GIS新技术与数字地球简介.pptx

第九章第九章 GIS新技术新技术 与数字地球简介与数字地球简介2024/10/6 2024/10/6 周日周日2 2第九章第九章 GIS新技术与数字地球简介新技术与数字地球简介一、一、第第4代代GIS技术技术二、二、网络网络GIS（WebGIS）三、三、组件式组件式GIS（ComGIS）四、四、数字地球简介数字地球简介五、五、地球空间信息科学地球空间信息科学 思考与练习思考与练习一、第一、第4代代GIS技术技术 随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、网络和数据挖掘等主流IT技术的发展，在科技部有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第4代GIS技术的概念。4 4代代代代GISGIS技术技术技术技术1 1第第4 4代代GISGIS技术主要有如下特点技术主要有如下特点:1 1、支持、支持“数字地球数字地球”或或“数字城市数字城市”概概念的实现，从二维向多维发展，从静念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。据处理能力。2 2、基于网络的分布式数据管理及计算、基于网络的分布式数据管理及计算、Web-GISWeb-GIS和和B/SB/S体系结构，用户可以实体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理分析，具有联机事务管理(OLTP)(OLTP)和联和联机分析机分析(OLAP)(OLAP)管理能力。管理能力。2024/10/6 2024/10/6 周日周日5 54 4代代代代GISGIS技术技术技术技术2 23 3、面向空间实体及其相互关系的数据组、面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动。多尺度比例尺数据无缝融合、互动。4、具有统一的海量数据存储、查询和具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于空间数据的数据分析处理能力、基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。挖掘和强大的模型支持能力。4 4代代代代GISGIS技术技术技术技术3 35、具有与其他计算机信息系统的整体具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与集成能力。例如与MISMIS、ERPERP、OAOA等各等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入式嵌入式GISGIS与各种掌上终端设备集成，与各种掌上终端设备集成，如如PDAPDA、手机、手机、GPSGPS接收设备等。接收设备等。6 6、具有虚拟现实表达及自适应可视化、具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。户界面及地图和虚拟现实效果。二、网络二、网络GIS（WebGIS）万维网(World Wide Web简记为WWW，也称Web)实现于1990年的Next计算机上。1992年CERN(欧洲粒子研究中心)公开发表了万维网，至1994年万维网己成为访问因特网资源的最好手段。我国在1994年春开始在Internet上建立万维网服务器。浏览万维网资源的著名浏览器有美国网景(Netscape)公司的Navigation和微软公司的Explorer。2024/10/6 2024/10/6 周日周日8 8网络网络网络网络GIS1GIS1 互联网络(Internet)的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展，使万维网(World Wide Web简称WWW或Web)成为高效的全球性信息发布渠道。这一技术正在以很快的速度进入每家每户，它将把地球变成一个小小的村落。网络时代即将来临。随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求，利用Internet在Web上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为GIS发展的必然趋势。于是，基于Internet技术的地理信息系统WebGIS就应运而生。2024/10/6 2024/10/6 周日周日9 9网络网络网络网络GIS2GIS2 互联网地理信息系统WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物，是一种基于Internet的OpenGIS。GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。