空间数据的采集和质量控制优秀文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GIS,Data,(,Geo,graphic,Information Systems,),地理信息系统教研室,1,第1节 概述,第2节,空间数据的地理参照系和控制基础,第3节 地理实体数据的编码,第4节 空间数据的采集,第5节 GIS的数据质量,第6节 空间数据标准,第 三 章 空间数据的采集和质量控制,2,Software 介绍,MapInfo,ARCView,ARCGIS,国产软件：,MAPGIS,吉奥之星,城市之星等,ERDAS,/Imagine,ER MAPPER,ENVI,PCI,-,Geomatica,CARIS,GRASS,(Rutgers Univ.),Classic old-timer originally developed by US Army Construction Engineering Research Lab(CERL)in Champaign,IL;,army ended dev.&support in 1996 but assumed by Baylor University.,IDRSI,(Clark,Univ,),pioneering,university-developed package,ArcView GIS介绍,ArcView是美国ESRI（环境系统研究所）的GIS产品，ESRI是地理信息系统业界的著名企业，其发展基本上代表了国际地理信息技术的前沿水平。ESRI另外一个与ArcView相媲美的GIS产品即著名的Arc/Info软件，它们都以技术可靠、算法先进、实用性强而著称于世。相对于Arc/Info，ArcView更方便、灵活，且操作简单、通用性强，特别适用于地理信息系统应用的普及和对传统信息系统的GIS化。,4,ArcView GIS介绍,基本模块,视图（Views）,表格（Tables）,图表（Charts）,图版（Layouts）,脚本（Scripts）,5,ArcView GIS介绍,可扩展功能模块,1),空间分析,（Spatial Analyst）模块,2)网络分析（NetWork Analyst）模型,3),三维分析,（3D Analyst）模块,4)绘图输出（ArcPress for ArcView）模块,5,),影像分析,(,Image Analyst for ArcView)模块,6)追踪分析(Tracking Analyst for ArcView)模块,7)ArcView 因特网地图发布(ArcView Internet Map Server)模块,6,ArcView,视图支持的空间数据格式,ArcView,形文件（,Shapefile,）；,Arc/Info Coverage,；（数字制图和,GIS应用中广泛使用的一种空间数据格式）,Arc/Info,图库和,ArcStorm,数据库中的数据层；,Arc/Info Grid,数据；,其他数据,CAD,图、影像数据如航、卫片、,MapInfo,交换格式（,MIF,）,ArcView GIS介绍,7,Shape格式,Arcview的Shape文件根式可以通过其自身的适用工具创建，也可以在其它程序中进行。,例如：Arc/Info：Coverage,Arcview进行GIS数据管理的五种核心文件类型：,.,shp,-贮存地理要素的几何关系的文件；,.,shx,-贮存图形要素的几何索引的文件；,.dbf-,贮存要素属性信息的dBASE文件；,.-贮存地理要素的空间位置索引的文件。,ArcView GIS介绍,Arcshape,Shape,8,9,是ESRI公式的GIS产品，在当前众多的GIS软件中，其功能最强、市场占有率最高，影响最大。,1982年推出ARC/INFO软件,2000年 ARC/INFO 8,Arc/Info 介绍,10,空间数据交换的主要方式有：,特点：自动化程度不高，速度较慢等，但它可解决不同GIS之间的数据转换问题。,在机构、经济和法律上还存在一些人为的障碍,若所建立的空间数据标准能为大家所承认，为大多数系统所接受和使用，就比较复杂和困难,定义地学数据服务的对象模型，由一组相互可操作的软件构件集组成，,TABLES 模块,元数据应尽可能多地反映数据集自身的特征规律。,CEN/TC287的Metadata以实用为主，因此它简洁的内容体系受到了国际社会的普遍关注。,Arc/Info Grid 数据；,独立于操作系统、编程语言、人机接口、硬件和网络,地理信息互操作的研究背景,简要模型：它是规范的编写者所理解的现实世界的代码结构,体制上：行业数据保密政策。,Arc/Info 介绍,ARC/INFO由,Workstation,Arc/Info 和,Desktop,Arc/Info 两部分组成。