技術(shù)研究：研究以拓撲基于復(fù)雜空間關(guān)系的空間查詢技術(shù)研究：研究以拓撲關(guān)系為代表的基于空間關(guān)系的空間查詢技術(shù)。關(guān)

23、系為代表的基于空間關(guān)系的空間查詢技術(shù)。 空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論研究空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論研究 綜合運用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、統(tǒng)計學(xué)、人工智能、機器學(xué)綜合運用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、統(tǒng)計學(xué)、人工智能、機器學(xué)習(xí)、模式識別等領(lǐng)域的理論和研究方法，深入研究以虛習(xí)、模式識別等領(lǐng)域的理論和研究方法，深入研究以虛擬地球為對象的空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論，擬地球為對象的空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論，建建立空間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的立空間數(shù)據(jù)倉庫、空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析和空間數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)理論框架及三者有機集成的基本原理基礎(chǔ)理論框架及三者有機集成的基本原理，為虛擬地球，為虛擬地球的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用提

24、供前提和有力的支持，為空間信息的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用提供前提和有力的支持，為空間信息的開發(fā)應(yīng)用提供理論和核心技術(shù)。的開發(fā)應(yīng)用提供理論和核心技術(shù)。 空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論是空間信息資源開空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論是空間信息資源開發(fā)的重要支柱發(fā)的重要支柱，大量的調(diào)查研究和預(yù)測表明，在即將到，大量的調(diào)查研究和預(yù)測表明，在即將到來的來的21世紀，空間信息資源將成為倍受重視的關(guān)鍵戰(zhàn)略世紀，空間信息資源將成為倍受重視的關(guān)鍵戰(zhàn)略資源，對空間信息資源開發(fā)程度將在一定程度上影響一資源，對空間信息資源開發(fā)程度將在一定程度上影響一個國家的綜合實力，決定一個國家的競爭力。個國家的綜合實力，決定一個國家的競爭力。

25、 大規(guī)模的空間信息的深入分析能力大規(guī)模的空間信息的深入分析能力對未來的自然資源對未來的自然資源開發(fā)與利用、自然災(zāi)害預(yù)測與防治、國防與戰(zhàn)爭、國民開發(fā)與利用、自然災(zāi)害預(yù)測與防治、國防與戰(zhàn)爭、國民經(jīng)濟建設(shè)與管理、空間開發(fā)等多個方面都是至關(guān)重要的經(jīng)濟建設(shè)與管理、空間開發(fā)等多個方面都是至關(guān)重要的，而空間數(shù)據(jù)倉庫與空間數(shù)據(jù)挖掘是對大規(guī)?？臻g信息進而空間數(shù)據(jù)倉庫與空間數(shù)據(jù)挖掘是對大規(guī)?？臻g信息進行深入分析的主要途徑。行深入分析的主要途徑。 空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論研究空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論研究(1)支持虛擬地球的空間數(shù)據(jù)倉庫模型與體系結(jié)構(gòu)支持虛擬地球的空間數(shù)據(jù)倉庫模型與體系結(jié)構(gòu)，研究，研究如何

26、運用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)高效地支持的數(shù)據(jù)分析的挖掘。如何運用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)高效地支持的數(shù)據(jù)分析的挖掘。 空間數(shù)據(jù)倉庫的概念模式；空間數(shù)據(jù)倉庫的概念模式； 空間數(shù)據(jù)倉庫的存儲模式；空間數(shù)據(jù)倉庫的存儲模式； 空間數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計模型；空間數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計模型； 空間數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)?？臻g數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)。 (2)支持虛擬地球的空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析處理技術(shù)支持虛擬地球的空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析處理技術(shù)，研究，研究如何高效地進行空間數(shù)據(jù)的聯(lián)機分析。如何高效地進行空間數(shù)據(jù)的聯(lián)機分析。 空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)Cube的高效計算方法；的高效計算方法； 運用空間數(shù)據(jù)運用空間數(shù)據(jù)Cube的聯(lián)機分析處理技術(shù)。的聯(lián)機分析處理技術(shù)。 (3)支持

27、虛擬地球的空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)支持虛擬地球的空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，根據(jù)虛擬地球，根據(jù)虛擬地球深層次數(shù)據(jù)分析和知識獲取的需要，研究如何高效地進深層次數(shù)據(jù)分析和知識獲取的需要，研究如何高效地進行與空間有關(guān)的數(shù)據(jù)挖掘。行與空間有關(guān)的數(shù)據(jù)挖掘。 空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析；空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析； 空間數(shù)據(jù)聚集分析；空間數(shù)據(jù)聚集分析； 空間數(shù)據(jù)分類算法；空間數(shù)據(jù)分類算法； 空間數(shù)據(jù)聯(lián)機集成挖掘?？臻g數(shù)據(jù)聯(lián)機集成挖掘。 空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論研究空間數(shù)據(jù)倉庫模型與數(shù)據(jù)挖掘理論研究 (4)空間數(shù)據(jù)倉庫和空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析的聯(lián)機網(wǎng)空間數(shù)據(jù)倉庫和空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析的聯(lián)機網(wǎng)上發(fā)布上發(fā)布，研究把空間數(shù)據(jù)倉庫中的信息和空間數(shù)，研究把空