2024/10/6 2024/10/6 周日周日1010网络网络网络网络GIS3GIS3 一般把因特网中的GIS称为WWWGIS或WebGIS，中文名为万维网GIS。WebGIS就是以WWW的Web页面作为GIS软件的用户界面，把Internet和GIS技术结合在一起，能够进行各种交互操作的GIS，它是一种大社会级的GIS。Web页面使用超媒体技术和超文本链接语言，使得对WWW的操作更富有灵活性和趣味性。以Web作为GIS的用户界面，将一改以往GIS软件用户界面呆板生硬的面孔，更利于GIS大众化。2024/10/6 2024/10/6 周日周日1111WebGIS的优点：万维网地理信息系统是地理信息系统在万维网上的实现，是利用万维网技术对传统地理信息系统的改造和发展。与传统的基于桌面或局域网的GIS相比，WebGIS具有以下的优点：1、更广泛的访问范围。2、平台独立性。3、可以大规模降低系统成本和减少重复劳动。4、更简单的操作。三、组件式三、组件式GIS（ComGIS）组件式软件是新一代组件式软件是新一代GISGIS的重要基础的重要基础,ComGIS,ComGIS是面向对象技术和组件式软件是面向对象技术和组件式软件在在GISGIS软件开发中的应用。软件开发中的应用。COMCOM是组件式对象模型是组件式对象模型(Component(Component Object Model)Object Model)的英文缩写，是的英文缩写，是OLE(Object Linking&Embedding)OLE(Object Linking&Embedding)和和ActiveXActiveX共同的基础。共同的基础。COMCOM不是一种面向不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。对象的语言，而是一种二进制标准。COMCOM所建立的是一个软件模块与另一个所建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这种链接建立软件模块之间的链接，当这种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为之后，模块之间就可以通过称之为“接接口口”的机制来进行通信的机制来进行通信 。组件式组件式组件式组件式GIS1GIS1 ActiveXActiveX是是一一套套基基于于COMCOM的的可可以以使使软软件件组组件件在在网网络络环环境境中中进进行行互互操操作作而而不不管管该该组组件件是是用用何何种种语语言言创创建建的的技技术术。作作为为ActiveXActiveX技技术术的的重重要要内内容容，ActiveX ActiveX 控控件件是是一一种种可可编编程程、可可重重用用的的基基于于COMCOM的的对对象象。ActiveXActiveX控控件件通通过过属属性性、事事件件、方方法法等等接接口口与与应应用用程程序进行交互。序进行交互。ComGISComGIS的的基基本本思思想想是是把把GISGIS的的各各大大功功能能模模块块划划分分为为几几个个控控件件，每每个个控控件件完完成成不不同同的的功功能能。各各个个GISGIS控控件件之之间间，以以及及GISGIS控控件件与与其其它它非非GISGIS控控件件之之间间，可可以以方方便便地地通通过过可可视视化化的的软软件件开开发发工工具具集集成成起起来来，形形成成最最终终的的GISGIS应用。应用。ComGIS特点特点 1、高效无缝的系统集成 2、无须专门GIS开发语言 3、大众化的GIS 4、成本低 传统GIS软件与用户或者二次开发者之间的交互，一般通过菜单或工具条按钮、命令以及二次开发语言进行。ComGIS与用户和客户程序之间则主要通过属性、方法和事件交互。四、数字地球简介四、数字地球简介 数字地球这一科学畅想是由美国副总统戈尔提出的。他于1998年1月3日在美国加利福尼亚科学中心发表了数字地球：认识21世纪的星球的方式的讲演。他认为，应构建一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息“货源”。数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项整体性的、导向性的战略思想。数字地球数字地球数字地球数字地球 1 1 美国提出数字地球这一战略构想，有深刻的政治和经济目的：一是刺激其国内经济发展。二是美国全球战略的延续和发展。三是美国信息高速公路和国家空间数据基础设施的自然延伸。数字地球数字地球数字地球数字地球2 2 “数字地球”是信息技术发展与建设到一定阶段而提出来的前瞻性的信息化概念，它涉及到的大部分理论、技术、数据和应用都与现有的直接相关，更为重要的是，“数字地球”与现有的相关工作的根本区别在于，它是从更高的层次、系统论和一体化的角度来组合和应用已有和正在发展的理论、技术、数据和能力（含人员、软件、硬件），从而更广泛地、更深入地、更有效地、更经济地为社会提供服务。