,Workstation,Arc/Info 可以在UNIX和NT平台上运行；,Desktop,Arc/Info 只能在windows NT上运行。,11,Arc/Info 介绍,Arc/Info的模块,ARC,模块,ARCEDIT,模块,ARCPLOT 模块,TABLES,模块,LIBRARIAN 模块,主要扩展模块,TIN,GRID,NETWORK,ARCSCAN,COGO,Arcpress,ArcSDE,12,Arc/Info 介绍,覆盖层(coverage)的主要特征,弧段（ARC）,结点（node）,标识点（label point）,多边形（Polygon）,配准控制点（Tic）,覆盖范围（BND）,注记（Annotation）,链（Link）,路径（Route）,路段（Section）,区域（Region）,覆盖层文件主要包括,TIC:配准点坐标及其标识码,ARC:弧坐标和拓扑关系,TOL:覆盖层处理容限,LAB:标识点坐标和拓扑关系,PFF:多边形过滤文件,PRF:多边形/点相互对照文件,LOG:覆盖层或工作区的历史文件,TXT:覆盖层注记特征,BND:覆盖层描述的地理信息范围,ARF:弧段相互对照表,AAT:弧段属性表,PAL:多边形拓扑关系,PAT:多边形/点属性表,CNT:多边形中心点表,MSK:编辑区配准模,覆盖层在计算机中作为一个目录而存在，目录名就是该覆盖层名。,13,Arc/Info 介绍,在ARC/INFO中，栅格数据也可以建立自己的属性表-VAT（value atribute table）。,VAT表可在grid中用BUILDVAT命令生成。,VAT表的基本结构,VALUE,COUNT,14,W(WORKSPACE的缩写)：用于查看目前所在的路径；,CW(create workspace的缩写)：用于建立一个工作空间；,操作：,ARC:,W 查看当前目录,ARC:,CW D:GIS ,在D盘下建立以GIS命名的工作空间，,建立之后的GIS 文件夹下有info文件夹,ARC:,W D:GIS 把工作路径改到 D:GIS,Arc/Info 介绍,15,软件操作教材,Arcinfo应用与开发技术,樊红等,武汉大学出版社,1997年。,ArcView地理信息系统空间分析方法 作者:汤国安 陈正江 等，科学出版社。,地理信息系统导论，kang-tsung chang著，陈健飞等译。科学出版社 2004.（当前 风行全美200多所高效的精品教材）,16,第1节 概述,第2节,空间数据的地理参照系和控制基础,第3节 地理实体数据的编码,第4节 空间数据的采集,第5节 GIS的数据质量,第6节 空间数据标准,第 三 章 空间数据的采集和质量控制,17,第,6,节,空间数据标准,一、概述,目前影响数据共享的因素,体制上：行业数据保密政策。,技术上：不同系统对空间数据采用的数据结构和数据格式不同。,网络化程度：资源共享是网络主要功能之一，用户可共享网络分散在不同地点的各种软硬件,空间数据标准概念,是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式。每个地理信息系统都必须具有相应的空间数据标准。,空间数据标准的状况,如果只针对某一地理信息系统设计空间数据标准，并不困难；,若所建立的空间数据标准能为大家所承认，为大多数系统所接受和使用，就比较复杂和困难,目前，我国已有一些与GIS有关的国家标准，内容涉及:,数据编码、数据格式、地理格网、数据采集技术规范、数据记录格式等。,空间数据标准的制定对于地理信息系统的发展具有重要意义，,但目前空间数据标准的研究仍然落后于地理信息系统的发展。,18,第,6,节,空间数据标准,二、空间数据分类标准,空间数据,的分类体系，是设计数据标准的前提。,分类体系应考虑专业领域专家的意见，并根据地理信息系统的要求来制定，,尽可能反映分类的合理性。,在GIS中，空间数据必须按统一的标准进行分类。通常应遵循以下原则：,(1)遵循已有的国家标准，以利于全国范围内的数据共享。,(2)遵循国务院有关部委以及军队正在使用的数据标准。,(3)遵循各领域中普遍使用和认同的数据标准。,(4)当各种数据标准相互矛盾时，应遵循由上而下的原则进行处理。,(5)制定新的数据标准时，应尽可能参考同类标准。,中华人民共和国行政区划代码(GB 2260-1995),国土基础信息数据分类与代码(GB/T 13923-92),公路路线命名编号和编码规则(GB 917.1917.2-89),其他相关资料参考国家基础地理信息中心(NFGIS)网站,19,第,6,节,空间数据标准,三、,空间数据,交换,标准,由于空间数据模型的不同，空间数据的定义、表达和存储方式也不同，,因而数据交换也需要统一的标准。空间数据交换的主要方式有：,外部数据交换标准,这类标准通常是ASCII码文件，用户可以通过阅读说明书来直接读写这种外部数据格式。