28、間數(shù)據(jù)倉庫中的信息和空間數(shù)據(jù)聯(lián)機分析、空間數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果通過據(jù)聯(lián)機分析、空間數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果通過Internet進行發(fā)布。進行發(fā)布。 Web空間數(shù)據(jù)倉庫的模型與機制；空間數(shù)據(jù)倉庫的模型與機制； 基于基于Web的聯(lián)機空間數(shù)據(jù)分析處理。的聯(lián)機空間數(shù)據(jù)分析處理。 (5)空間數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)聯(lián)機分析處理和數(shù)據(jù)挖空間數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)聯(lián)機分析處理和數(shù)據(jù)挖掘的原型研制掘的原型研制，把有關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)的研究成，把有關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)的研究成果用原型加以檢驗和集成，為產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。果用原型加以檢驗和集成，為產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。主要包括以下方面：主要包括以下方面： 基于三層客戶機服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，面向基于三層客戶機服務(wù)器體

29、系結(jié)構(gòu)，面向Web和客戶端瀏覽器應(yīng)用的空間數(shù)據(jù)倉庫原型；和客戶端瀏覽器應(yīng)用的空間數(shù)據(jù)倉庫原型； 基于基于Web的聯(lián)機分析處理系統(tǒng)原型；的聯(lián)機分析處理系統(tǒng)原型； 空間數(shù)據(jù)聯(lián)機集成挖掘工具原型。空間數(shù)據(jù)聯(lián)機集成挖掘工具原型。 空間聯(lián)機分析處理空間聯(lián)機分析處理(Spatial Online Analytical Processing SOLAP)和空間數(shù)據(jù)挖掘和空間數(shù)據(jù)挖掘(Spatial Data Mining SDM)是網(wǎng)絡(luò)條件下的分布式數(shù)據(jù)庫的空間信息處理和知是網(wǎng)絡(luò)條件下的分布式數(shù)據(jù)庫的空間信息處理和知識開發(fā)領(lǐng)域的一個新的方向識開發(fā)領(lǐng)域的一個新的方向?？臻g數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、?？臻g數(shù)據(jù)量大、結(jié)

30、構(gòu)復(fù)雜、難于理解，如果能從大量的空間數(shù)據(jù)中自動或半自動地難于理解，如果能從大量的空間數(shù)據(jù)中自動或半自動地提取所需信息，將具有巨大的應(yīng)用價值。提取所需信息，將具有巨大的應(yīng)用價值。 (1)空間數(shù)據(jù)的深層挖掘空間數(shù)據(jù)的深層挖掘。某些空間數(shù)據(jù)有豐富的隱含。某些空間數(shù)據(jù)有豐富的隱含的意義，需要通過分析或挖掘才能顯示。數(shù)字高程模型的意義，需要通過分析或挖掘才能顯示。數(shù)字高程模型(DEM)反映或荷載高度反映或荷載高度(程程)狀況的知識，經(jīng)過分析，它還狀況的知識，經(jīng)過分析，它還具有地質(zhì)巖性與構(gòu)造方面的知識。土壤或植物的種類或具有地質(zhì)巖性與構(gòu)造方面的知識。土壤或植物的種類或類型是顯露的知識；但它們還反映了氣候狀

31、況的知識。類型是顯露的知識；但它們還反映了氣候狀況的知識。 (2)空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析。空間數(shù)據(jù)的隱含的知識需要。空間數(shù)據(jù)的隱含的知識需要通過關(guān)聯(lián)分析后才能獲得，它不可能從單個類型通過挖通過關(guān)聯(lián)分析后才能獲得，它不可能從單個類型通過挖掘而獲得隱含的知識，而是需要通過若干個不同類型的掘而獲得隱含的知識，而是需要通過若干個不同類型的物體的組合關(guān)系，經(jīng)關(guān)聯(lián)分析后才能獲得。對遙感影像物體的組合關(guān)系，經(jīng)關(guān)聯(lián)分析后才能獲得。對遙感影像分析時，位于河邊的建筑物可能是碼頭，位于山頂?shù)慕ǚ治鰰r，位于河邊的建筑物可能是碼頭，位于山頂?shù)慕ㄖ锟赡苁翘煳呐_。又如鐵路、公路一定有車站，道路筑物可能是天文