数字地球的基础框架数字地球的基础框架 它包括下列工作：1建立2维与3维间的投影关系，这是数字地球的骨架；2在现有各种比例尺地形图的基础上，用遥感影像加速更新、建立数字地球的数据基底；3研究真3维GIS（地理信息系统）的构建方法，以便容纳和操作海量的真3维数据；4制定数据标准，适应多部门数据采集和共享。数字地球的技术体系数字地球的技术体系数字地球的主要关键技术：1 1、高分辨率卫星遥感数据的快速获取技、高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术术2 2、空间高精度实时定位技术、空间高精度实时定位技术3 3、海量数据的快速处理与存储技术、海量数据的快速处理与存储技术 4 4、高速计算机信息网络技术、高速计算机信息网络技术 5 5、超媒体与分布式空间信息系统技术、超媒体与分布式空间信息系统技术 2024/10/6 2024/10/6 周日周日2020数字地球的技术数字地球的技术数字地球的技术数字地球的技术体系体系体系体系2 26 6、地理信息的分布式计算、地理信息的分布式计算 7 7、地球数据的无级比例尺信息综合技、地球数据的无级比例尺信息综合技术术 8 8、空间数据仓库、空间数据仓库 9 9、空间数据仓库模型与数据挖掘理论、空间数据仓库模型与数据挖掘理论研究研究 1010、多种数据的融合技术、多种数据的融合技术 1111、数字地球的仿真与虚拟现实技术、数字地球的仿真与虚拟现实技术 数字地球的应用数字地球的应用 n n数字地球与数字城市n n数字地球与数字江河n n数字地球与数字农业n n数字地球与数字交通n n数字地球与现代战争五、地球空间信息科学五、地球空间信息科学 空间定位技术、航空和航天遥感、地理信息系统和互联网等现代信息技术的发展及其相互间的渗透，逐渐形成了以地球空间信息系统为核心的集成化技术系统。经过本世纪末二三十年的飞速发展，这些现代空间信息技术的综合发展及其应用的日益深入和广泛，促成了“地球空间信息科学Geomatics”的产生。地球空间信息地球空间信息地球空间信息地球空间信息科学科学科学科学2 2 作为一门新兴的交叉学科，人们对其的认识又有多重含义，并出现了许多相类似但又不相同的科学名词，如地球信息科学(Geo-Information Science)、地球信息机理(Geo-Informatics)、图像测量学(Iconicmetry)、图像信息(Iconic-Informatics)、地理信息科学(Geographic Information Science)、地球信息科学(Geo-Information Science)等。这些新的科学名词的出现，都与现代信息技术，如遥感、数字通讯网络、地理信息系统等的发展密切相关。地球空间信息地球空间信息地球空间信息地球空间信息科学科学科学科学3 3 地球空间信息科学是地球科学的个前沿领域，以技术为代表，包括通讯技术、计算机技术的新兴学科，是地球信息科学的重要组成部分，是数字地球的基础。地球空间信息科学不仅包含现代测绘科学的所有内容，而且不局限于测绘学科，体现了多学科的渗透与综合，特别强调计算机技术的应用。地球空间信息科学不局限于数据的采集，而是强调对地球空间数据和信息采集，处理，量测，分析，管理，存储，显示和发布的信息流全过程。地球空间信息科学研究内容地球空间信息科学研究内容1 1、地球信息机理、地球信息机理 地理信息的结构、性质、分类与表达；地球圈层间信息传输机制、物理过程及其增益与衰减以及信息流的形成机理；地球信息的空间认知及其不确定性与可预见性；地球信息模拟物质流、能量流和人流相互作用关系的时空转换特征；地球信息获取与处理的应用基础理论等。地球空间信息科学研地球空间信息科学研地球空间信息科学研地球空间信息科学研究内容究内容究内容究内容2 22 2、地球信息技术、地球信息技术 地球数据获取技术地球信息模拟分析技术地球信息传播技术3 3、地球信息科学的方法论、地球信息科学的方法论 4 4、地球信息科学的应用、地球信息科学的应用 地球空间信息科学的应用地球空间信息科学的应用 陈述彭先生用人的双手形象地描述了地球信息科学的应用：一只手看作是全球变化，其中每一个手指分别代表生物圈、水圈、大气圈、土壤圈和岩石圈，五方面相互作用构成全球变化研究主题；另一只手看作是区域可持续发展研究，大拇指代表人流，其余四指表示人与自然的关系。2024/10/6 2024/10/6 周日周日2828思考与练习思考与练习1、简述WebGIS的优点。2 2、简述ComGISComGIS特点。特点。3 3、简述地球空间信息科学研究内容。地球空间信息科学研究内容。2024/10/6 2024/10/6 周日周日29292024/10/6 2024/10/6 周日周日3030数字地球的基础框架数字地球的基础框架 数字地球的基础理论数字地球的技术体系数字地球的应用领域