,GIS的外部数据交换格式通常包括：,矢量数据交换格式,栅格数据交换格式,数字高程模型交换格式,特点：自动化程度不高，速度较慢等，但它可解决不同GIS之间的数据转换问题。,它仍然是实现数据共享的主流方式。,GIS-A,数据格式,GIS-B,数据格式,外部数据交换格式标准,数据转换,数据转换,20,第,6,节,空间数据标准,三、空间数据交换标准,空间数据互操作协议,制定一套各方都能接受的标准空间数据操纵函数，通过调用这些函数以互相操作对方的数据。,特点：比外部数据交换标准方便，但由于各种软件存储和处理空间数据的方式不同，,空间数据的互操作函数又不可能很庞大，因此往往不能解决所有问题。,GIS-A,GIS-B,操纵空间数据的API,直接调用,操纵,直接调用,操纵,21,第,6,节,空间数据标准,三、空间数据交换标准,空间数据共享平台,服务器存放空间数据，采用客户机/服务器体系结构，各种GIS通过一个公共的平台在服务器存取所有数据，以避免数据的不一致性。,特点：思路较好，但现有的GIS软件各有自己的底层，要统一平台目前难以实现,GIS-A,GIS-B,服务器存放空间数据,C/S平台,C/S平台,22,第,6,节,空间数据标准,三、空间数据交换标准,统一数据库接口,在对空间数据模型有共同理解的基础上，各系统开发专门的双向转换程序，,将本系统的内部数据结构转换成统一数据库的接口。,特点：这种方式的前提，首先要求对现实世界进行统一的面向对象的数据理解，,这不易实现的,目前：外部数据交换标准仍是实现数据共享的主流方式。,GIS-A,GIS-B,空间数据库接口,转换程序,转换程序,23,第,6,节,空间数据标准,四、我国空间数据交换格式,我国,已发布,了GIS的,外部数据交换格式,，包括:,1）矢量数据交换格式,2）栅格数据交换格式,3）数字高程模型交换格式标准,24,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间,元数据,空间元数据的定义,元数据(Metadate)：,关于数据的数据，也即是描述数据和信息资源的数据。,空间元数据(Geospatial Metadata)：,地理的数据和信息资源的描述性信息。是通过,对地理空间数据的内容、质量、条件 和其他特征进行描述与说明，,以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关数据的数据。,空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。空间元数据是对地理空间数据的一个抽象映射,。,空间元数据和地理空间数据是对地理空间实体不同层次的描述，,是对地理信息的不同深度的表达。,25,目的,1、促进数据集的高效利用,2、为计算机辅助软件工程(CASE)服务。,内容,对数据集的描述；对数据项、数据所有者、数据生产历史等的说明；对数据质量的描述；对数据处理信息的说明；对数据转换方法的描述；对数据库的更新、集成方法等的说明。,性质,元数据应尽可能多地反映数据集自身的特征规律。,作用,通过元数据可以检索、访问数据库，可以有效的利用计算机资源，可以对数据进行加工处理和二次开发等。,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,26,第,6,节,空间数据标准,五、,GIS空间元数据,空间元数据的主要,作用,（1）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源,通过它可以在Intranet或Internet上准确地识别、定位和访问空间信息。,（2）帮助数据使用者查询所需空间信息,如可以按照不同的地理区间、指定的语言以及具体的时间段来查找空间信息资源。,（3）组织和维护一个机构对数据的投资,通过空间元数据内容，可以充分描述数据集的详细情况，便于数据使用者得到数据,的可靠性保证。同时，当使用数据引起矛盾时，数据提供单位也可以利用空间元数,据维护其利益。,（4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心,通过数据目录、数据代理机、数据交换中心等提供的空间元数据内容，,用户便可以很容易地使用它们，达到空间信息的共享。,（5）提供数据转换方面的信息,通过空间元数据，人们便可以接受并理解数据集，并可以与自己的空间信息集成在,一起，进行不同方面的分析决策，使地理空间信息实现真正意义上的共享，发挥其,最大的潜力。,27,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的,分类,高层元数据,中层元数据,底层元数据,空间,非空间,知识,数据,空间,非空间,知识,数据,数值1,数值2,数值,N,n,数值1,数值2,数值,N,1,地理单元实体,或属性数据库,描述数据库文件,内容和数据项共性,描述个别数据项特性,描述个别数据值特性,数据集系列Metadata，,描述整个数据集的元数据，包括数据集区域采样原则，数据库的有效期，数据的时间跨度、分辨率以及方法等。