32、臺。又如鐵路、公路一定有車站，道路過河一定有橋梁或渡船，學(xué)校一定有操場等。過河一定有橋梁或渡船，學(xué)校一定有操場等。 (3)空間數(shù)據(jù)的聚類分析空間數(shù)據(jù)的聚類分析。不同屬性的空間數(shù)據(jù)之間差。不同屬性的空間數(shù)據(jù)之間差別不大，單類難識別，只有將它們放在一起，進行對比別不大，單類難識別，只有將它們放在一起，進行對比分析，才能將它們區(qū)別。如馬尾松與油松，外形相似，分析，才能將它們區(qū)別。如馬尾松與油松，外形相似，只有將其對比后，才發(fā)現(xiàn)它們的針葉有長有短。在遙感只有將其對比后，才發(fā)現(xiàn)它們的針葉有長有短。在遙感影像上判別一條河流是否發(fā)生了洪水，單憑一個時相影影像上判別一條河流是否發(fā)生了洪水，單憑一個時相影像難以

33、確定，需要通過與枯水期、平水期的影像進行對像難以確定，需要通過與枯水期、平水期的影像進行對比分析，疊加比較才能獲得。一般圖像處理中，或模式比分析，疊加比較才能獲得。一般圖像處理中，或模式識別中的聚類分析。識別中的聚類分析。 (4)空間數(shù)據(jù)的分類算法空間數(shù)據(jù)的分類算法。遙感影像的模式識別或自動。遙感影像的模式識別或自動分類中的算法，最小距離分類、相似分類、線性判別分分類中的算法，最小距離分類、相似分類、線性判別分析、比較識別分類及集群分析等算法。析、比較識別分類及集群分析等算法。 (5)空間數(shù)據(jù)的聯(lián)機集成挖掘空間數(shù)據(jù)的聯(lián)機集成挖掘。在。在WebGIS，ComGIS環(huán)環(huán)境與境與OpenGIS規(guī)范的

34、支持下，對分布式的數(shù)據(jù)庫進行集規(guī)范的支持下，對分布式的數(shù)據(jù)庫進行集成挖掘。一種是正常運行過程中的知識挖掘，另一種進成挖掘。一種是正常運行過程中的知識挖掘，另一種進行空間數(shù)據(jù)的知識挖掘，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，聚集分析。行空間數(shù)據(jù)的知識挖掘，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，聚集分析。 (6)空間數(shù)據(jù)的知識挖掘的智能代理。空間數(shù)據(jù)的知識挖掘的智能代理。在空間數(shù)據(jù)的知在空間數(shù)據(jù)的知識挖掘過程中，一般要用：知識模型。知識代理結(jié)識挖掘過程中，一般要用：知識模型。知識代理結(jié)構(gòu)模型。智能技術(shù)。構(gòu)模型。智能技術(shù)。 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) “數(shù)字地球數(shù)字地球”無級比例尺數(shù)據(jù)管理是指以一個大比例無級

35、比例尺數(shù)據(jù)管理是指以一個大比例尺空間數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，在一定區(qū)域內(nèi)空間對象的信息尺空間數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，在一定區(qū)域內(nèi)空間對象的信息量隨比例尺變化自動增減，從而使得空間地理信息的壓量隨比例尺變化自動增減，從而使得空間地理信息的壓縮和復(fù)現(xiàn)與比例尺自適應(yīng)的一種信息處理技術(shù)縮和復(fù)現(xiàn)與比例尺自適應(yīng)的一種信息處理技術(shù)。 “數(shù)字地球數(shù)字地球”無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)是一個世界性無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)是一個世界性的難題，同時它也潛在著巨大的商業(yè)和社會應(yīng)用價值。的難題，同時它也潛在著巨大的商業(yè)和社會應(yīng)用價值。隨著隨著3S技術(shù)的飛速發(fā)展，各行業(yè)對不同地學(xué)應(yīng)用目的和技術(shù)的飛速發(fā)展，各行業(yè)對不同地學(xué)應(yīng)用目的和比例尺條件的地

36、圖產(chǎn)品需求與日俱增，規(guī)?？涨?。但是比例尺條件的地圖產(chǎn)品需求與日俱增，規(guī)?？涨啊５怯捎谟捎跀?shù)字制圖綜合技術(shù)的瓶頸限制數(shù)字制圖綜合技術(shù)的瓶頸限制，目前大規(guī)模地圖生，目前大規(guī)模地圖生產(chǎn)仍停留在人機交互作業(yè)的水平，不論從地圖產(chǎn)品的種產(chǎn)仍停留在人機交互作業(yè)的水平，不論從地圖產(chǎn)品的種類、數(shù)量，還是生產(chǎn)速度和周期等方面都遠遠不能滿足類、數(shù)量，還是生產(chǎn)速度和周期等方面都遠遠不能滿足的社會需要。的社會需要。 盡管無級比例尺信息綜合技術(shù)具有極為重要的價值，盡管無級比例尺信息綜合技術(shù)具有極為重要的價值，但由于該技術(shù)體系涉及的地理要素復(fù)雜多樣，空間信息但由于該技術(shù)體系涉及的地理要素復(fù)雜多樣，空間信息的綜合規(guī)律難以描

37、述和表達，因此需要非常先進、科學(xué)的綜合規(guī)律難以描述和表達，因此需要非常先進、科學(xué)的制圖綜合模型、數(shù)據(jù)庫、計算機人工智能與的制圖綜合模型、數(shù)據(jù)庫、計算機人工智能與GIS信息處信息處理技術(shù)的支持理技術(shù)的支持。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) 無級比例尺信息綜合的實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)無級比例尺信息綜合的實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù) (1)無級比例尺無級比例尺GIS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫：各種空間對象的層次結(jié)構(gòu)：各種空間對象的層次結(jié)構(gòu)和重要程度是通過該地理實體的空間屬性所體現(xiàn)的。為和重要程度是通過該地理實體的空間屬性所體現(xiàn)的。為了精確描述各空間對象

38、之間所存在的差異性和相互關(guān)系，了精確描述各空間對象之間所存在的差異性和相互關(guān)系，需要建立以屬性特征為基礎(chǔ)的地理實體空間數(shù)據(jù)庫，這需要建立以屬性特征為基礎(chǔ)的地理實體空間數(shù)據(jù)庫，這是實現(xiàn)是實現(xiàn)GIS無級比例尺信息處理的核心技術(shù)。無級比例尺信息處理的核心技術(shù)。 (2)面向空間對象的地理實體分類面向空間對象的地理實體分類：自然界中的任何事：自然界中的任何事物都具有整體上的統(tǒng)一性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的差異性，具體物都具有整體上的統(tǒng)一性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的差異性，具體表現(xiàn)為時間上的次序性和空間上的層次性，從而構(gòu)成完表現(xiàn)為時間上的次序性和空間上的層次性，從而構(gòu)成完整、嚴密的地物分類分級系統(tǒng)。通過面向空間對象的地整、嚴密的

39、地物分類分級系統(tǒng)。通過面向空間對象的地理實體分類可以建立結(jié)構(gòu)化的空間地理信息體系，為空理實體分類可以建立結(jié)構(gòu)化的空間地理信息體系，為空間屬性數(shù)據(jù)庫的生成奠定基礎(chǔ)。間屬性數(shù)據(jù)庫的生成奠定基礎(chǔ)。 (3)無級比例尺無級比例尺GIS地理信息編碼地理信息編碼：用數(shù)學(xué)和邏輯語言：用數(shù)學(xué)和邏輯語言描述地理實體空間分布特征及其變化規(guī)律的空間對象地描述地理實體空間分布特征及其變化規(guī)律的空間對象地理編碼。先對空間實體在質(zhì)量和數(shù)量等屬性特征方面進理編碼。先對空間實體在質(zhì)量和數(shù)量等屬性特征方面進行等級化標(biāo)定，以便計算機能夠行等級化標(biāo)定，以便計算機能夠“判斷判斷”出空間對象的出空間對象的主次，為地理要素的取舍提供客觀、

40、準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。主次，為地理要素的取舍提供客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) (4)無級比例尺無級比例尺GIS信息綜合模型信息綜合模型：研究地圖制圖綜：研究地圖制圖綜合的本質(zhì)特征及空間地理信息隨比例尺變化的信息量增合的本質(zhì)特征及空間地理信息隨比例尺變化的信息量增減規(guī)律。構(gòu)建無級比例尺減規(guī)律。構(gòu)建無級比例尺GIS的空間對象數(shù)量選擇模型、的空間對象數(shù)量選擇模型、空間對象內(nèi)容選取模型和空間對象圖形概括模型?？臻g對象內(nèi)容選取模型和空間對象圖形概括模型。 (5)無級比例尺無級比例尺GIS的圖形

41、語義模型庫：的圖形語義模型庫：為了形象、為了形象、直觀、科學(xué)地表達地理信息，需要建立面向不同地學(xué)應(yīng)直觀、科學(xué)地表達地理信息，需要建立面向不同地學(xué)應(yīng)用的地圖符號庫管理系統(tǒng)，以便計算機在完成信息處理用的地圖符號庫管理系統(tǒng)，以便計算機在完成信息處理后，自動調(diào)用相應(yīng)的地圖符號為每個空間對象賦予適宜后，自動調(diào)用相應(yīng)的地圖符號為每個空間對象賦予適宜的圖形語義。因此需要根據(jù)現(xiàn)代地圖學(xué)理論，研究適于的圖形語義。因此需要根據(jù)現(xiàn)代地圖學(xué)理論，研究適于表達不同地學(xué)領(lǐng)域的無級比例尺地圖符號庫系統(tǒng)。表達不同地學(xué)領(lǐng)域的無級比例尺地圖符號庫系統(tǒng)。 (6)WebGIS無級比例尺數(shù)據(jù)管理組件無級比例尺數(shù)據(jù)管理組件：WebGIS