是用户用于概括性查询数据集的主要内容。,数据集Metadata，,既可以作为数据集系列Metadata的组成部分，也可以作为后面数据集属性以及要素等内容的父Metadata数据集系列。全面反映数据集的内容。,要素、属性的类型和实例Metadata，,如最近更新日期，位置纲量，存在问题标识，数据处理过程等。是元数据体系中详细描述现实世界的重要部分,28,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系统信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,对空间元数据所要描述的一般内容进行层次化和范式化，指定出可供参考与遵循的空间元数据标准的内容框架。,29,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系统信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,(1),标识信息是关于地理空间数据集系列的基本信息。,通过标识信息，数据生产者可以对有关数据集的基本信息进行详细的描述，诸如数据集的名称、作者信息、所采用的语言、数据集环境、专题分类、访问限制等，同时用户也可以根据这些内容对数据集有一个总体了解。,30,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系统信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（2）数据质量信息是对空间数据集质量进行总体评价的信息。,可获得数据集的几何精度和属性精度等方面的信息,可知道数据集在逻辑上是否一致以及它的完备性,是用户对数据集进行判断以及决定数据集是否满足需要的主要判断依据,数据生产者通过这部分内容对数据集质量评价的方法和过程进行详细的描述,31,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系统信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（3）数据集继承信息是建立该数据集时所涉及的有关事件、参数、数据源等的信息，以及负责这些数据集的组织机构信息。,可对建立数据集的中间过程有一个详细的描述，如当一幅数字专题地图的建立经过了航片判读、清绘、扫描、数字地图编辑以及验收等过程时，应对每一过程有一个简要描述，使用户对数据集的建立过程比较清晰，也使数据集每一过程的责任比较清楚,32,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系统信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（4）空间数据表示信息是数据集中用来表示空间信息的,方式,的描述，如空间数据类型、空间数据结构、矢量对象描述、栅格对象描述等内容，它是决定数据转换以及数据能否在用户计算机平台上运行的必须信息。,利用空间数据表示信息，用户便可以在获取该数据集后对它进行各种处理或分析了。,33,空间元数据的分类,OGC不做重复，但跟踪DCP的最新进展,Arcview进行GIS数据管理的五种核心文件类型：,地理处理的规范系统。,实现地理信息互操作的IT基础,互操作含义,环境下获取数据及数据处理功能资源,六、空间数据的互操作,（4）Metadata信息管理系统,（4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心,在接口中考虑数据格式、数据处理，还要提供对数据处理应采用的协议，各个系统通过公共的接口相互联系，而且允许各自系统内部数据机构和数据处理可互为不同。,空间世界：具有地理坐标和定位精度的可以被量算的地理空间世界,互操作地理信息的工作方式（OGIS框架）,空间数据互操作协议,Metadata被戈尔列为数字地球六大技术之一，美国联邦地理数据委员会（FGDC）1992年开展地理信息Metadata标准的讨论，FGDC、欧洲地理信息标准化委员会（CEN/TC287）、全球最大的地理空间信息产业组织Open GIS协会以及国际标准化组织地理信息/地球信息业委员会（ISO/TC211）等单位均已成立了各自的Metadata工作组。,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（5）空间参考系信息是关于空间数据集地理参考系统与编码规则的描述，它是反映现实世界与地理数字世界之间关系的通道，诸如地理标识码参照系统、水平坐标系统、垂直坐标系统以及大地模型等。