42、是是“數(shù)字地球數(shù)字地球”無級比例尺信息處理所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)平無級比例尺信息處理所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)平臺，它的設(shè)計方法和技術(shù)路線將直接影響臺，它的設(shè)計方法和技術(shù)路線將直接影響WebGIS信息綜信息綜合的功能和效率。合的功能和效率。WebGIS無級比例尺管理組件主要包括：無級比例尺管理組件主要包括：嵌入嵌入WebGIS服務(wù)器、服務(wù)器、WebGIS編輯器和編輯器和WebGIS瀏覽器瀏覽器三個平臺層次的無級比例尺數(shù)據(jù)庫管理、信息綜合、圖三個平臺層次的無級比例尺數(shù)據(jù)庫管理、信息綜合、圖形語義模型，等等。形語義模型，等等。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技

43、術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) 無級比例尺信息處理流程無級比例尺信息處理流程 無級比例尺信息綜合的目標(biāo)是無級比例尺信息綜合的目標(biāo)是根據(jù)數(shù)據(jù)顯示窗口大根據(jù)數(shù)據(jù)顯示窗口大小來確定該區(qū)域范圍的地理要素選取數(shù)量和內(nèi)容小來確定該區(qū)域范圍的地理要素選取數(shù)量和內(nèi)容。計算。計算機模仿人工制圖綜合的思想過程，其方法是通過空間屬機模仿人工制圖綜合的思想過程，其方法是通過空間屬性數(shù)據(jù)庫先將各地理要素根據(jù)其空間屬性特征之間的差性數(shù)據(jù)庫先將各地理要素根據(jù)其空間屬性特征之間的差異進行等級化標(biāo)定，異進行等級化標(biāo)定，計算機根據(jù)不同的屬性特征值計算計算機根據(jù)不同的屬性特征值計算不同地理要素的不同地理要素的“重要程度重要程度”

44、，并對要素按照重要性程，并對要素按照重要性程度高低進行排序，自動選取各類重要地物提供客觀、準(zhǔn)度高低進行排序，自動選取各類重要地物提供客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。確、科學(xué)的依據(jù)。 “數(shù)字地球數(shù)字地球”無級比例尺技術(shù)的目標(biāo)是：在無級比例尺技術(shù)的目標(biāo)是：在Internet環(huán)境下，通過人機交互和消息傳遞模式，實現(xiàn)以主題和環(huán)境下，通過人機交互和消息傳遞模式，實現(xiàn)以主題和地理區(qū)域為條件的空間對象無級比例尺信息處理。地理區(qū)域為條件的空間對象無級比例尺信息處理。 在進行無級比例尺在進行無級比例尺GIS信息處理時，以原圖內(nèi)容載負信息處理時，以原圖內(nèi)容載負量為基礎(chǔ)，按照空間對象的信息綜合模型，先確定新圖量為基礎(chǔ)，按照

45、空間對象的信息綜合模型，先確定新圖比例尺下的空間對象數(shù)量選取標(biāo)準(zhǔn)，然后確定選取內(nèi)容，比例尺下的空間對象數(shù)量選取標(biāo)準(zhǔn)，然后確定選取內(nèi)容，繼而對線狀要素進行圖形概括，最終在滿足地圖編繪規(guī)繼而對線狀要素進行圖形概括，最終在滿足地圖編繪規(guī)范和最佳目視效果條件下，進行可視化輸出范和最佳目視效果條件下，進行可視化輸出。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 無無級級比比例例尺尺信信息息處處理理流流程程 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) 無級比例尺信息處理流程無級比例尺信息處理流程1)確定地學(xué)應(yīng)用確定地學(xué)應(yīng)

46、用 用戶通過用戶通過ICPIP在客戶端確定具體的地學(xué)應(yīng)用目標(biāo)，在客戶端確定具體的地學(xué)應(yīng)用目標(biāo)，包括應(yīng)用專題包括應(yīng)用專題(如土地利用分類如土地利用分類)和地區(qū)范圍和地區(qū)范圍(如，黃淮海如，黃淮海地區(qū)地區(qū))，WebGIS將遠程瀏覽器上的請求傳送到將遠程瀏覽器上的請求傳送到Web GIS服務(wù)器。服務(wù)器。2)指定信息源指定信息源 信息源是指信息源是指WebGIS無級比例尺管理所依賴的原始數(shù)無級比例尺管理所依賴的原始數(shù)據(jù)源，它是以某區(qū)域范圍據(jù)源，它是以某區(qū)域范圍(如，中國如，中國)的大比例尺的大比例尺(如，如，1：5萬萬)基礎(chǔ)地理和專題信息所構(gòu)成的大型空間數(shù)據(jù)庫，該基礎(chǔ)地理和專題信息所構(gòu)成的大型空間數(shù)據(jù)

47、庫，該數(shù)據(jù)庫通常由數(shù)千或數(shù)萬幅同比例尺的系列圖件數(shù)據(jù)庫通常由數(shù)千或數(shù)萬幅同比例尺的系列圖件(如，地如，地形圖、專題圖形圖、專題圖)在統(tǒng)一的地理坐標(biāo)參照下邏輯拼接而成，在統(tǒng)一的地理坐標(biāo)參照下邏輯拼接而成，并由地圖庫管理系統(tǒng)負責(zé)維護和更新。并由地圖庫管理系統(tǒng)負責(zé)維護和更新。3)計算新圖比例尺計算新圖比例尺 有了用戶選定的區(qū)域范圍及其在屏幕上的顯示面積有了用戶選定的區(qū)域范圍及其在屏幕上的顯示面積(或或成圖幅面成圖幅面)，即可推算出新的地圖比例尺，這是無級比例，即可推算出新的地圖比例尺，這是無級比例尺尺GIS信息處理的前提條件。信息處理的前提條件。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬

48、 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) 4)分層處理分層處理 對不同的空間對象進行無級比例尺對不同的空間對象進行無級比例尺GIS信息處理時需信息處理時需要與之相適宜的模型和算法，這種方法稱為分層。例，要與之相適宜的模型和算法，這種方法稱為分層。例，可將地理要素分為基礎(chǔ)地理要素可將地理要素分為基礎(chǔ)地理要素(居民地、道路網(wǎng)、水系居民地、道路網(wǎng)、水系)和專題地理要素和專題地理要素(土地利用分類土地利用分類)，對水系來說可細分為點，對水系來說可細分為點層層(井、泉井、泉)、線層、線層(單線河、雙線河單線河、雙線河)和面層和面層(水庫、湖水庫、湖)，再根據(jù)不同數(shù)據(jù)層的要素進行

49、相應(yīng)的信息處理。再根據(jù)不同數(shù)據(jù)層的要素進行相應(yīng)的信息處理。 5)符號設(shè)置符號設(shè)置 不同空間對象在不同地學(xué)應(yīng)用和比例尺條件下所采用不同空間對象在不同地學(xué)應(yīng)用和比例尺條件下所采用的地圖符號各不相同。圖形語義模型庫的主要用途針對的地圖符號各不相同。圖形語義模型庫的主要用途針對比例尺和應(yīng)用主題賦予各種地理信息以適宜的圖形符號比例尺和應(yīng)用主題賦予各種地理信息以適宜的圖形符號(點位、線型、線色和填充色點位、線型、線色和填充色)及相應(yīng)的要素注記。及相應(yīng)的要素注記。 6)信息綜合信息綜合 對于基礎(chǔ)地理信息對于基礎(chǔ)地理信息(居民地、水系等居民地、水系等)，根據(jù)要素符號、，根據(jù)要素符號、制圖綜合知識庫和專家信息綜

50、合模型分別確定新圖上地制圖綜合知識庫和專家信息綜合模型分別確定新圖上地物選取數(shù)量、選取內(nèi)容和圖形化簡等操作；對于專題地物選取數(shù)量、選取內(nèi)容和圖形化簡等操作；對于專題地理信息則主要是進行以類別屬性合并為基礎(chǔ)的圖斑綜合。理信息則主要是進行以類別屬性合并為基礎(chǔ)的圖斑綜合。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 1.數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)字地球無級比例尺數(shù)據(jù)管理技術(shù) 7)圖形修飾圖形修飾 經(jīng)過處理，原來地圖的信息量已減少，地物要素數(shù)量經(jīng)過處理，原來地圖的信息量已減少，地物要素數(shù)量已能夠與新比例尺的地圖幅面相適應(yīng)。為了表達原有線已能夠與新比例尺的地圖幅面相適應(yīng)。為了表達原有線狀

51、和面狀要素的外部輪廓特征，需要對該圖進行圖形修狀和面狀要素的外部輪廓特征，需要對該圖進行圖形修飾飾。 8) 要素關(guān)系要素關(guān)系處理處理 在完成無級比例尺在完成無級比例尺GIS信息處理后，需要在統(tǒng)一的地信息處理后，需要在統(tǒng)一的地理坐標(biāo)參照下將各數(shù)據(jù)層疊置起來，由于在分層信息綜理坐標(biāo)參照下將各數(shù)據(jù)層疊置起來，由于在分層信息綜合過程可能會產(chǎn)生一些位移誤差合過程可能會產(chǎn)生一些位移誤差(由移位、化簡、夸大表由移位、化簡、夸大表示時產(chǎn)生示時產(chǎn)生)，需要協(xié)調(diào)各數(shù)據(jù)層的要素位置關(guān)系：，需要協(xié)調(diào)各數(shù)據(jù)層的要素位置關(guān)系： 自然要素不變自然要素不變(河流河流)，人工要素移位，人工要素移位(河流河流邊的道路邊的道路)；