,通过空间参考系中的各元素，可以知道地理实体转换成数字对象的过程以及各相关的计算参数，使数字信息成为可以度量和决策的依据。,34,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（6）实体和属性信息是关于数据集信息内容的信息，包括实体类型及其属性、属性值、域值等方面的信息。,通过该部分内容，数据集生产者可以详细地描述数据集中各实体的名称、标识码以及含义等内容，也可以使用户知道各地理要素属性码的名称、含义等。,35,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（7）发行信息是关于数据集发行及其获取方法的信息，包括发行部门、数据资源描述、发行部门责任、订购程序、用户订购过程以及使用数据集的技术要求等内容。,通过发行信息，用户可以了解到数据集在何处，怎样获取、获取介质以及获取费用等信息。,36,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（8）,空间元数据,参考信息是关于空间元数据的标准、版本、现时性与安全性等方面的信息，它是当前数据集进行空间元数据描述的依据。,通过该空间元数据描述，用户便可以了解到所使用的描述方法的实时性等信息，加深了对数据集内容的理解。,37,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（9）引用信息是引用或参考该数据集时所需的简要信息，它自己不单独使用，而是被基本内容部分的有关元素引用。,它主要由标题、作者信息、参考时间、版本等信息组成。,38,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（10）时间范围信息是关于有关事件的日期和时间的信息，该部分是基本内容部分的有关元素引用时要用到的信息，它自己不单独使用。,39,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（11）联系信息是同与数据集有关的个人和组织联系时所需的信息，包括联系人的姓名、性别、所属单位等信息。,该部分是基本内容部分的有关元素引用时要用到的信息，它自己不单独使用。,40,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的内容,目录信息,标准部分,应用部分,标识信息,数据质量信息,数据集继承信息,空间数据组织信息,空间参考系信息,实体和属性信息,发行信息,空间元数据参考信息,引,用,信,息,时间范围信息,联系信息,地,址,信,息,空间元数据标准体系,（12）地址信息是同组织或个人通讯的地址信息，包括邮政地址、电子邮件地址、电话等信息。,该部分是描述有关地址元素的引用信息，它自己不单独使用。,41,第,6,节,空间数据标准,五、GIS空间元数据,空间元数据的获取,数据收集后：,根据需要产生的元数据。,数据收集前：,根据要建设的,数据库的内容,而设计的元数据。,三阶段：,获取方法：,数据收集中：,随数据的形成,同步,产生的元数据。,键盘输入,关联法,测量法,计算法,推理法,42,地球空间数据的Metadata,Metadata被戈尔列为数字地球六大技术之一，美国联邦地理数据委员会（FGDC）1992年开展地理信息Metadata标准的讨论，FGDC、欧洲地理信息标准化委员会（CEN/TC287）、全球最大的地理空间信息产业组织Open GIS协会以及国际标准化组织地理信息/地球信息业委员会（ISO/TC211）等单位均已成立了各自的Metadata工作组。,43,Metadata的理解,美国联邦地理数据委员会（FGDC）和国际标准化组织（ISO）地球信息委员会（ISO/TC2110认为：“Metadata是关于数据内容、质量、条件以及其他特征的数据。,Meta是希腊语，意思是“改变”，Metadata定义为数据本身及其变化的描述。Metadata是关于数据，数据集的说明或描述。台湾将Metadata译作诠释数据。,欧洲标准化委员会（简称为：CEN/TC287）认为：“Metadata是描述地理数据集内容、表示、空间参考系、质量以及管理的数据”。,44,与Metadata相关的概念,（1）,数据字典（data dictionary）,数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合.组成:数据流;数据流分量，即数据元素;数据存储;处理,（2）,数据百科全书（data encyclepedia）,（3）,Metadata base,（4）,Metadata信息管理系统,（5）,数据仓库（data warehousing）,数据仓库是一个环境，而不是一件产品，提供用户用于决策支持的当前和历史数据，这些数据在传统的操作型数据库中很难或不能得到。数据仓库技术是为了有效的把操作形数据集成到统一的环境中以提供决策型数据访问，的各种技术和模块的总称。,45,Metadata,的标准现状,46,元数据标准名称,建立标准的组织,CSDGM地球空间数据元数据内容标准,FGDC，美国联邦空间数据委员会,GDDD数据集描述方法,MEGRIN，欧洲地图事务组织,CGSB空间数据集描述,CSC，加拿大标准委员会,CEN地学信息一数据描述一元数据,CENTC287,DIF目录交换格式,NASA,ISO地理信息,ISOTC211,47,FGDC的Metadata体系,FGDC是美联邦地理数据委员会的缩写，它由农业部、商业部、能源部、内务部、众议院、交通部、环保局、国会图书馆、宇航局、档案局等多个部门组成，并由内务部负责，其主要功能是负责联邦地理数据的协调发展、使用、共享和宣传。,1994年6月8日批准了Metadata标准。FGDC于1997年4月又发布了Metadata的修改版，即Metadata2.0版本。,48,ISO/TC211的Metadata体系,国际标准化组织ISO作为全球标准的权威机构，对地理数据标准化问题一直比较重视成立了地理信息/地理信息业技术委员会，即ISO/TC211，编号为15046，该委员会框架和参考模型（WG1）、地理空间数据模型和算法（WG2）、地理空间数据管理（WG3）、地理空间服务（WG4）、以及行业及功能标准（WG5）5个工作组组成。,Metadata标准的发展在第三工作组总第15工作小组中进行，即ISO15046-15，地理信息-Metadata工作组。ISO15046-15的目的是想通过建立一个Metadata术语、定义及扩展的公用集合，使地理数据的管理、检索和使用更加有效。,49,CEN/TC287的Metadata体系,欧洲地理信息标准化委员会（CEN/TC287），从1992年，就开始了有关数字地理信息标准化方面的工作，并成立了4个工作组，从地理信息标准化框架（WGI）、地理信息模型和应用（WG2）、地理信息传输（WG3）以及地理信息定位参考系统（WG4）,CEN/TC287的Metadata以实用为主，因此它简洁的内容体系受到了国际社会的普遍关注。目前，它正在与ISO/TC211进行有力地合作，以使自己的内容体系能最大程度地被国际社会采纳。,50,OpenGIS协会的Metadata体系,OpenGIS协会是目前全球最大的地理信息产业化组织，OpenGIS是1993年首先由美国的几个联邦机构和商业组织召开的有关“网络环境下访问异质地理数据和地理处理资源”的会议上提出的概念体系。目前它们已取得了一致，即由ISO/TC211负责制定标准，而OpenGIS协会以该标准为蓝本进行软件实现，,51,52,Metadata的理论基础,地理信息的模型建立理论,地理对象的抽象过程通常有9个层次，在这9个层次之间通过8个接口相互连接来实现了由现实世界到地理要素集合世界的转换。这9个层次依次为现实世界、概念世界、地理空间世界、尺度世界、项目世界、点世界、几何世界、地理要素世界以及要素集合世界，连接它们的8个接口分别为认识接口、GIS学科拉口、局域几何接口、空间参照系接口、几何结构接口、要素结构接口及项目结构连接。,53,54,第,6,节,空间数据标准,六、空间数据的互操作,互操作含义,指,异构环境,下两个或两个以上的实体可以,互相通信和协作,，以完成某一特定,任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。,互操作地理信息处理是指,：,A 自由地交换所有关于地球的信息,B 通过网络协作运行能够操作空间信息的软件,实体A,数据,功能,互相通信,互相协作,互操作,实体B,数据,功能,55,地理信息互操作的研究背景,地理处理过程的相互独立性,获取、存储、分析和显示地理数据的方法相互独立,地理数据格式倾向于复杂化,数据共享要求比较突出,数据集成过程存在问题,不同,GIS,平台或软件间数据转换产生丢失,不同行业不同的标准及指标体系，使得数据无法直接进行简单合并,在机构经济和法律上还存在一些人为的障碍,信息共享已经成为现代信息社会发展的一个重要标,志，而,GIS,互操作的产生则是信息共享的必然产物,，,GIS,互操作将成为,21,世纪,GIS,研究领域的一个重要,组成部分。,56,地理信息互操作的研究背景,地理信息数据共享的模式,地理信息系统各系统之间数据共享的途径主要包括数据交换和地理信息的互操作。,数据的集中式管理使得数据共享模式为数据转换；,随着,C/S,体系的发展，数据互操作则成为主要模式。,57,地理信息互操作的研究背景,地理信息数据共享的模式,数据转换,直接转换,相关表：记录之间的转换，只对小数据量有意义，针对记录逐个进行转换，没有存储功能，不能保证转换过程中语义的正确性,系统A,系统B,关联表,58,地理信息互操作的研究背景,地理信息数据共享的模式,数据转换,直接转换,转换器,：是,一个内部数据模型，转换器通过对输入数据的类型及值按照转换规则进行转换，得到指定的数据模型及值。