52、 主要地物固定主要地物固定(鐵路鐵路)，次要地物移位，次要地物移位(小路小路)； 穩(wěn)定地物不動穩(wěn)定地物不動(河流河流)，易變地物移位，易變地物移位(河流河流邊的居民點邊的居民點)。 9)圖形輸出圖形輸出 通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸即可在遠程客戶端的通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸即可在遠程客戶端的Web GIS瀏瀏覽器上獲得具有最佳目視效果，并符合專業(yè)制圖規(guī)范的覽器上獲得具有最佳目視效果，并符合專業(yè)制圖規(guī)范的成果圖件。成果圖件。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 2多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù)多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù) 融合融合(Fusion) 的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了質(zhì)的變化，甚至產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了質(zhì)的變化，甚至產(chǎn)生了新的數(shù)

53、據(jù)的數(shù)據(jù)。 數(shù)字地球的多種數(shù)據(jù)的融合，包括多種分辨率數(shù)字地球的多種數(shù)據(jù)的融合，包括多種分辨率數(shù)據(jù)，多維數(shù)據(jù)和不同類型數(shù)據(jù)的融合是一個復(fù)雜的問數(shù)據(jù)，多維數(shù)據(jù)和不同類型數(shù)據(jù)的融合是一個復(fù)雜的問題，題，再加上要將融合得的數(shù)據(jù)進行可視化的立體顯示，再加上要將融合得的數(shù)據(jù)進行可視化的立體顯示，就更難了。全數(shù)字測圖技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)字地形模型就更難了。全數(shù)字測圖技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)字地形模型(DEM)與經(jīng)處理得的遙感影像的融合產(chǎn)生的三維立體景觀影像與經(jīng)處理得的遙感影像的融合產(chǎn)生的三維立體景觀影像(不是影像地圖不是影像地圖)，不是，不是DEM疊加至遙感影像上，它產(chǎn)生疊加至遙感影像上，它產(chǎn)生了逼真的，從空中觀察的立體感覺，

54、尤其是城市的建筑了逼真的，從空中觀察的立體感覺，尤其是城市的建筑物的影像立起來和產(chǎn)生逼真的感覺。物的影像立起來和產(chǎn)生逼真的感覺。數(shù)字地球信息融合數(shù)字地球信息融合框架的時空模型空間經(jīng)度框架的時空模型空間經(jīng)度L、緯度、緯度D、高度、高度H以及時間以及時間T構(gòu)成框架的四維坐標(biāo)。地球形狀和表面是不規(guī)則的。采構(gòu)成框架的四維坐標(biāo)。地球形狀和表面是不規(guī)則的。采用標(biāo)準(zhǔn)橢球體作為參照，定義經(jīng)緯度，以及相應(yīng)的大地用標(biāo)準(zhǔn)橢球體作為參照，定義經(jīng)緯度，以及相應(yīng)的大地水準(zhǔn)面來定義高度。另外也可以采用地心坐標(biāo)系統(tǒng)，由水準(zhǔn)面來定義高度。另外也可以采用地心坐標(biāo)系統(tǒng)，由x，y，z以及時間以及時間r構(gòu)成四維坐標(biāo)構(gòu)成四維坐標(biāo)(x，y

55、，z，t)，空間時間因，空間時間因子是基礎(chǔ)的定位因子，確定其他因子的時空分布。子是基礎(chǔ)的定位因子，確定其他因子的時空分布。GPS提供定位測量數(shù)據(jù)，對于地球坐標(biāo)系統(tǒng)間可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。提供定位測量數(shù)據(jù)，對于地球坐標(biāo)系統(tǒng)間可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 2多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù)多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù) 1)基礎(chǔ)信息基礎(chǔ)信息: 數(shù)字地球信息融合框架的因子數(shù)字地球信息融合框架的因子 (1)地表形狀因子：表示地球表面的起伏形狀，由數(shù)字地表形狀因子：表示地球表面的起伏形狀，由數(shù)字高程模型高程模型(DEM)，數(shù)字地形模型，數(shù)字地形模型(DTM )，及水深數(shù)據(jù)表及水深數(shù)據(jù)表示。高程和水深數(shù)