比关联表有更详细的语义并具有存储功能。,系统A,系统B,输入数据类型及值,输出转换数据模型,及值转换器,59,地理信息互操作的研究背景,地理信息数据共享的模式,数据转换,基于空间数据转换标准的转换：该标准必须具备具有处理矢量、栅格、网格、属性数据及其它辅助数据的能力；实现的方法必须独立与系统，且可以扩展，以便在需要时能包括心的空间信息,系统A,系统B,系统C,系统A,系统B,系统C,空间数据转换标准（SDTD）,60,地理信息互操作的研究背景,理信息数据共享的模式,地理信息互操作,计算机辞典：两个或多个系统交换信息并相互使用已交换信息的能力，即指一个系统接受和处理另一软件系统发送信息的能力。,UGIS,：,自底向上将已有系统和应用集成在一起，它不是简单地集成而是系统地组合，它需要多种,DBMS,和应用程序的支撑。,ISO/TC211,：,若两个实体,X,和,Y,能相互操作，则,X,和,Y,对处理的请求,Ri,具有共同的理解，并且如果,X,向,Y,提出处理请求,Ri,，,Y,能对,Ri,做出正确的反应，并将结果,Si,返回给,X,。,OGIS,：,系统或系统构件的可扩展性，以及相互应用和协作处理的能力。,61,地理信息互操作的研究背景,理信息数据共享的模式,地理信息互操作,地理信息互操作的层次：网络、硬件、软件、数据库、地理信息系统、应用和企业七个层次,层次结构,支持,企业,信息,立法、政策、规范、标准,应用,语义,标准、语义数据模型、规程,数据,地理信息系统,数据库,DBMS、标准、规程,技术,软件和网络协议,硬件和网络,规程、协议、标准,标准等,62,地理信息互操作的研究背景,理信息数据共享的模式,地理信息互操作,基于公共接口的地理信息系统互操作：为了实现不同地理信息系统之间能够实现互操作，以中最理想的方法是通过公共接口来实现。在接口中考虑数据格式、数据处理，还要提供对数据处理应采用的协议，各个系统通过公共的接口相互联系，而且允许各自系统内部数据机构和数据处理可互为不同。,63,地理信息互操作的研究背景,理信息数据共享的模式,地理信息互操作,数据转换和互操作的比较,指标,基于关联表,基于转换器,基于数据转换标准,基于接口,处理对象,单个数据,数据集,多个数据集,数据集、处理,转换次数,N次,N次,2次,1次,内部公开性,必须公开,必须公开,不需公开,不需公开,转换公开性,不公开,不公开,公开,公开,抽象/具体性,非常具体,具体,抽象,高度抽象,统一性,不统一,不统一,统一,统一,64,地理信息互操作的研究背景,GIS,数据共享行业解决方案的提出,Open GIS,（,the Open GIS Consortium,inc.,OGC,）,提出（,interoperatable,geopressing,）,OGC,的成员包括：地理处理软件生产商、数据库软件生产商、可视化软件生产尚、系统集成商、计算机生产商、电信公司、信息提供者以及大学和政府机构。,65,地理信息互操作的研究背景,GIS,数据共享行业解决方案的提出,Open GIS,规范主要包括：,对地球和地理现象进行数字的、数学的和概念上描述的一个共同的方法；,在信息交流中实现地理数据的获取、管理、操作、表达和共享等服务的一个共同模型；,使用开放的地理数据模型、,OpenGIS,服务模型来解决技术上和理论上的非互操作性问题的框架。,66,地理信息互操作的研究背景,GIS,数据共享行业解决方案的提出,Open GIS,规范使软件生产商提供的“即插即用”的地理处理工具，可以被软件集成者将地理处理功能定制到信息系统中。,Abstract Spec,CORBA,Implementation spec,OLE/COM,Implementation spec,JAVA,Implementation spec,C+,Implementation spec,67,地理信息互操作研究的主要内容,地理信息互操作的研究范围,分布式计算：,Dcp,使运行在不同计算机上的应用程序可以交互。,OGC,不做,重复，但跟踪,DCP,的最新进展,数据服务：地理信息互操作的主要研究内容。,OGC,致力于研究如何提供和请求服务、如何决定请求的性质,是请求数据还是请求对数据的操作，或者全部请求。,数据诠释：是对某些数据有共同兴趣的个人和组织的研究范畴。定义一个诠释数据的框架,数据潜在的含义、数据的精度以及认证水平等。,68,地理信息互操作研究的主要内容,地理信息互操作模型,开放式的地理数据模型：运用面向对象或传统的编程方法建立的一组通用的和公共的基本地理信息类型集，可以用来为更加专业的领域进行地理数据建模。,OpenGIS,服务：访问和处理在开放式地理数据模型中定义的地理数据类型