56、據(jù)的應(yīng)用包括地形的表示，如等值線示。高程和水深數(shù)據(jù)的應(yīng)用包括地形的表示，如等值線圖、三維透視；及建立模型，如剖面計算、道路規(guī)劃和圖、三維透視；及建立模型，如剖面計算、道路規(guī)劃和水流水流。 (2)大氣因子：大氣因子提供氣象、大氣物理、大氣污大氣因子：大氣因子提供氣象、大氣物理、大氣污染的共同基礎(chǔ)，可以大氣的圈層結(jié)構(gòu)表示，大氣結(jié)構(gòu)模染的共同基礎(chǔ)，可以大氣的圈層結(jié)構(gòu)表示，大氣結(jié)構(gòu)模型提供信息添加和生長信息的框架或基礎(chǔ)。型提供信息添加和生長信息的框架或基礎(chǔ)。 (3)地殼因子：提供固體地殼的結(jié)構(gòu)，有地表以下不同地殼因子：提供固體地殼的結(jié)構(gòu)，有地表以下不同巖石類型和構(gòu)造確定其三維空間框架，為地球物理、地巖

57、石類型和構(gòu)造確定其三維空間框架，為地球物理、地球化學(xué)、地震研究提供信息添加和信息生長的基礎(chǔ)。球化學(xué)、地震研究提供信息添加和信息生長的基礎(chǔ)。 (4)水文因子：水文因子包括地球表面的水要素。例如水文因子：水文因子包括地球表面的水要素。例如河流、湖泊、水池、運河、海洋、海岸線等。水文因子河流、湖泊、水池、運河、海洋、海岸線等。水文因子是許多應(yīng)用的信息生長和添加的基礎(chǔ)，特別是環(huán)境方面，是許多應(yīng)用的信息生長和添加的基礎(chǔ)，特別是環(huán)境方面，包括水供應(yīng)、污染、洪水災(zāi)害、野生動物、土地的開發(fā)包括水供應(yīng)、污染、洪水災(zāi)害、野生動物、土地的開發(fā)和持續(xù)性分析。和持續(xù)性分析。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛

58、虛 擬擬 2多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù)多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù) (5)地表數(shù)字影像因子：地表數(shù)字影像是經(jīng)過糾正的地地表數(shù)字影像因子：地表數(shù)字影像是經(jīng)過糾正的地球遙感圖像。數(shù)字正射影像由像元陣列構(gòu)成，離散的像球遙感圖像。數(shù)字正射影像由像元陣列構(gòu)成，離散的像元數(shù)據(jù)值是地面反射率編碼。許多地理要素可從正射影元數(shù)據(jù)值是地面反射率編碼。許多地理要素可從正射影像中解譯出來。正射影像提供地表景觀的直接表示。像中解譯出來。正射影像提供地表景觀的直接表示。 (6)交通因子：交通因子提供了交通網(wǎng)絡(luò)，包括公路、交通因子：交通因子提供了交通網(wǎng)絡(luò)，包括公路、大路、小路、街道、鐵路、水路、機場、港口、橋梁和大路、小路、街道、鐵路、水路

59、、機場、港口、橋梁和隧道。交通因子也是許多應(yīng)用的信息生長的基礎(chǔ)。如地隧道。交通因子也是許多應(yīng)用的信息生長的基礎(chǔ)。如地址相關(guān)的信息、市場分析、廠址選擇、路徑分析、交通址相關(guān)的信息、市場分析、廠址選擇、路徑分析、交通工具的運行和管理。工具的運行和管理。 (7)行政邊界因子：行政邊界因子確定了行政區(qū)域。各行政邊界因子：行政邊界因子確定了行政區(qū)域。各級行政級別，例如知國家、省或州、縣或城市等。行政級行政級別，例如知國家、省或州、縣或城市等。行政區(qū)域可應(yīng)用于人口和經(jīng)濟統(tǒng)計以及稅收方面。區(qū)域可應(yīng)用于人口和經(jīng)濟統(tǒng)計以及稅收方面。2)專題信息的生長及添加專題信息的生長及添加些專題信息，些專題信息，包括環(huán)境、城

60、市包括環(huán)境、城市規(guī)劃、資源管理、防災(zāi)、教育、公共衛(wèi)生、公用事業(yè)、規(guī)劃、資源管理、防災(zāi)、教育、公共衛(wèi)生、公用事業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、保險、政府等。專題信息生長是不斷進化林業(yè)、農(nóng)業(yè)、保險、政府等。專題信息生長是不斷進化的，新的領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，信息生長是無限的，由低級到的，新的領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，信息生長是無限的，由低級到高級，由簡單到復(fù)雜，由數(shù)據(jù)查詢到?jīng)Q策支持。高級，由簡單到復(fù)雜，由數(shù)據(jù)查詢到?jīng)Q策支持。 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 融融 合合 與與 仿仿 真真 虛虛 擬擬 2多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù)多種數(shù)據(jù)的融合技術(shù) 數(shù)字地球信息融合框架的數(shù)據(jù)模型數(shù)字地球信息融合框架的數(shù)據(jù)模型 數(shù)字地球所需的數(shù)據(jù)已不能通過單一的數(shù)據(jù)庫來存儲。數(shù)字地